Impact de la transition industrielle sur les propriétés physico-chimiques et optiques des particules atmosphériques fines

Impact of Industrial Transition on the Physico-Chemical and Optical Properties of Fine Atmospheric Particles

• Auteur / Autrice : Nareg Willemot
• Direction : Karine Deboudt, Alexandre Deguine
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Univers, Espace Terres, enveloppes fluides
• Date : Inscription en doctorat le 16/09/2025
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCA - Laboratoire de PhysicoChimie de l'Atmosphère

Mots clés

Mots clés libres

Chimie analytique

Qualité de l'air

Polluants particulaires

Particle pollutants

Analytical chemistry

Air quality

Résumé

La transition industrielle en cours à Dunkerque, marquée par l'implantation de giga-factories de batteries et la décarbonation de la sidérurgie, pose des défis environnementaux, notamment en termes d'émissions atmosphériques. Bien que ces nouvelles installations soient considérées comme propres, elles peuvent néanmoins être sources de particules fines. Par ailleurs, la transformation du territoire engendrera des modifications des émissions liées aux transports (routier, ferroviaire et maritime), avec une potentielle augmentation des émissions hors échappements. Dans ce contexte, ce projet de thèse vise à analyser l'impact de ces changements industriels sur la qualité de l'air dans la région des Hauts-de-France. L'objectif est d'évaluer l'influence de l'évolution de la transition industrielle sur la composition et l'état de mélange des particules fines lors des épisodes de pollution. Un aspect essentiel du travail consistera à identifier les sources potentielles d'émissions des particule fines (PM2.5, PM1) en utilisant un Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM) permettant l'analyse in-situ de la fraction inorganique des particules non-réfractaire, en l'associant à du prélèvement sur filtre pour une analyse qualitative par Microscopie Electronique à Balayage (MEB) couplée à des détecteurs EDX. L'analyse des données collectées permettra d'améliorer les modèles de prévision de la pollution et d'élaborer des recommandations pour la gestion de la qualité de l'air et la protection des populations locales. Le/La doctorant/e aura pour mission de mener des campagnes de mesure sur le terrain afin de collecter des données sur la composition et les propriétés des particules atmosphériques. Il/elle exploitera et analysera les bases de données issues des mesures atmosphériques et météorologiques. L'interaction entre les émissions industrielles et les conditions météorologiques sera étudiée en profondeur afin de mieux comprendre les mécanismes influençant la dispersion des polluants.

The ongoing industrial transition in Dunkirk, marked by the establishment of battery giga- factories and the decarbonization of the steel industry, presents environmental challenges, particularly concerning atmospheric emissions. While these new facilities are considered cleaner, they can still be sources of fine particulate matter. Moreover, the transformation of the territory will lead to changes in emissions from transport (road, rail, and maritime), with a potential increase in non-exhaust emissions. In this context, this thesis project aims to analyze the impact of these industrial changes on air quality in the Hauts-de-France region. The objective is to assess the influence of the evolution of industrial transition on the composition and mixing state of fine particles during pollution episodes. An essential aspect of the work will be to identify potential sources of fine particle emissions (PM2.5, PM1) using an Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM), which allows in-situ analysis of the inorganic fraction of non-refractory particles, in combination with filter sampling for qualitative analysis using Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with EDX detectors. The analysis of the collected data will improve pollution forecasting models and provide recommendations for air quality management and the protection of local populations. The PhD candidate will conduct field measurement campaigns to collect data on the composition and properties of atmospheric particles. They will process and analyze datasets from atmospheric and meteorological measurements. The interaction between industrial emissions and meteorological conditions will be investigated in depth to better understand the mechanisms influencing pollutant dispersion. The obtained results will be disseminated through scientific publications and presentations at specialized conferences, contributing to the advancement of knowledge in the field of air pollution and its environmental impact.