Academic literature on the topic 'Aérosols atmosphériques – Effets de la pollution atmosphérique'

Cet article est une revue des effets qu’a sur la santé humaine l’utilisation de biomasse-énergie. Outre les émissions d’oxydes d’azote et de certains métaux, ces effets résultent essentiellement d’une combustion incomplète, source de polluants atmosphériques : particules fines, monoxyde de carbone, composés organiques volatils, hydrocarbures aromatiques polycycliques. La question est examinée sous quatre aspects : l’utilisation de combustibles solides pour la cuisson dans les pays pauvres, le chauffage au bois, l’incinération de déchets organiques, et les biocarburants. Dans tous les cas, des effets sanitaires sont établis, mais ils peuvent généralement être prévenus.

Les particules atmosphériques sont un élément central des problématiques environnementales, de par leur impact majeur sur la qualité de l’air et leur forte participation au changement climatique. Ces deux volets de l’évolution de notre environnement étant en outre intimement liés par des jeux d’actions et de rétroactions, les efforts faits pour améliorer la qualité de l’air ne sont pas sans incidence sur le climat, et inversement. En outre, l’impact des aérosols sur le changement climatique est associé à une des incertitudes les plus fortes des projections du climat futur. Il existe donc bien un véritable enjeu à connaître et modéliser finement les processus d’interaction des aérosols avec le système atmosphérique, ainsi que les impacts environnementaux intégrés du contrôle des émissions de particules, avant de mettre en place des politiques environnementales coûteuses, contraignantes et qui touchent à la santé publique.

L’étude de la population atmosphérique par les aérosols intègre des questionnements scientifiques nés de problématiques à la fois locales (qualité de l’air, impacts sur la santé) et globales (apports de contaminants aux écosystèmes, impact sur l’évolution du climat). Les particules fines, en particulier les PM2,5, constituent une priorité des pouvoirs publics, à l’échelle Européenne, ainsi qu’au niveau Français, à la suite du Grenelle de l’Environnement. Leur rôle en tant que vecteurs, entre autres, de métaux lourds potentiellement toxiques (tels que le plomb ou le cadmium) n’est étudié que depuis relativement peu de temps. Cet article montre que l’utilisation récente des isotopes de ces métaux, mercure, cadmium et zinc, s’avère un bon outil de discrimination des principaux pôles d’émission de particules. Ceci ouvre alors la porte pour leur application en tant qu’outils de traçage des sources de pollution atmosphérique particulaire.

Pollution et mortalité cardiorespiratoire La pollution de l’air ambiant, notamment les particules de diamètre inférieur à 10 μm (PM10), celles inférieures à 2,5 μm (PM2,5) et le dioxyde d’azote (NO2), a été associée à une augmentation de la mortalité. Des chercheurs ont évalué l’impact des changements dans l’exposition aux polluants atmosphériques sur la mortalité au fil du temps. La base de données du réseau de recherche collaborative Multi-Country Multi-City de 1995 à 2016 a été utilisée. Une approche en deux étapes a analysé les effets à court terme du NO2, des PM10 et des PM2,5 sur la mortalité spécifique en utilisant des analyses de régression de séries temporelles spécifiques au lieu. Dans un second temps, une métaanalyse multiniveau à effets aléatoires a été menée. L’analyse a porté sur 21,6 millions de décès d’origine cardiovasculaire et 7,7 millions de décès d’origine respiratoire survenus dans 380 villes de 24 pays au cours de la période étudiée. Les concentrations des trois polluants atmosphériques ont diminué au fil du temps. Les résultats regroupés ne suggèrent aucun changement temporel significatif dans les estimations de l’effet par unité d’exposition aux PM10, PM2,5 ou NO2 sur la mortalité cardiorespiratoire. Les modèles à deux polluants ont donné des résultats similaires aux modèles à un seul polluant. Bien que les niveaux de pollution atmosphérique aient diminué au cours de la période d’étude, l’ampleur de l’effet par unité d’augmentation de la concentration de pollution atmosphérique n’a pas changé. Cette observation pourrait être due à la composition, à la toxicité et aux sources de la pollution atmosphérique, ainsi qu’à d’autres facteurs, tels que les déterminants socio-économiques ou les changements dans la distribution et la sensibilité de la population. La complexité d’un environnement changeant au fil du temps souligne la nécessité de poursuivre les analyses des variations temporelles dans plusieurs pays à l’aide d’une approche analytique unifiée.

