Tesis: "Elimination du carbone atmosphérique"

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Berger, Manon. "Coastal ocean carbon cycle, and the potential role of macroalgae in removing atmospheric carbon dioxide". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2024. http://www.theses.fr/2024UPSLE013.

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Resumen

Les accords climatiques internationaux visent à réduire les émissions de CO₂, mais il existe un écart entre les trajectoires actuelles et les réductions nécessaires pour limiter le réchauffement à 2°C. Les technologies d’élimination du dioxyde de carbone (CDR) sont essentielles pour compenser les émissions résiduelles, notamment dans les secteurs difficiles à décarboner. L’océan, avec sa grande capacité d’absorption du CO₂, offre une opportunité clé pour la CDR marine (mCDR), notamment à travers la culture de macroalgues dans les zones côtières comme les Zones Économiques Exclusives (ZEE). Les écosystèmes d’algues assurent une productivité élevée et capturent le carbone sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des terres cultivables. En outre, les pratiques d’algoculture sont bien établies et font de la culture d’algues une stratégie prometteuse pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Toutefois, la capture du carbone à grande échelle se heurte à des difficultés et à des incertitudes en ce qui concerne le piégeage du carbone à long terme et les incidences sur les écosystèmes. Cette thèse explore la culture des macroalgues comme stratégie CDR en utilisant le modèle biogéochimique océanique NEMO-PISCES. Les simulations montrent que le potentiel CDR des macroalgues est limité par des processus dynamiques et géochimiques, notamment une équilibration partielle du carbone air-mer. Les contraintes biologiques, telles que la compétition pour les nutriments avec le phytoplancton, réduisent encore ce potentiel. En prenant en compte l’utilisation du fer par les macroalgues, le potentiel d’afforestation est encore réduit, ce qui diminue la production de phytoplancton et les projections de CDR. Nous démontrons que l’affinité et la demande en nutriments des macroalgues influencent de manière significative ces estimations. Alors que la CDR sera cruciale pour l’atténuation climatique future, nous avons évalué l’impact de l’augmentation du CO₂ atmosphérique et du changement climatique sur le potentiel CDR des macroalgues. Les résultats montrent une augmentation potentielle aux hautes latitudes, due à une stratification accrue et des concentrations élevées de CO₂, tandis que d’autres régions pourraient connaître une baisse. Ces résultats soulignent l’importance d’intégrer plus précisément la physiologie des macroalgues et de plus nombreux processus biogéochimiques dans les évaluations de la CDR des macroalgues
International climate agreements aim to reduce CO₂ emissions, but a gap remains between current trajectories and the reductions needed to limit warming to 2°C. Carbon dioxide removal (CDR) technologies are essential to offset residual emissions, particularly from hard-to-decarbonize sectors. The ocean’s vast capacity to absorb CO₂ offers a key opportunity for marine CDR (mCDR), especially through seaweed cultivation in coastal regions like Exclusive Economic Zones (EEZs). Seaweed farming is promising due to its high productivity and established agricultural practices, but scaling to climate-relevant levels poses challenges related to long-term carbon sequestration and ecosystem impacts. This PhD explores seaweed cultivation as a CDR strategy using the NEMO-PISCES ocean biogeochemical model. Simulations show that seaweed CDR potential is limited by dynamical and geochemical processes, with only partial air-sea carbon equilibration. Biological constraints, including nutrient competition with phytoplankton, further reduce potential. Additionally, accounting for seaweed’s iron utilization lowers afforestation potential, suppresses phytoplankton production, and reduces CDR estimates. We show that nutrient affinity and demand significantly impact these projections. As CDR will be critical for future climate mitigation, we assess the effects of rising atmospheric CO₂ and climate change on seaweed CDR. Results indicate potential increases at high latitudes due to enhanced stratification and CO₂ concentrations, while other regions maysee declines. These findings highlight the importance of accurately representing seaweed physiology and broader biogeochemical processes in future CDR assessments

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MONTEIRO, DE ABREU LUCIJANE. "Elimination du carbone organique dissous biodegradable par filtration biologique : modelisation et optimisation". Rennes 1, 1994. http://www.theses.fr/1994REN10215.

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Resumen

Dans le domaine de la production d'eau potable, la filtration sur charbon actif en grains est connue pour son pouvoir reducteur de la matiere organique dissoute. L'etude presentee dans ce memoire comporte deux objectifs. Le 1er est le developpement d'un modele mathematique d'elimination du carbone organique dissous biodegradable au sein des filtres biologiques a charbon actif en grains. Le modele baptise mecca predit la concentration en matiere organique biodegradable dans l'effluent en fonction du temps de contact, de la temperature et de la concentration en co dissous biodegradable en amont des filtres. Ce modele a ete valide par des resultats experimentaux sur des filtres biologiques a charbon actif en grains a l'echelle pilote en usine. Nous avons observe une bonne correlation entre les valeurs observees et calculees par le modele. Le 2e objectif porte sur l'optimisation du fonctionnement des filtres biologiques a charbon actif en grains par la correction des carences potentielles en c, n, p et oligoelements susceptibles de limiter leurs performances. Les etudes realisees en laboratoire avec des differentes formes d'enrichissements de l'influent ont permis de montrer qu'une eau mieux equilibree en nutriments conduit a: (i) des valeurs inferieures a 0,3 mg/l en codb dans l'effluent des filtres enrichis en carbone par un compose modele (acide salycilique) avec des temps de contact superieurs a 20 min, (ii) des rendements d'elimination importants de la fraction carbonee biodegradable, lorsque l'influent est enrichi en c et n. Pour des temps de contact superieurs a 15 min, une valeur de 0,2 mg/l en codb dans l'effluent est atteinte, (iii) une augmentation moyenne de l'elimination en codb de 17%, lorsque l'influent est enrichi en azote

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Ramonet, Michel. "Variabilité du CO2 atmosphérique en régions australes : comparaison modèle / mesures". Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077184.

