Sofia Sklaveniti
Docteure en Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l’Environnement, spécialité: Optique, Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère
Thèse soutenue le 21 novembre 2016
Dépt. SAGE (Sciences de l'Atmosphère et Génie de l'Environnement), Mines Douai, France
School of Public and Environmental Affairs, Indiana University, Bloomington, IN, États-Unis

 


Titre et résumé de thèse

Développement et déploiement sur le terrain d’un analyseur pour la mesure de la vitesse de formation d’ozone dans la troposphère

L'ozone (O3) troposphérique représente un enjeu environnemental majeur en raison de ses effets préjudiciables sur la santé humaine, la végétation et le climat. La formation photochimique de l'O3 suit une chimie non linéaire complexe, qui rend la mise en œuvre de mesures de réduction difficile. Les pouvoirs publics s’appuient sur la modélisation afin d’élaborer des stratégies de réduction des précurseurs d’O3, mais il existe encore des incertitudes importantes associées aux mécanismes chimiques utilisés dans les modèles. Une mesure directe de la vitesse de production de l'ozone, P(O3), permettrait de valider les mécanismes chimiques et de fournir des données en temps réel pour la réglementation.

L'objectif principal de cette thèse a été (i) de développer nos connaissances sur la mesure de P(O3) et (ii) d’étudier la chimie de l'ozone en air ambiant. Dans ce contexte, un instrument a été développé pour la mesure de P(O3), caractérisé en laboratoire et déployé sur le terrain. Le principe de l'instrument est basé sur une mesure différentielle de Ox (O3+NO2) entre deux réacteurs d'échantillonnage, le premier opérant comme un réacteur "de référence", sans production d'ozone, et le second reproduisant la chimie de formation d’ozone de l’air ambiant. La caractérisation de l'instrument a impliqué des expériences de laboratoire et de modélisation afin d’évaluer la justesse des mesures. L’instrument a également été déployé lors de la campagne IRRONIC afin d’étudier la sensibilité de P(O3) avec NO. La comparaison des mesures de terrain avec des valeurs modélisées a permis d'évaluer les performances et les limites de cet instrument et d'évaluer la faisabilité de la mesure de P(O3).

Mots-clés: chimie atmosphérique, ozone, sensibilité de la production d'ozone, développement instrumental, mesures in-situ, campagne de mesures, modèle de boite, qualité de l’air

 

Présidente du jury :
Christa FITTSCHEN, Directeur de Recherche CNRS, Université Lille 1

Rapporteurs :
Jonathan WILLIAMS, Docteur, Max-Planck-Institut fur Chemie
Yoshizumi KAJII, Professeur, Kyoto University

Examinateur :
Geoff TYNDALL, Directeur de Recherche, University Corporation for Atmospheric Research

Directrice de thèse :
Nadine LOCOGE, Professeur, Ecole des Mines de Douai

Codirecteur de thèse :
Philip STEVENS,  Professeur, Indiana University

Encadrant :
Sebastien DUSANTER, Maitre Assistant, Ecole des Mines de Douai

Financement: Région / Mines Douai

Laboratoire: SAGE, en co-drection avec Indiana University (USA)