Les particules atmospheriques sont prelevees par impaction. L'utilisation conjointe de la spectroscopie infrarouge et de la microspectroscopie raman permet l'identification de plusieurs composes et l'estimation de leurs quantites. Les prelevements de particules atmospheriques effectues dans l'agglomeration bordelaise et sa region montrent la presence de sulfates d'ammonium, de sodium et de calcium, de nitrates de sodium et de potassium, de silicates et de carbonate de calcium. Ces memes composes sont detectes dans l'atmosphere de certaines grottes. Un compose organique non identifie, est generalement present en quantite relativement faible. Une tres forte augmentation de cette quantite a ete observee pendant quelques jours ou il y avait des inversions de temperature. L'accroissement du diametre de diverses particules a ete calcule en fonction de l'humidite relative de l'air. Le grossissement est un phenomene tres rapide; il se produit, dans certains cas en quelques millisecondes. Les resultats ont ete interpretes en suivant l'origine des masses d'air; certains composes paraissent d'origine locale alors que d'autres sont transportes sur de longues distances

La modélisation de l'aérosol se pose actuellement comme un point de passage obligé pour la compréhension du système atmosphérique. Son rôle multiple le place au centre de préoccupations environnementales comme météorologiques. Aujourd'hui, de nombreuses études attestent que de par ses propriétés physico-chimiques, l'aérosol a un impact direct complexe sur le bilan radiatif du fait de ses propriétés diffusantes et absorbantes. Il a été également montré qu'il avait un fort impact indirect lorsqu'on considère sa capacité d'activation en gouttelettes nuageuses. Enfin et selon différents rapports de l'Organisation Mondiale de la Santé, l'aérosol fin et ultra fin (particules fines inhalables) pose un vrai problème de santé publique (cancers, asthmes,. . . ). Cette étude s'inscrit dans ce contexte et a pour principal objectif d'étudier les impacts radiatifs de l'aérosol urbain sur la couche limite. L'un des objectifs est d'étudier et d'évaluer les rétroactions des aérosols sur la dynamique de la couche limite urbaine au travers des interactions entre les particules atmosphériques et le rayonnement. La campagne de mesure CAPITOUL qui eut lieu entre 2004 et 2005 à Toulouse a servi de cadre à cette étude. Un cadastre d'émissions des aérosols et des gaz a tout d'abord été établi. Puis, une modélisation de l'aérosol urbain, principalement émis par des sources anthropiques (trafic routier et industries), a permis l'étude de l'évolution granulométrique et chimique, ainsi que l'analyse de la distribution spatiale des particules, fortement dépendante de la résolution adoptée. Ensuite, un module permettant de prendre en compte les caractéristiques des aérosols (taille, composition, concentration) calculées en chaque point et à chaque pas de temps lors du calcul des flux radiatifs a été développé. Ce module a permis de calculer les flux radiatifs influencés par la nature absorbante ou diffusante des aérosols. Les impacts sur ces flux et sur la température de la couche limite dans le cas réel de la campagne CAPITOUL sont présentés et comparés aux impacts dus à la surface urbaine seule
Nowaday, aerosol modelling is an absolute interest for the understanding of the complex atmospheric system. The role of aerosol particles is considered crucial for air quality, meteorological and climatical purpose. Several studies show that the aerosol physical and chemical behaviours affect the atmospheric radiative budget by scaterring and aborbing the radiative fluxes. Moreover, it has also been shown that the physical and chemical description of the aerosol is necessary to give shape to water droplets. Finally, several reports from the World Health Organisation show that the fine aerosol particles can cause major diseases as cancer or pulmonary diseases, and should be now considered as a public health matter. This study takes place in this context, and aims at estimating the radiative feedbacks of urban aerosol on the boundary layer. The CAPITOUL field experiment, which took place in the city of Toulouse during one year from march 2004 to february 2005, is the framework of a modelling study during a 2-day IOP. First, an emission inventory has been set up to reproduce the gaz and particles emissions. Then, a simulation exercise aims at reproduce the aerosol evolution at the fine scale of 500 m, and the very specific spatial distribution at different resolutions. In order to estimate the impact of aerosol particles on radiation, a radiative module has been developped to compute online the aerosol optical properties depending on the complex aerosol physical and chemical parameters. The radiative fluxes are then impacted by the aerosol scaterring and aborbing behaviour, leading to change in the urban dynamics. Those feedbacks on radiative fluxes lead to a change of the boundary layer's temperature. The impacts are also compared to the urban surface impacts