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Resumen

Le principal objectif du développement du réseau de mesure du CO2 atmosphérique, est de permettre une meilleure connaissance des sources et puits de CO2, à une échelle régionale. Dans cette étude j'ai pris part a l'optimisation du réseau austral (sud de 30°s), (1) en installant une station de mesure aux Kerguelen, et (2) en développant les intercalibrations destinées à établir un réseau mondial calibré à 0. 1 ppmv près. L'objectif de ce travail est de déterminer les informations qu'un tel réseau de mesure peut nous apporter sur la distribution spatio-temporelle des flux nets de CO2 dans les régions australes. Pour relier les concentrations de CO2 atmosphérique et les flux nets, durant l'année 1990, j'utilise un modèle de transport 3-D basé sur les observations météorologiques analysées au CEPMMT. Ce travail nécessite également de définir un scenario global de flux nets de CO2 pour l'année 1990. Celui-ci est basé en particulier sur les mesures satellitaires de réflectance du couvert végétal, et sur les récentes mesures de DpCO2 dans les océans subtropicaux et subantarctiques. Dans une telle étude, on peut s'intéresser à trois types de variabilités: les gradients spatiaux de CO2 ; les cycles saisonniers ; et les variations à court terme (échelle synoptique). L'étude des gradients de CO2 entre les stations situées dans l'ocean Indien révèle la présence de faibles concentrations de CO2 vers 30°s, qui s'expliquent par le puits océanique simulé par le modèle à ces latitudes. Par contre la distribution des flux océaniques déduite d'une extrapolation, basée sur la corrélation entre pCO2 et la température de surface dans cette région, ne permet pas d'expliquer les concentrations plus faibles observées à cape Grim par rapport à l'ile d'Amsterdam (-0. 5 ppmv en 1990). Des mesures de pCO2 dans le secteur est de l'océan Indien apparaissent nécessaires pour confirmer la présence d'un puits océanique potentiellement plus intense dans cette zone. Bien que la contribution océanique permette d'expliquer en partie le caractère particulier du cycle saisonnier sur l'ile d'Amsterdam, cette contribution joue un role relativement mineur. La principale cause des cycles saisonniers observés au sud de 30°S est liée au cycle annuel de la biosphère continentale. Grace à la qualité des simulations des cycles annuels, reproduits a 0. 3 ppmv près ou mieux, cette étude met en evidence la necessité de simuler les sélections des masses d'air qui sont realisées dans les stations de mesure. Pour cela j'utilise les rétrotrajectoires calculées à partir du modèle. En outre l'étude détaillée des variations de CO2 à l'échelle annuelle démontre l'importance du transport inter-hemispherique dans les séries de mesures réalisées aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère sud. Pour valider le modèle de transport à l'échelle synoptique, j'ai également utilise le 222Rn, traceur à courte durée de vie (3. 8 j) émis par les continents. Les simulations de 222Rn démontrent les capacités du modèle de transport à reproduire des situations synoptiques, tant en surface que dans la troposphère. Pour affiner les comparaisons entre mesures et simulations, il ressort qu'il est désormais nécessaire de se focaliser non seulement sur la simulation du transport vertical, mais aussi sur la qualité des mesures, et sur la source du 222Rn. Appliquée au CO2 l'étude des variations synoptiques démontrent pour la première fois la capacité d'un modèle de transport à reproduire des variations synoptiques de CO2. A Amsterdam et Kerguelen, la variabilité à court terme est principalement induite par les echanges de CO2 à l'interface air/mer. Ces variations sont donc très sensibles aux échanges à l'interface air/mer, qui restent mal connus. L'amplitude des variations synoptiques est mieux simulée si on utilise les coefficients d'échange calibrés sur la valeur moyenne déduite des mesures oceaniques du 14CO2, qui est environ 70% plus forte que celle déduite d'autres traceurs

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Dufour, Emmanuel. "Vers la télédétection spatiale du gaz carbonique atmosphérique". Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077211.

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Guillemot, Marianne. "Elimination de composés organiques volatils (COV) chlorés sur zéolithes par couplage adsorption-oxydation catalytique". Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2286.

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Resumen

Au cours de ce travail nous avons étudié l’adsorption du tétrachloroéthylène (PCE) sur des zéolithes faujasites, en conditions statique et dynamique, en présence et en absence de vapeur d’eau, ainsi que l’oxydation catalytique du PCE sur des catalyseurs à base de zéolithes faujasites dopées ou non avec du platine dans l’objectif de réaliser le couplage adsorption/oxydation catalytique pour l’élimination du tétrachloroéthylène. Nous avons également étudié l’adsorption et l’oxydation seules et en couplage d’une autre molécule de COV, la butan-2-one
This study is focused on tetrachloroethylene (PCE) adsorption over faujasite type zeolites, in static and dynamic conditions, in dry and humid environment. In addition, catalytic oxidation of PCE over zeolite FAU based catalyst exchanged or not with platinum was studied. Lastly, PCE removal was carried out over dual functional adsorbent/catalyst system. The elimination of methylethylketone (MEK) was also performed by single adsorption and oxidation, and using adsorbent/catalyst media

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Vivin, Philippe. "Effets de l'augmentation atmosphérique en CO2 et de contraintes hydriques sur l'allocation de carbone et d'azote et sur l'ajustement osmotique chez Quercus robur L". Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10076.

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Resumen

Ce travail avait pour objectifs d'améliorer les connaissances sur l'écophysiologie du chêne pédonculé (Quercus robur L. ) en réponse aux futurs changements climatiques (CO2, sècheresse). Outre les apports méthodologiques consistant au développement d'un dispositif de double marquage 13c-15n et d'une ligne de purification cryogénique sous vide d'échantillon de CO2 atmosphérique, ce travail a apporté des informations nouvelles sur l'acquisition et la distribution carbonée et azotée a l'échelle de la plante entière et de l'organe, ainsi que sur l'osmorégulation et les potentialités de croissance en conditions hydriques limitantes chez des jeunes semis de Q. Robur cultives en conteneurs et soumis à différents niveaux de concentration atmosphérique en CO2 (350 et 700 vpm) et d'alimentation hydrique

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Tounsi, Khoudhir. "Le cycle du carbone dans l'Océan atlantique tropical". Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30233.

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Un modele en boite et les donnees de traceurs chimiques de focal ont ete utilises pour estimer les flux de carbone et de nitrate dans l'ocean atlantique equatorial. Le modele consiste a faire advecter deux boites de 22 qui se deplacent vers l'ouest en surface avec le courant equatorial sud et vers l'est avec le sous-courant, respectivement. Cependant, l'echange entre ces deux boites et leur environnement a ete considere en specifiant le champ d'advection. La diffusion verticale et les parametres de l'activite biologique ont ete ajustes. L'echange de co2 avec l'atmosphere a ete calcule. La production et la destruction de l'azote et du carbone organique dissous sont aussi consideres. Les valeurs de coefficient de diffusion verticale trouvees varient de 0. 1 a 3 10#-#4 m#2/s entre le sous-courant et la surface, et sont plus faibles entre le sous-courant et les couches sous-jacentes. La nouvelle production dans l'eau de surface est trouvee de l'ordre de 30 gcm#-#2/an et le rapport f est de l'ordre de 20 a 30%. La cinetique de consommation des nitrates est de l'ordre de 2 a 3 jours. Ces resultats sont insensibles a la fraction de la nouvelle production transformee en matiere organique dissoute. Les variations zonales et saisonnieres du flux d'echange de co2 a l'interface air-mer depend des variations de t(c) et du vent, mais dominees par l'advection du carbone inorganique dissous

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Yavuz, Hande. "Dépôt par plasma à pression atmosphérique et caractérisation des nanostructrures obtenues". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00685122.

