Processus de dissolution des aerosols atmospheriques au sein des gouttes d'eau nuageuses

• Auteur / Autrice : Karine Desboeufs
• Direction : Jean-Louis Colin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Les nuages sont des elements essentiels de notre atmosphere qui agissent a la fois sur le bilan radiatif terrestre et sur sa capacite oxydante en transformant chimiquement une grande variete d'especes solubles. Ces nuages se forment sur des particules d'aerosols, appeles noyaux de condensation. Le processus de dissolution de ces particules en phase aqueuse conditionne la microphysique du nuage, et donc ses proprietes optiques, et represente egalement une source importante d'especes impliques dans les processus chimiques en phase aqueuse. Il est par consequent essentiel de connaitre les processus aboutissant a la solubilisation de l'aerosol dans les gouttes d'eau nuageuses. Le principal objectif de ce travail a donc ete de developper une approche experimentale puis de modelisation afin de comprendre et de simuler l'alteration des particules piegees dans une phase nuageuse liquide. A partir des travaux menes jusqu'alors, un certain nombre de facteurs pouvant jouer sur la dissolution des particules a deja ete identifie. Toutefois, aucune connaissance precise du processus de solubilisation n'a pu etre apportee du fait de l'utilisation de moyens d'etude peu adaptes a la complexite des systemes nuageux. Dans un premier temps, ce travail a donc consiste a mettre en oeuvre un dispositif experimental, compose d'un reacteur de dissolution en circuit ouvert, qui permet de suivre la cinetique de dissolution dans des conditions proches des conditions nuageuses. Cet outil experimental a ete utilise pour une caracterisation systematique des differents facteurs d'influence recenses sur la dissolution, c'est a dire le ph, la nature des aerosols, leur degre d'alteration mais egalement sur des facteurs jusqu'alors non experimentes que sont la force ionique, la nature des acides et les cycles d'evapocondensation nuageuse. Les experiences de dissolution menees sous ces differentes conditions nuageuses ont permis de mettre en avant des parametres cinetiques qui ont ensuite ete utilises pour l'elaboration d'un modele simple de dissolution des particules en phase aqueuse. Ce modele permet de capturer les parametres essentiels impliques dans la dissolution et ainsi abouti a l'elaboration d'un mecanisme general de solubilisation des particules dans les gouttes nuageuses.