Les particules fines (PM₂.₅) présentes dans l'air extérieur peuvent être inhalées puis retenues au niveau pulmonaire, conduisant à l'apparition ou à l'aggravation de différentes pathologies cardio-respiratoires. La composition complexe des PM₂.₅ rend d'autant plus difficile l'étude de leurs mécanismes d'action. Cette thèse s'inscrit donc dans une démarche d'identification des processus impliqués dans un éventuel potentiel cancérigène des PM₂.₅, en lien avec leur composition chimique. Nous avons étudié la toxicité de six échantillons de PM₂.₅, collectés sous influence industrielle, urbaine ou rurale au cours des saisons printemps-été 2008 et automne-hiver 2008-2009. L'étude de la fraction biologique a révélé la diversité et la richesse des particules en contaminants fongiques et bactériens. Le test d'Ames nous a permis de mettre en évidence une forte mutagénicité des PM₂.₅, vraisemblablement liée aux composés nitro-aromatiques. Sur la base de tests de cytotoxicité préalables, nous avons étudié l'effet de 3,75 et 15 µg/cm² de particules sur la lignée de cellules épithéliales bronchiques humaines BEAS-2B. Nous avons mis en évidence une induction génique de différents enzymes impliquées dans l'activation métabolique des hydrocarbures aromatiques polycycliques, associée à une augmentation d'activité catalytique. Cette induction semble conduire à la formation d'adduits encombrants à l'ADN. De plus, les PM₂.₅ induisent des cassures simple- et double-brin de l'ADN, la formation de micronoyaux, ainsi que des perturbations de l'activité télomérase. Ces effets génotoxiques sont associés à des altérations épigénétiques que sont une hyperméthylation du promoteur de P16ᴵᴺᴷ⁴ᴬ, des modifications post-traductionnelles de l'histone 3 et des changements dans l'expression des miRNA étudiés. Considérant l'influence de la composition des PM₂.₅, les composés organiques semblent être responsables des effets génotoxiques les plus importants, alors que les métaux paraissent avoir des effets épigénétiques supérieurs. En conclusion, il apparaît que les échantillons de PM₂.₅ étudiés, de par l'action conjointe de leurs fractions organique et inorganique, sont susceptibles d'induire in vitro de multiples lésions décrites dans les étapesd'initiation et de promotion de la cancérogénèse broncho-pulmonaire
Fine airborne particulate matter (PM₂.₅) can be inhaled and retained in deep lung for long periods, leading to onset or exacerbation of cardio-respiratory diseases. However, the complex composition of PM₂.₅ makes difficult the study of their mechanisms of action. This work fits into a global approach aiming to identify the toxicity mechanisms involved in a putative PM₂.₅ carcinogenicity, in association with PM composition. We study six PM samples collected either under industrial, urban or rural area, in spring-summer 2008 or autumn-winter 2008-2009 seasons. Biological fraction analysis revealed numerous and diverse bacterial and fungal components. We carried out Ames tests revealing a high mutagenic potency for PM samples, presumably linked to their nitro-aromatic content. Based on previous cytotoxicity assays, we studied PM effect on bronchial epithelial cell line BEAS-2B, at two concentrations (3.75 and 15µg/cm²). We demonstrated gene induction of several xenobiotic metabolizing enzymes involved in polycyclic aromatic hydrocarbons metabolic activation. This was associated with an increase in their catalytic activity, leading to bulky DNA-adducts formation in exposed cells. Furthermore, PM₂.₅ lead to DNA single- and double-strand breaks, micronuclei formation, and disturbed telomerase activity. In addition to these genotoxic effects, our study revealed epigenetic alterations such as P16ᴵᴺᴷ⁴ᴬ promoter hypermehylation, histone 3 post-translational modifications, and miRNAs expression changes. Considering the impact of chemical composition on PM toxicity, organic compounds lead to the highest genotoxicity, whereas metals seem to induce more pronounced epigenetic modifications. Altogether, our results indicate that the studied PM₂.₅ samples, through cooperative action of organic and inorganic fractions, may lead in vitro to multiple alterations involved in initiation and promotion steps toward pulmonary carcinogenesis