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Resumen

L'incorporation de fibres de carbone greffées avec des nanotubes de carbone (CNTs-CF) dansune matrice polymère permet d'obtenir des matériaux avec des propriétés mécaniques, des propriétés de conductivité électrique et de conductivité thermique notamment améliorées. Ces matériaux sont des candidats idéaux pour être intégrés dans des applications fonctionnelles et même structurales dans les domaines de l'industrie aéronautique, de l'industrie automobile, de la défense et de l'industrie des produits pour le sport. L'objectif (des travaux menés au cours) de cette thèse de Doctorat est d'établir une technique efficace de production de matériaux composites possédant des propriétés multifonctionnelles. Nous étudions l'adaptation d'une technique de dépôt de polymère par plasma sur la surface de fibres de carbone (CFs) puis sur la surface de CNT-CFs. Le dépôt de polymère par plasma sur la surface CNT-CFs est ici recherché non pour des raisons de sécurité, certainement avantageuses, mais pour conférer les propriétés des nanotubes de carbone à l'ensemble du matériau composite. Dans le premier chapitre, nous proposons un tour d'horizon des 2 sujets majeurs de notre étude : (1) les matériaux composites et leurs applications (2) les applications des plasmas pour procédés de traitement des matériaux. Dans le deuxième chapitre, nous présentons la procédure expérimentale du traitement plasma des fibres, ainsi que le schéma détaillé du mécanisme permettant de manipuler les échantillons. Nous précisons aussi les procédures suivies pour la caractérisation chimique, électrique et mécanique des fibres et des matériaux composites. Dans le troisième chapitre, nous évaluons les effets des variations de 2 et de 3 paramètres (par exemple la puissance plasma utilisée, la durée d'exposition et la nature des précurseurs) sur la résistivité électrique des fibres de carbone (CFs) et des fibres de carbone greffées de nanotubes de carbone (CNTs-CF) par la méthodologie des surfaces de réponse. D'après cette étude pour l'optimisation du procédé, nous étudions les principaux facteurs et les interactions entre les différents paramètres. Nous montrons les variables (ou facteurs) qui ont la plus grande influence sur la résistivité électrique sur les 2 types de fibres de carbone. Dans le quatrième chapitre, nous traitons des études de caractérisations des fibres de carbone par XPS (composition chimique), MEB (microstructure), AFM (topologie, rugosité) et TGA (stabilité thermique, cinétique de dégradation). Il s'agit de fournir une meilleure compréhension des structures obtenues sur de telles fibres dans des domaines allant du macroscopique jusqu'au niveau de l'atome. Nous analysons aussi des échantillons avant traitement pour comparer les différences morphologiques et chimiques avec les échantillons traités par plasma. Finalement, dans le cinqième chapitre, nous étudions les proprieties mécaniques et électriques des échantillons de matériaux composites élaborés à partir de fibres non-traitées et des fibres traitées par dépôt plasma de polypyrrole (sur CFs et CNTs-CF). A partir des essais mécaniques et des mesures électriques, nous concluons sur les améliorations apportées par le traitement plasma.

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Marnas, Fabien. "Mesure du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique par LIDAR DIAL : préparation d'une future mission spatiale". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006030.

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Resumen

Cette thèse de doctorat traite de la mesure du dioxyde de carbone atmosphérique par LIDAR DIAL et plus particulièrement de la potentialité d'une mesure spatiale. Le CO2 est le deuxième gaz à effet de serre dans l'atmosphère et le premier d'origine anthropique. Afin de pouvoir prédire l'évolution du changement climatique et du climat il est nécessaire de pouvoir prédire l'évolution de ce gaz dans l'atmosphère. Cependant, le cycle du carbone est encore mal compris et des inconnues subsistent notamment sur la localisation des sources et des puits de carbone à la surface de la Terre. Afin de déterminer avec précision ces puits et ces sources, il est nécessaire de pouvoir caractériser avec précision les flux de surface du CO2 atmosphérique. Les stations de mesure au sol étant trop éparses, il est nécessaire d'avoir accès à une mesure globale du CO2. Cependant, les premières missions spatiales passives souffrent de limitations et ne permettent pas d'accéder à la précision requise pour contraindre les flux. C'est pourquoi une mesure active utilisant la technique LIDAR à absorption différentielle DIAL est étudiée ici. Ce travail en amont vise à préparer une telle mission, afin d'atteindre les précisions requises. Dans un premier temps, la raie d'absorption la plus appropriée est sélectionnée et j'énonce les précisions devant être atteintes sur la mesure. Dans une deuxième partie, l'étude spectroscopique de cette raie d'absorption (raie R 30 de la bande (2001)III

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Gaucher, Catherine. "Effets physiologiques de fortes teneurs d'ozone et de CO2 seul et en combinaison, chez des semis d'érable à sucre (Acer saccharum Marsh. )". Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10182.

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Des expériences en CCO et en phytotrons ont été réalisées sur une saison de croissance afin d'évaluer les effets des fortes teneurs de CO2 et d'O3 sur l'établissement des semis d'érable à sucre. La croissance des semis était réduite suite à une exposition à un gradient d'O3 (0 à 300 nL. L-1). Cependant l'érable est une espèce tolérante à l'O3, chez laquelle la stimulation de la PEPC, G6PDH, GR et NR a permis une augmentation de la disponibilité en NADPH et squelettes carbonés alloués aux mécanismes de détoxication et de réparation. L'effet fertilisant de 650 [mu]L. L-1 CO2 était variable et fonction de la disponibilité en nutriments et en lumière de chaque expérience. Sous fort CO2 + O3, le fort CO2 a limité les effets négatifs de l'O3: sous fort CO2, le taux d'assimilation était stimulé, ce qui a permis une augmentation de synthèse de NADPH et de squelettes carbonés, alloués à la détoxication et la réparation, et ainsi ont contribué à réduire la propagation des dommages oxydatifs
Experiments in OTC and phytotronic chambers were conducted during one growing season to study the effects of high CO2 and O3 on regeneration of sugar maple seedlings. Assimilation rate and growth of seedlings were decreased after an exposure at constant O3 (100 to 300 nL. L-1). Stimulation of GR, G6PDH, PEPC and NR activities allowed an increased availability of reducing power, carbon skeletons and nitrogen necessary for the detoxification and repair mechanisms. Under 650 [mu]L. L-1 CO2, increase of growth (10 to 100%) depends of nutrient and light availability of the experiment. Under high CO2 + O3, growth and stimulation of G6PDH, PEPC and NR were intermediary to these of the seedlings exposed under high O3 and those exposed under high CO2. Under high CO2, assimilation rate was stimulated. This allowed an increased synthesis of NADPH and carbons skeletons, which may be allocated to detoxification and repair mechanisms and, thus, contributed to reduce the propagation of oxidative damages

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Paris, Rodolphe. "Etude de l'impact de la complexation organique atmosphérique sur la solubilité du fer terrigène". Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA077038.

