Lina ASLAN

Docteure en Sciences de la Terre et de l’Univers
Thèse soutenue le 6 novembre 2017
Département Sciences de l’Atmosphère et Génie de l’Environnement, IMT Lille Douai

Titre et résumé de thèse

Dégradation atmosphérique de composés organiques multifonctionnels : les hydroxycétones et les aldéhydes insaturés

Ce travail a été réalisé avec l’objectif d’apporter des informations pertinentes sur le devenir atmosphérique de deux familles de composés organiques volatils oxygénés (COVO) multifonctionnels, les hydroxycétones et les aldéhydes insaturés, pour compléter les modèles atmosphériques aussi bien pour les prévisions de qualité de l’air que pour l’élaboration des textes réglementaires. Les investigations sur la réactivité des composés choisis ont été réalisées dans une chambre de simulation atmosphérique souple associée à plusieurs techniques d’analyse spectroscopique et chromatographique. Ce travail fournit la première étude cinétique et mécanistique de la photolyse de 4-hydroxy-4-méthyl-2-pentanone (4H4M2P) et la première détermination de la constante de vitesse pour la réaction des atomes de Cl avec 4H4M2P. Les fréquences de photolyse de 4-hydroxy-3-hexanone (4H3H) et 5-hydroxy-2-pentanone (5H2P) ont aussi été déterminées. Ces mesures ont permis d’estimer les durées de vie atmosphériques des trois composés par photolyse qui s’échelonnent de 7 à 28 jours. L’identification des principaux produits de photolyse de 4H4M2P, l’acétone (121±4)% et le formaldéhyde (20±1)%, a permis de proposer un mécanisme de photolyse incluant un processus de réarrangement intramoléculaire de type Norrish II. Dans une deuxième partie, l’étude de la cinétique de photolyse de deux aldéhydes insaturés, le trans-2-hexenal (T2H) et le trans-2-pentenal (T2P) a été amorcée. La constante de vitesse estimée pour la photolyse du T2H ((1,2±0,6)´10-3 h-1) indique que la photodissociation du T2H sera négligeable dans l’atmosphère. L’ensemble des données obtenues montrent que la réactivité des COVO par photolyse est fortement liée à leur structure.

Rapporteurs :
Wahid MELLOUKI, Directeur de recherche CNRS, ICARE, Orléans
Marie-Thérèse RAYEZ, Directrice de recherche émérite CNRS, ISM, Bordeaux

Examinateurs :
Aline GRATIEN, Maitre de Conférences, LISA, Créteil
Iustinian G. BEJAN, Chercheur, CERNESIM, Iasi (Roumanie)

Co-directrice de thèse :
Christa FITTSCHEN, Directrice de recherche, PC2A, Lille

Directeur de thèse :
Alexandre TOMAS, Professeur, IMT Lille Douai

Laboratoires :
Département Sciences de l’Atmosphère et Génie de l’Environnement, IMT Lille Douai
et  PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère

Financement : Labex CaPPA et Région Hauts-de-France