Les aérosols troposphériques influencent la composition chimique de l’atmosphère, le bilan radiatif terrestre et le climat. Après formation, les aérosols subissent des processus de vieillissement altérant leurs propriétés microphysiques et chimiques. L’étude de l’impact environnemental des aérosols à différentes échelles spatio-temporelles doit donc tenir compte des transformations physico-chimiques. Les objectifs poursuivis sont : (i) d’étudier par microscopie analytique électronique à balayage et en transmission la composition élémentaire et l'état de mélange des particules atmosphériques prélevées lors d'épisodes de charge élevée en aérosol ; (ii) d’analyser les effets des propriétés microphysiques sur les caractéristiques optiques mesurées et restituées par télédétection ; (iii) de proposer un paramétrage ainsi qu’une représentation de la composition et de la structure des particules dans les algorithmes de télédétection. Ces travaux portent sur des observations dans le Nord de la France et en Afrique de l’Ouest (Sénégal) dans le cadre du Labex CaPPA et des campagnes de terrain SHADOW. Sont inclues des analyses complémentaires de la composition chimique et de la structure de particules individuelles, de mesures in situ et par télédétection de particules urbano-industrielles, désertiques et de biomasse prélevées en surface et à différentes altitudes. Une série de simulations numériques ont été utilisées dans le but d'analyser la sensibilité des observations par télédétection à l’état de mélange des aérosols. Enfin, l'intégration d'un paramétrage de la structure en "core-shell" des particules dans les algorithmes de restitution est présentée en perspective
Tropospheric aerosols play an important role in atmospheric chemistry, Earth’s radiative budget and climate. After their generation, aerosol can suffer ageing processes and altering their physicochemical properties. An accurate accounting for these processes requires observations of the aerosol properties on different temporal and spatial scales. The current thesis work is dedicated to: (i) study of physicochemical properties and mixing state of individual particles by means of analytical scanning and transmission electron microscopy for aerosols collected during episodes of elevated aerosol loading; (ii) analysis of the effect of microphysical properties on optical characteristics as measured and retrieved by remote sensing; and (iii) investigation of possible parameterization of aerosol composition and structure in remote sensing algorithms. The work presents observations conducted in northern France and western Africa (Senegal) as part of Labex CaPPA project and SHADOW field campaigns. It includes simultaneous analyses of collected individual particles composition and structure, remote sensing and in situ observations of urban/industrial, Saharan dust and biomass burning particles near the surface and on different altitudes. A series of numerical simulation devoted to an analysis of sensitivity of remote sensing observations to aerosol mixing state is conducted. Insights on possible parameterization of aerosol core-shell structure in retrieval algorithms are finally presented

Le but de cette thèse est de fournir une analyse exhaustive des interactions entre nuages et aérosols dans le Sud-Est de l'Atlantique, en quantifiant l'impact des aérosols sur le bilan radiatif régional en ondes courtes. Pour cet objectif, nous avons utilisé les données satellitaires de MODIS, PARASOL et CALIPSO, qui fournissent des observations complémentaires et quasi simultanées. L'idée principale qui a permis une analyse originale est d'utiliser les observations du lidar CALIPSO pour identifier les cas pour lesquels les couches d’aérosols et nuages vues par MODIS et PARASOL sont en interaction (mélangées) et ceux pour lesquels ils sont clairement disjoints. Il ressort de cette analyse que les propriétés des nuages sont fortement influencées par l'interaction avec les aérosols (premier effet indirect). On observe une diminution du rayon efficace de gouttelettes et du contenu en eau sous l'effet d’une hausse de la concentration des particules polluantes. En revanche, nous