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La solubilité du fer d'origine désertique en phase aqueuse atmosphérique est essentielle pour estimer l'impact du dépôt humide sur la production primaire marine, donc sur cycle biogéochimique du carbone. Ma thèse étudie l'impact de la complexation organique atmosphérique en phase aqueuse, sur la dissolution du fer des poussières terrigènes. J'ai mené en parallèle i) une étude de terrain, sur la fraction soluble d'aérosols collectés en zone d'émission de poussières minérales, pendant la saison des feux de biomasse, sources de composés organiques et ii) une étude en laboratoire, sur l'effet de composés organiques présent dans l'atmosphère pouvant avoir un impact sur la dissolution du fer des poussières désertiques. Mon étude a mis en évidence que la solubilité du fer des poussières minérales, était augmentée dans les échantillons de mélanges avec les aérosols organiques. Les études, en conditions contrôlées révèlent que plusieurs ligands organiques du fer peuvent avoir un impact sur sa dissolution. L'efficacité à augmenter la dissolution dépend du ligand: l'oxalate est le plus efficace suivi du tartrate et du glycolate, du malonate et de l'acide humique, analogue d'HULIS. Cette dissolution, sans lumière, obéit à un mécanisme de dissolution réductive, donc à la formation de Fe(ll) en phase dissoute. J'ai établi, une corrélation positive entre la concentration dissoute de fer et celle d'oxalate ou en acide humique. Pour les autres ligands, la dissolution est cinétiquement limitée et présente une relation asymptotique avec la concentration en ligands. Une étude sur l'effet de l'oxalate montre que son effet varie en fonction de la source de poussière désertique, et donc de la composition minéralogique des aérosols. Outre son impact connu sur la dissolution des (hydr)-oxydes de fer, j'ai montré que l'oxalate augmente la solubilité du fer contenu dans les argiles, ainsi il a été possible d'établir une paramétrisation de la solubilité du fer en fonction de la concentration en ligand et la composition minéralogique. Toutefois, cette étude n'explique qu'une partie de la variabilité de la solubilité du fer mesurée sur le terrain et il est nécessaire, d'intégrer d'autres paramètres tels que la lumière et l'impact de la complexation sur le fer anthropique. Enfin, une meilleure quantification de la composition organique de la phase aqueuse atmosphérique semble indispensable
Iron dust solubility in atmospheric waters is critical to estimate the effect of its deposition on primary production, especially on global carbon cycle. My PhD studies the effect of atmospheric organic complexation on iron dust dissolution. First of all, I studied the water soluble fraction of collected aerosols in the source region during strong biomass burning event, an important source of organic compounds. Second of all, I performed laboratory experiments with dust particles from different African sources and different organic compounds measured in the atmosphere. This work have highlight that the variability of iron dust solubility could be linked to the organic complexation. Oxalic acid is the most important iron ligand in the atmosphère and is the one with the most important effect on iron solubility, but others organic compounds such as malonic, tartane, glycolic acids or HULIS could enhanced the dissolution of iron. This dissolution, without light, is reductive and lead to the formation of Fe(II). I found a linear dissolution for dust iron in presence of increasing concentration of oxalate and HULIS, but for the other compounds the dissolution seems to be limited. I also found that the mineralogical composition of iron contained in dust is very important, and the dissolution is controlled by me presence of iron from clay minerals rather than iron from (hydr-)oxides

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Lacan, Antoine. "Potentialités d'une mesure télédétectée du dioxyde de carbone atmosphérique par spectrométrie par transformation de Fourier statique". Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00392398.

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L'amélioration de la prédiction de l'ampleur du réchauffement climatique requiert une mesure de la concentration en CO2 dans l'atmosphère à l'échelle globale. Une mesure satellitale pourrait combler ce besoin. Le CNES a développé un instrument de nouvelle génération adapté aux applications de sondage atmosphérique. Cet instrument, un spectromètre par transformation de Fourier statique, présente une masse et des dimensions réduites par rapport aux spectromètres classiques. On étudie l'application du concept à la mesure du CO2, à l'aide d'une maquette au sol représentative d'un instrument embarqué. Celle-ci mesure le spectre solaire à travers l'atmosphère dans une bande d'absorption du CO2 autour de 1,6 µm. La concentration en CO2 est déduite de la profondeur des raies d'absorption. On présente le concept ainsi que sa mise en oeuvre expérimentale, tant pour la conception de l'instrument que pour son étalonnage et le traitement des données. Le contenu en information de la mesure est évalué. On présente la procédure d'inversion des mesures. On estime par simulation que l'erreur d'inversion est de l'ordre de ±0,6 ppm pour un objectif de ±1 ppm. Les résultats d'une campagne de mesures atmosphériques sont enfin donnés. Ils mettent en évidence les bonnes performances de l'instrument : on atteint des précisions de mesure compatibles avec l'objectif. La campagne révèle également une sensibilité de l'instrument à des paramètres autres que le CO2. Les déformations du spectromètre, dues aux variations thermiques du laboratoire, pourraient par exemple être à l'origine d'erreurs de mesure significatives. Des améliorations simples permettant d'augmenter la précision de mesure sont proposées.

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Sarkissian, Alain. "Fouilles Massives d'Archives Spectroscopiques : L'Observatoire Virtuel, de la Vapeur d'Eau Atmosphérique au Carbone dans les Astéroïdes". Habilitation à diriger des recherches, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00666080.

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C'est à l'intersection des domaines de recherches qu'il y a aujourd'hui le plus de chance de participer à une découverte majeure. Les domaines eux-même sont très bien couverts et c'est vrai qu'il faut parfois tant se spécialiser que les aspects marginaux nous échappent. Voila une motivation qui sort des motivations scientifiques actuelles telles que la compréhension de la destruction de l'ozone polaire, l'évolution de notre climat, ou la recherche d'une vie en dehors de notre planète. C'est pourtant également une motivation qui permet d'être simultanément sur plusieurs sujets brûlants du moment. Ainsi, mon travail passé, actuel et probablement futur sur les atmosphères et les climats de la Terre en particulier et en planétologie en général montrent bien le fil conducteur de mes recherches. La spectroscopie et la mod ́elisation radiative étaient mes outils qui jusqu'à présent marquaient les limites de ces recherches.

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Gibert, Fabien. "Télédétection du CO2 atmosphérique par Lidar DIAL Doppler Hétérodyne à 2 microns". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001903.

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Le travail de thèse s'organise en plusieurs parties. Le premier chapitre décrit le cadre scientifique dans lequel s'inscrit la thèse : branche atmosphérique du cycle du carbone, changement climatique et protocole de Kyoto, réseau de mesures actuel et principales missions spatiales. Ce chapitre montre notamment comment s'insèrent les différents aspects que j'ai traité pendant la thèse: modélisation, expérimentation et études théoriques dans le cadre plus général de la restitution des flux de surface et de la mesure du C02 atmosphérique. Au final, je m'intéresse plus particulièrement à l'apport scientifique et aux objectifs d'une mesure de C02 atmosphérique par Lidar DIAL à partir de l'espace. Dans le chapitre II, on s'intéresse au domaine d'étude et plus particulièrement à l'évolution du C02 atmosphérique à la méso-échelle. La représentativité temporelle horizontale et verticale d'une mesure de C02 est évaluée dans le but de cadrer l'étude expérimentale. Par ailleurs on y étudie les processus à l'origine de la variabilité du rapport de mélange dans les différentes parties de 1'atmosphère pour mettre au point une méthode de mesure efficace permettant de rendre compte des phénomènes observés. Nous verrons comment cc travail d'étude du C02 atmosphérique à la moyenne échelle a permis, entre autre, de mettre au point une méthode originale de restitution et de caractérisation des flux de surface naturels dans la région du Sud-Ouest parisien. Fort de cette étude et des objectifs de mesure décrits dans le chapitre I, le chapitre III discute la mesure DIAL avant d'en rechercher une optimisation pour obtenir le maximum de précision sur la mesure de concentration. Un soin tout particulier est porté à la spectroscopie, à l'optimisation de paramètre tels que l'épaisseur optique de la colonne d'air sondée et l'énergie des impulsions lasers émises dans l'atmosphère, et à l'analyse des erreurs statistiques et systématiques. Le chapitre IV décrit le système expérimental réalisé au Laboratoire de Météorologie dynamique pendant ces trois années: LIDIA. " Lidar pour la mesure du Dioxyde de carbone Atmosphérique ". Le Lidar DIAL Doppler a été conçu à partir d'un Lidar Doppler déjà existant au Service d'Aéronomie [Bruneau-00, Le Rille-02]. Le chapitre décrit le Lidar, les différentes transformations, les éléments ajoutés et les performances du système global dans le cadre des mesures DIAL. Un intérêt particulier est donné au traitement de signal. Suit alors la partie principale du travail de recherche avec la présentation et la discussion des résultats expérimentaux. Des mesures réalisées de jour et de nuit en fin d'année 2004 et pendant l'année 2005 y sont décrites pour illustrer les différentes possibilités d'une mesure DIAL pour répondre aux objectifs scientifiques décrits dans le chapitre I : mesures intégrées au niveau du sol et validation avec des mesures in-situ, mesures verticales dans la couche limite atmosphérique (CLA), utilisation des cibles nuageuses, mesures dans la troposphère libre et mesures résolues dans la CLA. Nous voyons notamment l'apport de mesures de vent et de vitesses verticales simultanées avec des mesures de concentration pour expliquer les processus naturels ou anthropiques à l'origine de la variation temporelle du rapport de mélange en CO2. Le dernier chapitre s'appuie sur le travail expérimental précédent pour prévoir les performances de futurs systèmes de mesure DIAL aéroporté ou spatial capable de répondre aux objectifs scientifiques à moyen et long terme. Différentes perspectives de travail pour l'amélioration du système expérimental et pour la conception d'un nouveau système y sont abordées. Enfin une conclusion permet de souligner et de rassembler les principaux résultats du travail de thèse.

