Impact des feux de forêts sur la qualité de l'air : influence de la formation des aérosols organiques secondaires et du mélange des particules

Impact of wildfires on air quality : influence of the secondary organic aerosols formation and the particle mixing state

• Auteur / Autrice : Marwa Majdi
• Direction : Karine Kata Sartelet, Solène Turquety
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Techniques de l'Environnement
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Enseignement et de Recherche en Environnement Atmosphérique (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Claire Granier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Solène Turquety, Claire Granier, Alma Hodzic, Didier Hauglustaine, Florian Couvidat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alma Hodzic, Didier Hauglustaine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mélanges (chimie)

Aérosols organiques secondaires

Forêts -- Incendies

Air -- Qualité

Mots clés libres

Qualité de l’air

Feux de forêts

Etat de mélange

Modélisation

Aérosols organiques secondaires

Air quality

Wildfires

Mixing state

Modeling

Secondary Organic Aerosols

Résumé

Les particules présentes en suspension dans l’atmosphère peuvent avoir un effet néfaste sur la santé. Elles sont réglementées en France et dans l’Union Européenne. Par ailleurs, ces particules ont un effet direct sur le climat par diffusion du rayonnement solaire et un effet indirect par le rôle que ces particules jouent dans la formation des nuages. Les particules sont émises par différentes sources : industrielles, trafic automobile, feux de forêt, océan, désert etc. La composition chimique des particules varie selon les sources d’émission. Les émissions de feux émettent de fortes quantités de particules, ainsi que des composés gazeux qui peuvent réagir dans l'atmosphère et participer à la formation des particules. Les modèles de qualité de l’air, tels que CHIMERE ou POLYP EMUS, permettent de simuler les concentrations de polluants à partir d’inventaires d'émissions, de données météorologiques et de conditions aux limites du domaine étudié. Dans ces modèles, on suppose le plus souvent que les particules de différentes sources se mélangent instantanément lorsqu'elles se rencontrent. Cette hypothèse, appelée hypothèse de mélange « interne », n'est pas fondée près des sources où les particules émises ne sont pas instantanément mélangées avec les autres particules. Par contre, cette hypothèse a des conséquences fortes sur la chimie et les propriétés optiques des particules modélisées. Un modèle de mélange des particules a été développé au CEREA (Zhu et al. 2015) et intégré à POLYPHEMUS

The particles suspended in the atmosphere may adversely affect health. Their concentrations are regulated in France and the European Union. Moreover, these particles have a direct effect on the climate by scattering of sunlight and an indirect effect through the role that can they play in cloud formation. These particles are emitted by different sources: industrial, traffics, biomass burning, oceans, desert etc. The chemical composition of particles varies from emission sources. Biomass burning emit large quantities of particles and gaseous compounds that can react in the atmosphere and participate in the formation of other new particles. The air quality models, such as CHIMERE or POLYPHEMUS allow to simulate pollutants concentrations from emissions inventories, meteorological data and boundary conditions of the area studied. In these models, we suppose that particles from different sources can be mixed instantaneously when they meet. This hypothesis, called "internal mixture" is not based near the emissions sources where emitted particles aren't instantly mixed with other particles. On the other hand, this hypothesis has strong implications for the chemistry and optical properties of modeled particles. A new model for particle mixture was developed in CEREA (Zhu et al. 2015) and was integrated to POLYPHEMUS