n’avons pas mis en évidence une modification significative de la réflectance des nuages. Lorsque les aérosols et les nuages sont mélangés, on observe aussi une diminution de l’occurrence des précipitations (second effet indirect) et l'augmentation de la couverture nuageuse. D'autre part, la fraction nuageuse est affectée par la présence d'aérosols, même si les particules de pollution sont situées au-dessus du sommet des nuages (sans interaction physique). Cette observation est interprétée comme étant une conséquence de l'effet radiatif des aérosols. Pour quantifier le forçage radiatif direct et indirect des aérosols, nous avons utilisé un code de transfert radiatif rapide à onde courte, contraint par les observations satellitaires. Sur six ans (2005-2010), le forçage moyen est faible et égal à -0. 07 (direct) et -0. 05 (indirect) W/m². Le forçage total est donc négatif (refroidissement) et égal à -0. 12 W/m²
The aim of this work is to provide a comprehensive analysis of cloud and aerosol interaction over South-East Atlantic, to quantify the overall aerosol impact on the regional radiation budget. We used data from MODIS, PARASOL and CALIPSO satellites, that fly in close proximity on the same sun-synchronous orbit and allow for complementary observations of the same portion of the atmosphere, within a few minutes. The main idea is to use CALIPSO vertical information to define whether or not aerosol and cloud layers observed by MODIS and PARASOL are mixed and interacting. We found evidences that, in case of interaction, cloud properties are strongly influenced by aerosol presence (first indirect effect). In particular, there is a decrease in cloud droplet effective radius and liquid water path with aerosol enhancement. On the other hand, we could not evidence any significant impact on the cloud reflectance. We also analyzed the aerosol impact on precipitation (second indirect effect). In polluted low clouds over the ocean, we found evidence of precipitation suppression and cloud cover increase with increasing aerosol concentration. On the other hand, cloud fraction is shown to be affected by aerosol presence, even if pollution particles are located above cloud top, without physical interaction. This observation is interpreted as a consequence of the aerosol radiative effect. Aerosol shortwave direct (DRF) and indirect (IRF) radiative forcing at TOA has been quantified, with the use of a radiative transfer model constrained by satellite observations. For the direct effect, there is a competition between cooling (negative, due to light scattering by the aerosols) and warming (positive, due to the absorption by the same particles). The six year (2005-2010) mean estimate is equal to -0. 07 (DRF) and -0. 05 (IRF) W/m². The resulting total aerosol forcing is negative (cooling) and equal to -0. 12 W/m²

Ce travail a consiste a determiner les principaux modes et mecanismes de l'alteration des materiaux pierreux du site archeologique de l'ile de delos (cyclades-grece) par les aerosols marins. La comprehension de ce mecanisme d'interaction entre l'atmosphere et le materiau a necessite d'une part, la caracterisation des apports atmospheriques particulaires secs (par filtration d'air) et humides (par recolte d'evenements pluvieux), et d'autre part, l'etude des proprietes petrophysiques des materiaux pierreux. Il a ete possible de justifier les alterations les plus importantes rencontrees a delos par l'action des sels et l'action de la pollution atmospherique : - les cycles de dissolution-critallisation des sels conduisent a la desagregation et a la desquamation des roches ainsi qu'a la formation de crateres. Ces cycles se produisent d'une part, par transfert capillaire-evaporation a partir d'une alimentation en eau et en sel depuis le sol et d'autre part, par solvatation des sels deposes a la surface des monuments par les embruns. - l'action de la pollution atmospherique se manifeste par des dissolutions et des encroutements bruns. Les dissolutions sont la consequence du ruissellement de l'eau de pluie, pouvant, a delos, atteindre un ph de 4. La production d'acides peut egalement survenir par reaction entre les sels marins et h#2so#4. Les encroutements bruns gypseux, dont l'origine atmospherique est discutee, sont en tout point comparables aux croutes noires decrites en atmosphere urbaine polluee. Cette definition des mecanismes de formation des alterations est indispensable a l'etablissement d'une meilleure conservation des monuments.