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Ferrand-Roumet, Catherine. "Importance et devenir du CO2 fixé par les racines nodulées de soja (Glycine max L. Merrill) : incidence sur l'estimation du coût carboné de la fixation de N2". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20196.

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La fixation de co#2 par les racines nodulees de soja a ete mesuree en exposant les systemes racinaires a une atmosphere enrichie en #1#4co#2. Un suivi de l'importance et du devenir du #1#4c incorpore dans les plantes en fonction du temps apres le marquage, a permis d'etudier la dynamique d'utilisation du c fixe, en relation avec l'activite nitrogenase, et ce pour differents stades phenologiques et dans des conditions environnementales variables. Les resultats ont montre qu'une fraction importante du c fixe etait respiree par les racines nodulees et que les quantites de c incorporees dans les tissus (fixation nette), et sa repartition dans les organes, n'etaient pas directement liees a la fixation de n#2. Ceci nous a amene a augurer de l'existence d'une fixation racinaire, dont l'importance relative a ete estimee en comparant la fixation de co#2 de soja denodules et de soja nodules. Il a ete montre que la fixation racinaire contribuait pour plus de 50% a l'activite totale des racines nodulees et qu'il existait une relation entre fixation nodulaire de co#2 et activite nitrogenase. Une specificite des racines et des nodosites pour l'utilisation du c fixe a ete mise en evidence: le c fixe par les racines est principalement exporte vers les tiges; le c fixe par les nodosites est incorpore dans les racines et les nodosites. Dans ces organes une fraction de ce c est respiree; dans les nodosites, cette derniere fraction servirait de substrat respiratoire a la nitrogenase. La fixation de co#2 contribue pour 2,4 a 3,8% a la croissance en c de la plante, selon la periode du cycle, elle permet de recycler 8 a 37% du co#2 respire par les racines nodulees et 23 a 40% du co#2 respire par les nodosites pour leurs besoins de fixation de n#2. Le cout reel de la fixation de n#2, estime par le degagement total de co#2 (co#2 degage a l'exterieur des nodosites + co#2 recycle) est de 3,37

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Gautier, Mathieu. "Effets de l'hypoxie chronique et du monoxyde de carbone sur la fonction cardiaque et l'activité des canaux potassiques des cellules musculaires lisses d'artères coronaires chez le rat". Tours, 2005. http://www.theses.fr/2005TOUR4040.

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This work shows that low doses of carbon monoxyde (CO) corresponding to air pollution impair right ventricle (RV) and right coronary circulation adaptive response in animals preexposed to hypoxic hypoxemia. A complementary study on coronary smooth muscle cell shows that voltage-gated potassium channels contribute to the repolarizing outward membrane currents and they were impaired following hypoxemia and CO exposures. This work provides physiological findings on the cardiac effects of air pollution and increased sensitivity in hypoxic hypoxemic animals. We have used the techniques of cardiovascular functional exploration and electrophysiological assessment of the coronary smooth muscle cell.

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Delpierre, Nicolas. "Etude du déterminisme des variations interannuelles des échanges carbonés entre les écosystèmes forestiers européens et l’atmosphère : une approche basée sur la modélisation des processus". Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112167.

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Melin, Alexandre. "Incidences morphologiques et fonctionnelles cardiaques d'un entraînement conduit en environnement hypoxique et/ou pollué au monoxyde de carbone chez le rat". Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2074.

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Resumen

L'objectif de nos travaux était d'étudier l'impact de la pollution atmosphérique au monoxyde de carbone (CO), rencontrée en environnements de basse et haute altitude, sur la réponse cardiaque de rats sédentaires ou entraînés dans ces milieux. Cent trente sept rats Dark Agouti des deux sexes ont été exposés pendant 10 semaines continues en chambres de simulation, en environnements normoxique (5̃5 mètres d'altitude), hypoxique hypobare (4̃000 mètres), normoxique pollué au CO (5̃5 mètres, 50 ppm) ou hypoxique hypobare pollué au CO (4̃000 mètres, 50 ppm). Soixante sept rats ont été uniquement exposés à ces environnements, alors que 70 rats ont été simultanément entraînés pendant les 10 semaines d'exposition dans leur environnement respectif. L'entraînement consistait en 5 séances par semaine d'exercice continu, conduit dans une roue motorisée à 80 % de la vitesse maximale aérobie de chaque animal, pendant 40 à 60 minutes par séance. Les paramètres anatomiques (masses ventriculaires, diamètres et épaisseurs pariétales) et fonctionnels (fonctions systolique et diastolique) cardiaques ont été évalués tout au long du séjour par échocardiographie Doppler transthoracique, et à l'issue des expositions par cathétérismes et pesées post mortem. Les principaux résultats font état d'une absence d'effet de la pollution au CO, en environnement de basse altitude, sur les morphologies et fonctions cardiaques du rat sédentaire ou entraîné. Nous montrons des effets cardiaques délétères de l'inhalation chronique de CO en haute altitude, potentialisés par l'entraînement aérobie. Les conditions de charge ainsi que les ischémies répétées du tissu myocardique face à ces situations de stress hypoxiques peuvent expliquer ces résultats. La pratique d'un entraînement en altitude, dans les zones à forte urbanisation où la pollution atmosphérique peut s'avérer importante, se doit donc d'être particulièrement surveillée.

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Béland, Nicolas. "Production économique d’un solvant vert à partir de dioxyde de carbone (CO2)". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/8890.

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Depuis que l’industrie chimique vise à rejeter de moins en moins de gaz à effet de serre, cette dernière cherche à revaloriser les différents gaz à effet de serre tel que le dioxyde de carbone. Une des techniques est de combiner le dioxyde de carbone avec de l’ammoniac pour synthétiser l’urée qui pourrait par la suite être utilisé soit directement ou soit comme intermédiaire, pour la synthèse catalytique du diméthyle carbonate (DMC). Le DMC est à la base de plusieurs applications industrielles telles que la synthèse des polymères (les polycarbonates), les réactions de trans-estérification menant à d’autres carbonates comme le diphénylcarbonate et comme agent de méthylation ou d’alkylation. Plusieurs articles provenant de la littérature scientifique rapportent que le DMC peut être utilisé comme additif oxygéné dans les carburants tels l’essence [1]. Le but de ce projet est de déterminer la viabilité industrielle de la production de DMC par la méthylation de l’urée en premier lieu en méthyle carbamate puis en DMC. La première étape de ce projet reposera donc dans un premier temps sur la confirmation des résultats rapportés au sein de la littérature ouverte pour par la suite faire une étude de l’impact des différents types de catalyseurs et des conditions expérimentales sur le rendement de la réaction. Une fois que le montage batch sera optimisé, ce dernier sera modifié pour opérer en continu. Cette modification a pour but d’augmenter le rendement et la sélectivité pour éventuellement de l’adapter industriellement. Selon la littérature, les rendements anticipés pour la réaction batch sont d’environ 30 % [2] et pour un système en continu de plus de 50 %.

