Sarah GUILBAUD
Doctorat en Chimie de l’Atmosphère
Discipline Sciences de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement
Thèse soutenue le 20 décembre 2018
Laboratoire de Physico-Chimie de l’Atmosphère
Titre et résumé de thèse
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Présentations orales et posters
Perspectives
Titre et résumé de thèse
Etude du vieillissement des aerosols inorganiques industriels en milieu urbain
Lors de leur séjour dans l’atmosphère, les aérosols sont soumis, entre autres, à des processus d’agrégation, ainsi que de condensation sur leurs surfaces. Ces processus, dits de vieillissement, dépendent du temps de résidence des particules dans l’atmosphère, des conditions météorologiques et de l’environnement physico-chimique rencontré. Cette étude vise à caractériser l’aérosol inorganique et étudier son évolution physico-chimique sur quelques dizaines de milliers de mètres, dans les panaches industriels et urbains où les concentrations atmosphériques en particules fines sont relativement élevées. Il s’agit notamment de rendre compte de l’évolution des particules d’aérosol primaire lors d’épisodes de formation d’aérosols secondaires inorganiques.
Dans ce cadre, dans un premier temps, une nouvelle méthodologie d’analyse des aérosols inorganiques, à basse température, par cryo-microscopie électronique (cryo-TSEM-EDX) a été mise au point. L’enjeu était notamment de rendre compte de l’état de mélange des composés atmosphériques d’origine secondaire (composés semi-volatils), avec l’aérosol primaire. Ces développements analytiques ont tout d’abord été réalisés à l’aide de composés modèles, avant d’être validés sur particules environnementales.
Dans un second temps, l’étude des processus physico-chimiques mis en jeu lors du vieillissement des aérosols, à l’échelle locale (quelques kilomètres), a été réalisée au cours d’une campagne intensive de terrain sur le dunkerquois visant à étudier plus particulièrement l’évolution des émissions industrielles en milieu urbain. Des prélèvements ont ainsi été réalisés en bordure de zone industrielle et sur des sites « récepteurs » sous l’influence potentielle des émissions industrielles. Les analyses réalisées sur ces particules par cryo-TSEM-EDX ont notamment montré qu’en zone péri-urbaine, à quelques kilomètres de la zone industrielle, des particules émises par la sidérurgie, comme les oxydes de fer, évoluaient rapidement, pour se retrouver, en mélange interne, associés à de la matière organique particulaire. En parallèle, nous avons pu détecter, sur ces sites récepteurs, la présence d’aérosols inorganiques secondaires absents de la zone source et donc formé au sein de l’air ambiant, lors du survol de l’agglomération dunkerquoise.
Directrice de thèse :
Karine DEBOUDT (LPCA)
Co-directeur de thèse :
Pascal FLAMENT (LPCA)
Examinateurs :
Mme Marie CHOËL et Mr Ari SETYAN
Rapporteurs :
Mme Camille DUMAT et Mr Bernard GROBETY
Laboratoire: LPCA
Financement: Pôle métropolitain Côte d’Opale / Labex CaPPA