Les aérosols carbonés ont été étudiés pour la première fois en corrélation avec l'ozone, dans la couche limite marine et la troposphère libre, en région tropicale au sud-ouest de l'océan Indien. Les propriétés (concentration, caractéristiques, etc. ) des aérosols carbonés ont été analysées pour différentes sources (feux de brousse, émissions par le trafic automobile, etc. ), en environnement marin (Sainte-Rose), semi-urbain (Saint-Denis) et en troposphère libre (Piton Textor). La mesure de fractions carbonées particulaires (carbone suie (BC) et carbone organique (OC) a permis de proposer divers indicateurs de vieillissement (origine et type de sources). En troposphère libre, l'utilisation des indicateurs spécifiques tels que le radon, le rapport de diffusion des aérosols et de l'ozone, associés à des calculs de trajectoires des masses d'air montre qu'en hiver et au printemps, les polluants de combustion en Afrique et à Madagascar sont transportés dans le courant d'ouest et contaminent la troposphère de notre région. L'augmentation d'ozone troposphérique pendant cette période est due à la dynamique (transport) et à la photochimie, la source des précurseurs étant la même que celle des aérosols carbonés. Dans la couche limite à Sainte-Rose, des indicateurs spécifiques (BC, rapport et BC/OC, etc. ) couplé à une analyse sectorisée des vents et des trajectoires montre que la variabilité saisonnière des constituants atmosphériques (aérosols carbonés, ozone) est gouvernée par la dynamique (alizés) et la variabilité des sources anthropiques, avec des concentrations maximales en automne et en hiver due à une contribution des sources locales voire régionales. Sur le site semi-urbain de Saint-Denis, une forte corrélation est établie entre la densité du trafic et la concentration du BC à différentes saisons, suggérant que la principale source de l'aérosol carboné est l'activité anthropique, c'est à dire les émissions par les véhicules. En bref, les origines et causes de la variabilité des aérosols de combustion et de l'ozone sont différentes dans la couche limite et la troposphère libre au sud-ouest de l'océan Indien. Le rôle de l'aérosol carboné sur la chimie atmosphérique, en particulier l'impact du BC sur le bilan de l'ozone est également étudié en milieu semi-urbain. Cette étude basée sur des mesures et des simulations avec un modèle photochimique OD, montre que le carbone suie pourrait, par interaction hétérogène induire une certaine variabilité sur la concentration des précurseurs de l'ozone (oxydes d'azote) et par conséquent sur l'ozone lui-même en régions relativement polluées, en particulier lors des pics de pollution. Finalement, ces résultats expérimentaux préliminaires pourraient être utilisés dans la modélisation de l'impact radiatif des aérosols et aussi du bilan de l'ozone, à l'échelle locale et régionale. [Résumé de l'auteur]

Les particules émises, dans l’atmosphère, lors de rejets chroniques ou accidentels par les installations peuvent être soumises après dispersion à des flux verticaux par temps sec : le dépôt sec et la remise en suspension. Les flux verticaux par temps sec sont caractérisés par la vitesse de transfert vertical, qui est le rapport entre le flux de particules et la concentration atmosphérique de l'aérosol au voisinage de la surface. Lorsque cette vitesse est positive, c‘est une vitesse de dépôt sec (Vd en m.s-1) et inversement, lorsqu’elle est négative, c’est une vitesse d’émission. Il est important d'étudier leur dépôt sec en milieu prairial. En effet, les produits issus de ce milieu sont une composante de la chaine alimentaire de l’homme via l’élevage. Pour les particules de moins de 1 μm, il y a un manque de données expérimentales, ce qui entraîne une incertitude sur les résultats des modèles, qui peuvent atteindre jusqu'à deux ordres de grandeur. En outre, il n'existe pas de données de mesure de la vitesse de dépôt in situ disponibles pour les particules inférieures à 10 nm. Ces particules sont