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Paris, Jean-Daniel. "Transport des polluants et variabilité atmosphérique du CO2 en Sibérie : Apport des mesures in situ aéroportées". Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00358602.

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Cette thèse a pour objectif de caractériser et d'analyser les variations de concentration atmosphérique en CO2, CO et O3 et en aérosols ultrafins mesurées au dessus de la Sibérie, lors de trois campagnes intensives aéroportées en avril et septembre 2006 et en août 2007. La Sibérie est éloignée des grandes sources de pollution de l'hémisphère nord. La distribution, mal connue, de polluants et de gaz à effet de serre dans cette région est cruciale pour la modélisation du transport à grande échelle des polluants. Les mesures ont permis de mettre en évidence l'impact de (1) l'advection de polluants chinois dans des perturbations baroclines, (2) l'advection de polluants européens à diverses altitudes, (3) des feux de biomasse en Asie Centrale, à travers une nouvelle technique (clustering de fonction d'influence lagrangiennes). Les gradients estivaux importants de CO2 sont utilisés pour contraindre le mélange vertical du modèle de circulation globale. Un possible maximum de nucléation dans la moyenne troposphère continentale propre en été est mis en évidence à partir de mesures de particules ultrafines.

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Lauvaux, Thomas. "Inversion à méso échelle des sources et puits de carbone". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0007.

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Inverse methods at large scales are used to infer the spatial variability of carbon sources and sinks over the continents but their uncertainties remain large. Atmospheric concentrations integrate the surface _ux variability but atmospheric transport models at low resolution are not able to simulate properly the local atmospheric dynamics at the measurement sites. However, the inverse estimates are more representative of the large spatial heterogeneity of the ecosystems compared to direct _ux measurements. Top-down and bottom-up methods that aim at quantifying the carbon exchanges between the surface and the atmosphere correspond to di_erent scales and are not easily comparable. During this phD, a mesoscale inverse system was developped to correct carbon _uxes at 8km resolution. The high resolution transport model MesoNH was used to simulate accurately the variability of the atmospheric concentrations, which allowed us to reduce the uncertainty of the retrieved _uxes. All the measurements used here were observed during the intensive regional campaign CERES of May and June 2005, during which several instrumented towers measured CO2 concentrations and _uxes in the South West of France. Airborne measurements allowed us to observe concentrations at high altitude but also CO2 surface _uxes over large parts of the domain. First, the capacity of the inverse system to correct the CO2 _uxes was estimated using pseudo-data experiments. The largest fraction of the concentration variability was attributed to regional surface _uxes over an area of about 300km around the site locations depending on the meteorological conditions. Second, an ensemble of simulations allowed us to de_ne the spatial and temporal structures of the transport errors. Finally, the inverse _uxes at 8km resolution were compared to direct _ux measurements. The inverse system has been validated in space and time and showed an improvement of the _rst guess _uxes from a vegetation model decreasing signi_cantly the initial mis_t to independent _ux observations
Les méthodes d'inversion à grande échelle ont permis d'estimer la variabilité spatiale des sources et puits de carbone continentaux mais les incertitudes associées restent importantes. En e_et, les concentrations atmosphériques intègrent la variabilité des _ux de surface, mais les modèles de transport à basse résolution utilisés dans les inversions ne peuvent reproduire correctement la complexité da la dynamique atmosphérique locale des sites de mesure. Cependant, ces estimations sont plus représentatives de la grande hétérogénéité spatiale des écosystèmes que les mesures directes des _ux. Les méthodes inverses et directes qui visent toutes les deux à estimer le bilan des échanges de carbone entre la surface et l'atmosphère s'appliquent donc à des échelles di_érentes et sont ainsi di_cilement comparables. Au cours de cette thèse, un système d'inversion à méso échelle a été développé pour corrigerles _ux de carbone à une résolution de 8km. Le modèle de transport à haute résolution (MésoNH) a permis de simuler la variabilité des concentrations atmosphériques avec une meilleure précision, ce qui a permis de limiter les incertitudes sur les _ux inversés. L'intégralité des données est issue de la campagne régionale intensive CERES de mai et juin 2005, lors de laquelle plusieurs tours instrumentées ont mesurées les concentrations et les _ux de CO2 dans le Sud Ouest de la France. Des mesures aéroportées ont permis également d'observer les concentrations en altitude ainsi que les _ux de CO2 aggrégées sur de larges bandes à la surface. Dans un premier temps, la capacité du système à corriger les _ux de CO2 a été estimé par l'intermédiaire de pseudo-données. La majeure partie de la variabilité des concentrations a été attribuée aux _ux régionaux dans une zone qui s'étend, selon les conditions météorologiques, jusqu'à 300km autour des sites de mesure. Dans un second temps, un ensemble de simulations a permis de dé_nir les structures spatiale et temporelle des erreurs de transport. Dans un dernier temps, les _ux corrigés par l'inversion à 8km de résolution ont été comparés à des mesures directes de _ux. Le système d'inversion a été ainsi validé dans le temps et l'espace et a montré une amélioration de l'estimation des _ux de CO2 issues d'un modèle de végétation en diminuant signi_cativement les erreurs initiales par rapport aux observations indépendantes de _ux de CO2

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Crevoisier, Cyril. "Etude de la distribution du CO2 atmosphérique à partir des observations infrarouges à haute résolution spectrale de l'instrument AQUA/AIRS". Paris 7, 2004. http://www.theses.fr/2004PA077041.

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Chevillard, Anne. "Etude à haute résolution du CO2 atmosphérique en Europe et en Sibérie : impact pour les bilans de carbone". Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066503.

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Salame, Thérèse. "Sources d’émission du carbone organique gazeux à Beyrouth". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10108.