issues de réaction gaz/particules (nucléation) et peuvent concerner certains radionucléides tels que l’iode (129,131I).Après leur dépôt, ces radionucléides peuvent être remis en suspension sous l’effet de la contrainte soumise par le vent sur le couvert. Un tel phénomène est soupçonné autour de la centrale nucléaire de Fukushima. Les processus de remise en suspension des aérosols, est caractérisée par la vitesse de transfert vertical (m.s-1) mais également par le coefficient de remise en suspension (Ks en m-1) qui est le rapport entre la concentration atmosphérique et la concentration surfacique de particules. Des incertitudes rémanentes de 2 à 3 ordres de grandeurs sur les coefficients de remise en suspension existent. La remise en suspension concerne l’ensemble des particules présentent sur le couvert qu’elles soient inertes ou vivantes (champignons, bactéries, levures…). Contrairement aux particules inertes, ces particules vivantes peuvent assimiler et concentrer les radionucléides. Cependant, il y a très peu de données concernant la remise en suspension des microorganismes et des bactéries en particulier. Dans ce contexte, les objectifs de la thèse sont de quantifier la vitesse de dépôt sec en fonction de la taille des particules et des principaux paramètres micrométéorologique dans la gamme 1,5 nm – 1,2 µm. Le second objectif est de documenter les processus d’émission des bactéries
The particles emitted into the atmosphere during chronic or accidental release by the nuclear plants can be subjected, after dispersion, to vertical flows by dry weather: dry deposition and resuspension. Vertical flows in dry weather are characterized by the vertical transfer rate, which is the ratio between the particle flux and the atmospheric concentration of the aerosol in the vicinity of the surface. When this speed is positive, it is a dry deposition rate (Vd in m.s-1) and conversely, when it is negative, it is a transmission rate. It is important to study their dry deposition in a prairial environment. Indeed, the products resulting from this environment are a component of the human food chain via livestock. For particles less than 1 μm, there is a lack of experimental data, which results in uncertainty about the results of the models, which can reach up to two orders of magnitude. In addition, there are no in situ deposition rate measurement data available for particles less than 10 nm. These particles are derived from the gas / particle conversion (nucleation) and may relate to certain radionuclides such as iodine (129, 131I).After their deposition, these radionuclides can be resuspended under the effect of the stress submitted by the wind on the canopy. Such a phenomenon is suspected around the Fukushima nuclear power plant. The aerosol resuspension processes are characterized by the vertical transfer rate (m.s-1) but also by the re-suspension coefficient (Ks in m-1) which is the ratio of atmospheric concentration to surface concentration of particles. Relative uncertainties of 2 to 3 orders of magnitude on the resuspension coefficients exist. The resuspension concerns all the particles present on the canopy, whether they are inert or living (fungi, bacteria, yeasts, etc.). Unlike inert particles, these living particles can assimilate and concentrate radionuclides. However, there is very little data on the resuspension of microorganisms and bacteria in particular. In this context, the objectives of the thesis are to quantify the dry deposition rate as a function of the particle size and the main micrometeorological parameters in the range 1.5 nm - 1.2 μm. The second objective is to document the processes of emission of the bacteria