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Les COV jouent un rôle prépondérant dans les problématiques liées à la pollution atmosphérique puisqu’ils sont des précurseurs de polluants secondaires comme l’ozone, le peroxyacylnitrate et les aérosols organiques secondaires entraînant des effets néfastes sur le climat, l’environnement et la santé. Afin de mettre en place des stratégies efficaces de contrôle de la qualité de l'air, il est nécessaire d'identifier les sources d'émissions de COV, de déterminer leur composition chimique et leur contribution aux teneurs ambiantes. Actuellement, à l’Est du bassin méditerranéen, ce type d’études reste limité et l’évaluation de la qualité de l’air reste un défi majeur. Ces travaux présentent la première caractérisation détaillée des COV au Liban, situé à l’Est de la mer Méditerranée. La méthodologie s’appuie sur 2 campagnes de mesures intensives (juillet 2011 et février 2012) qui ont été réalisées dans le cadre du projet ECOCEM-Beyrouth sur un site sub-urbain. Plus de 70 COV de C2 à C16 ont été mesurés. Tout d'abord, nous avons identifié les principaux déterminants des COV. Ensuite, nous avons établi les profils des principales sources d’émission de COV par des mesures en champs proches. Enfin, nous avons identifié les sources d’émissions de COV, en se basant sur les profils établis préalablement, et estimé leur importance relative, en été et en hiver, par application du modèle sources-récepteur PMF. En hiver comme en été, les facteurs étaient dominés par les profils liés au transport routier comprenant la combustion et l’évaporation de carburants. Ces résultats sont en accord avec l'inventaire d'émissions local en ce qui concerne la contribution du secteur "transport routier"
The atmospheric pollution related to the VOC still maintains a great interest since these species contribute to the formation of tropospheric ozone, peroxyacetylnitrate and secondary organic aerosols resulting in negative impacts on human health, climate and on the environment. In order to apply efficient control strategies, there is a need to identify the VOC emission sources, to determine their speciation and their contribution to VOC ambient levels. To date, there is a paucity of data regarding the VOC in the Middle East region (MEA) due to a lack of ground-based measurements leading to insufficient evaluation of air pollution in this region. In this work, we report the results of the first study regarding VOC in Lebanon, a developing country in the MEA region. The study is based on two intensive field measurement campaigns within the frame of the Emission and Chemistry of Organic Carbon in the East Mediterranean, Beirut (ECOCEM-Beirut) project conducted during summer 2011 and winter 2012 at a sub-urban site. Over 70 VOC from C2 to C16 have then been measured. First, we provide insights on the factors controlling VOC distribution. Then, VOC source profiles were determined with field measurements close to the main potential emitters. Finally, we identified the VOC factors, based on the sources profiles established previously, and quantified their relative contribution according to the season, by implementing the source receptor model PMF. The major sources were traffic-related emissions (combustion and gasoline evaporation) in winter and in summer. The modeled results showed an agreement with the local emission inventory regarding the load of the on-road mobile source

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Carouge, Claire. "Vers une estimation des flux de CO2 journaliers européens à haute résolution par inversion du transport atmosphérique". Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066013.

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Thanwerdas, Joël. "Estimation des émissions et puits de méthane par inversion atmosphérique multi-contraintes du transport et de la chimie atmosphérique à l’aide d’un ensemble d’observations". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ015.

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Les concentrations atmosphériques de méthane ont été multipliées par 2.6 depuis le début de l'ère industrielle, augmentant considérablement l'impact du méthane sur le réchauffement climatique, les écosystèmes et la santé des populations. Comprendre le cycle biogéochimique du méthane et quantifier ses sources et ses puits de l’échelle mondiale à l’échelle nationale est crucial pour implémenter et évaluer l'efficacité des politiques de réduction des émissions de méthane. Les méthodes d'inversion atmosphérique permettent d’estimer les sources et puits de méthane en combinant l’information provenant d’observations de concentrations atmosphériques de méthane et d’une connaissance a priori de ses sources et puits au travers de la modélisation de la chimie et du transport atmosphériques. Par ailleurs, utiliser l’information additionnelle apportée par les observations des signaux isotopiques du méthane (en 13C:12C et en D:H) peut permettre de mieux différencier les nombreuses catégories d’émissions entre elles et de réduire les incertitudes sur leurs estimations par rapport à l’utilisation de concentrations atmosphériques de méthane seules. Cette thèse a eu pour but d’analyser l’évolution du cycle du méthane au cours des 20 dernières années en intégrant de nouvelles fonctionnalités au système d'inversion CIF-LMDz-SACS du LSCE. Dans un premier temps, le modèle de chimie-transport LMDz-SACS a été enrichi en incluant le puits de méthane par le chlore qui a une influence importante sur le fractionnement isotopique du méthane atmosphérique. L’influence des concentrations de chlore sur les concentrations de méthane et sur son signal isotopique en 13C:12C a été rigoureusement quantifiée et s’avère importante pour la représentation des signaux isotopiques de méthane. Ensuite, le système d'inversion CIF-LMDz-SACS a été amélioré et la sensibilité du système à certains paramètres de configuration a été analysée. Finalement, le nouveau système a été utilisé afin d'expliquer l'augmentation des concentrations atmosphériques de méthane depuis 2007, après qu'elles se soient stabilisées entre 1999 et 2006. En prenant en compte les incertitudes importantes sur les signatures isotopiques, nos résultats suggèrent que cette augmentation a été causée par des augmentations des émissions provenant 1) des énergies fossiles et 2) de l’agriculture et des déchets. Au contraire, si les signatures isotopiques de sources sont considérées parfaitement connues, la distribution des émissions totales entre les différentes catégories d'émissions est radicalement modifiée et nos résultats suggèrent cette fois-ci que l'augmentation des concentrations après 2007 a été causée par des augmentations des émissions provenant 1) des énergies fossiles, 2) de l’agriculture et des déchets et 3) des zones humides. Ce travail suggère qu’une réduction des incertitudes sur les signatures isotopiques des sources et une augmentation de la quantité d'observations isotopiques disponibles permettraient à la contrainte isotopique d’exprimer tout son potentiel pour mieux séparer les différentes sources de méthane à l’échelle régionale
Atmospheric methane mole fractions have been multiplied by 2.6 since the beginning of the industrial era. This increase greatly amplified the impact of methane on global warming, ecosystems and human health. Understanding the biogeochemical cycle of methane and quantifying its sources and sinks from the global to the national scale is crucial to implement and evaluate the effectiveness of policies to mitigate methane emissions. Atmospheric inversion methods allow to estimate methane sources and sinks by combining information from observations of atmospheric methane mole fractions and a priori knowledge of its sources and sinks through chemistry-transport modeling. Furthermore, using the additional information provided by observations of methane isotopic signals (in 13C:12C and in D:H) can help to better differentiate between the multiple emission categories and reduce uncertainties in their estimates compared to assimilating methane mole fractions alone. The aim of this PhD was to investigate the evolution of the methane cycle over the last 20 years by integrating new functionalities to the CIF-LMDz-SACS inversion system used at LSCE. First, the LMDz-SACS chemistry-transport model was enriched to include the methane sink by chlorine which has a large influence on the isotopic fractionation of atmospheric methane. The influence of chlorine concentrations on methane mole fractions and its 13C:12C isotopic signal was rigorously quantified and found to be important for the representation of methane isotopic signals. Second, the CIF-LMDz-SACS inversion system was enhanced and the sensitivity of the system to some configuration parameters was analyzed. Finally, the new system was used to explain the increase in atmospheric methane mole fractions since 2007, after they stabilized between 1999 and 2006. Taking into account the large uncertainties in source isotopic signatures, our results suggest that this increase was caused by increases in emissions from 1) fossil fuels and 2) agriculture and waste. By contrast, if the source isotopic signatures are considered perfectly known, the distribution of total emissions among the different emission categories is radically changed and our results suggest this time that the increase in methane mole fractions after 2007 was caused by increases in emissions from 1) fossil fuels, 2) agriculture and waste and 3) wetlands. This work suggests that reducing uncertainties in source isotopic signatures and increasing the number of available isotopic observations would allow the isotopic constraint to express its full potential to better separate different sources of methane on a regional scale

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Rueff, Henri. "Optimizing dryland afforestation : prospects and limitations : minimum carbon payment for non-annex I dryland countries on an aridity gradient with stochastic weather and prices". Aix-Marseille 3, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX32045.