Les grands ports de marchandises sont généralement proches de zones urbaines très peuplées et de zones industrielles comportant des raffineries de pétrole, des complexes métallurgiques, des cimenteries, et des transports par rail, par route et par mer. Ces activités font des domaines portuaires des sources très importantes de pollution de l'air. Les mesures de concentrations de NO_x, SO₂, O₃ et des constituants chimiques de la matière particulaire (PM) ont été effectuées en 2005 et 2006 dans l'agglomération du port de Dunkerque dans le cadre de l'Institut IRENI. Dans des conditions de dépression atmosphérique, les vents dominants préservent l'air de la zone urbaine des émissions de la zone d'activité. Par contre dans des conditions anticycloniques, la faible dispersion ainsi que les phénomènes de brise de mer concentrent les émissions locales. Les analyses chimiques effectuées sur des échantillons de PM prélevées en fonction du diamètre aérodynamique (D_a) des particules montrent que les ions (Na⁺, NH₄⁺, Cl^-, NO₃^-, SO₄²), les éléments métalliques (Fe, Zn, Pb, Cd, etc...) et les composés organiques (EC, OC) sont associés à des particules sub- et/ou supermicroniques. Les imageries Raman et d'émission X (MEBE-EDS) sont obtenues sur des particules individuelles des fractions 1

Parmi les principaux enjeux environnementaux, la problématique des aérosols atmosphériques secondaires, dont on ne peut réguler les émissions, fait l’objet de toutes les attentions depuis plusieurs années de par leurs impacts sur le changement climatique et la qualité de l’air. Ce travail a eu pour objectif d’étudier les principaux traceurs d’aérosols organiques secondaires (AOS) issus de l’oxydation de terpènes émis par la végétation. Deux aspects complémentaires ont été étudiés expérimentalement sur le terrain et en laboratoire. Un premier a consisté en la caractérisation chimique à l’échelle moléculaire de particules collectées au cours de campagnes de mesures intensives coordonnées en forêt des Landes et en forêt de Rambouillet par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol, dans le but de mieux comprendre les interactions biosphère-atmosphère. Le second volet s’est intéressé aux marqueurs atmosphériques en phase particulaire et plus spécifiquement aux limites de leur utilisation comme traceurs de sources et de processus atmosphériques de l’aérosol, en lien avec l’importance des processus (photo-) chimiques hétérogènes, très peu documentés jusqu’ici. Ainsi, la réactivité à l’interface gaz-particule de 6 traceurs (i.e. les acides térébique, terpénylique, pinonique, pinique, β-caryophyllinique et le MBTCA) issus de l’oxydation de l’α- et du β-pinène ainsi que du β-caryophyllène, a été investiguée avec les radicaux hydroxyles, l’ozone ou encore par photodégradation, avec l’objectif de déterminer les temps de vie atmosphériques de ces différents composés
Among the main environmental issues, secondary atmospheric aerosols, whose emissions cannot be regulated, have been the focus of much attention for several years because of their impact on both climate change and air quality. The aim of this work was to study the main tracers of secondary organic aerosols (SOA) produced by the oxidation of terpenes emitted by vegetation. Two complementary aspects were studied experimentally both on the field and in laboratory. The first one focused on the chemical characterisation at the molecular scale of atmospheric particles collected during intensive field campaigns in the Landes and Rambouillet forests, using liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry, to better understand biosphere-atmosphere interactions. The second part dealt with atmospheric markers in the particulate phase, and more specifically with the limitations of their use as tracers of aerosol sources as well as formation and fate processes, related to heterogeneous (photo-)chemical degradation, which has been very poorly documented to date. Thus, the reactivity at the gas-particle interface of 6 tracers (i.e. terebic, terpenylic, pinonic, pinic, β-caryophyllinic acids and MBTCA) generated from the oxidation of α- and β-pinene as well as β-caryophyllene, was investigated with hydroxyl radicals, ozone or by photodegradation, to determine their atmospheric lifetimes