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Des études récentes ont montré que les arbres dans les zones arides forment d’importants puits de carbone. On ne connait cependant pas le prix du carbone à partir duquel un agriculteur serait indifférent entre son activité agricole coutumière et une activité de plantation d’arbres. La production de carbone séquestré par les arbres a été simulée sur le modèle CO2FIX v3. 1 pour le pin d’Alep. Les récoltes de blé et la production des pâturages pour les activités agricoles renoncées ont été simulées par des modèles quadratiques semblables, se basant sur les engrais azotés et utilisant 30 ans de données climatiques pour simuler le déficit hydrique. Les deux modèles ont été développés pour les conditions des zones arides. Leur calibrage a été fait sur des données observées en Israël, sur 8 stations, distribuées le long d’un gradient d’aridité (de 200mm à 900mm de précipitation). Les valeurs obtenues pour les récoltes ont été adaptées à une fonction de distribution de probabilité gamma. Les prix de production et de vente, ont eux été adaptés à une distribution normale. Une méthode itérative a permis de simuler l’effet stochastique du prix et du climat sur un flux de trésorerie pendant 30 ans avec 10'000 itérations. Les résultats montrent qu'en dépit de la capacité élevée de l’afforestation dans les zones arides à séquestrer le carbone, son commerce est peu lucratif, quel que soit le niveau d’aridité et l’activité renoncée. En effet, le prix du carbone doit augmenter sensiblement, et les coûts de certifications doivent fortement diminuer, sans quoi, l’afforestation des zones arides dans les pays ne faisant pas partie de l’annexe I ne sera pas un mécanisme adopté
Recent findings demonstrate that dryland trees are efficient carbon sinks. The price of carbon at which a farmer would be indifferent between his customary activity and the plantation of trees for the trade of carbon credits remains however unknown. Carbon yields were simulated by means of the CO2FIX v3. 1 model for Pinus halepensis. Wheat yields and pasture yields were predicted on somewhat similar nitrogen-based quadratic models, using 30 years of weather data for the simulation of moisture stress. Both models were developed for dryland conditions, while calibration and validation were done with data collected in Israel on 8 stations (from 200mm to 900mm of annual precipitation). No-till wheat and pasture yield values were then fitted to a gamma probability distribution function, to enable iterative stochastic production simulation. Input and output prices were, however, fitted to a normal distribution. Stochastic production, input and output prices were afterwards simulated on a Monte Carlo matrix with 10,000 iterations on a 30 years cash flow. Results show that, despite the high levels of carbon uptake by dryland trees, carbon trading by afforesting is unprofitable anywhere along the aridity gradient. Indeed, the price of carbon will have to raise unrealistically high, and the certification costs will have to drop significantly, to make afforestation under the clean development mechanism a worthwhile activity for non annex I dryland countries

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Agbekodo, Koffi Marcus. "Elimination par nanofiltration des composés organiques d'une eau de surface prétraitée : caractérisation du carbone organique dissous avant et après nanofiltration". Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2252.

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Les principaux objectifs de cette etude etaient de mesurer l'efficacite de la nanofiltration en terme d'elimination de la matiere organique naturelle, d'identifier les constituants majoritaires du fond refractaire organique du permeat et de tenter de comprendre les principaux mecanismes de retention de quelques composes organiques simples par nanofiltration. Les resultats de nos travaux, qui ont eu lieu en partie sur site industriel et en partie en laboratoire, ont montre que la nanofiltration est un excellent procede qui permet a partir de l'eau filtree sur sable de l'usine de mery/oise pretraitee, de produire un permeat de tres faible charge organique, peu consommateur de chlore et faiblement precurseur de composes organohalogenes totaux (tox). Les rendements d'elimination sur ces parametres sont generalement superieurs a 90%. Les constituants majoritaires du cod du permeat ont ete identifies comme etant les acides amines (en moyenne 30%), les aldehydes (8%) et des composes divers (10 a 20%) appartenant a la famille des acides gras aliphatiques, des acides aromatiques, des alcools, des benzenes substitues et des hydrocarbures satures et insatures de faible masse. Malgre leur nombre important, la concentration de chacune de ces structures a ete estimee a 0. 3 g l##1 c. On peut admettre d'apres la bibliographie que les hydrates de carbone representeraient une part importante du cod restant. En outre les acides amines ont une contribution importante au codb du permeat. Seuls 34% des composes inclus dans les tox ont pu etre identifies. Il s'agit des trihalomethanes et des acides haloacetiques. Cependant, puisque les acides amines totaux permettent d'expliquer a eux seuls la demande en chlore du permeat, les autres sous-produits de chloration non identifies sont probablement des nitriles chlores, des chloro-imines et des chloroaldehydes qui sont parmi les principaux intermediaires reactionnels de la chloration des acides amines. L'effet du ph sur l'elimination de quelques composes simples par nanofiltration a ete etudie de meme que l'effet du cod sur la rejection de deux s-triazines. Les resultats montrent que la diffusion, la repulsion electrostatique et l'adsorption a la surface des membranes joue un role important dans les mecanismes de rejection de ces composes

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Moreau, Muriel. "Elimination simultanée du carbone et de l'azote dans un réacteur à biomasses fixées de type à circulation de matériaux (RCM)". Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0035.

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Il a ete etudie deux reacteurs triphasiques fonctionnant en parallele nommes rcm (reacteurs a circulation de materiaux) destines a l'elimination simultanee du carbone et de l'azote des eaux residuaires urbaines. Ils mettent en uvre une biomasse fixee sur un materiau granulaire de faible densite de type polystyrene (o. S. B. G. : optimized support for biological growth), mis en circulation essentiellement par bullage dispense en fond de reacteur. Deux types de biomasse coexistent: une biomasse fixee et une biomasse en suspension. Le support polystyrene est compare au meme support polystyrene modifie en surface avec des grains de charbon actif. Les resultats montrent que: 1) la formation d'un biofilm uniforme et homogene est fortement reprimee par les forces de cisaillement et d'attrition inherentes au dispositif, 2) le biofilm developpe est mixte, fin et constitue d'une biomasse active et non active dans le processus d'epuration, 3) le fonctionnement du rcm est caracteristique d'un procede a microorganismes fixes, c'est-a-dire que les activites metaboliques sont preferentiellement situees sur le support, 4) la retention de microorganismes a faible taux de croissance (nitrosomonas, nitrobacter) est plus importante pour le support modifie, 5) la dynamique des populations heterotrophe et autotrophe differe selon l'etat de surface du support, 6) face a des variations externes (temps de sejour hydraulique, charge carbonee. . . ), l'adaptation des microorganismes se fait soit par croissance bacterienne pour le support modifie, soit par modification du metabolisme intrinseque microbien pour le support classique

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Boufeldja, Linda. "Influence de l’élévation du dioxyde de carbone atmosphérique sur les propriétés nutrition-santé de la tomate (Solanum lycopersicum L.)". Electronic Thesis or Diss., Université de Montpellier (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022UMONG088.

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Resumen

Une augmentation accrue du taux de CO2 atmosphérique a été observée depuis le début de l’ère industrielle. Cette augmentation du taux de CO2 atmosphérique a été décrite comme un agent fertilisant pour de nombreuses espèces végétales induisant une altération de leur qualité nutritionnelle. En effet, une diminution de la quantité de protéines et de la teneur en minéraux a été observée chez de nombreuses plantes cultivées en atmosphère enrichie en CO2. Ces variations dans la composition des éléments nutritifs présent dans les végétaux peuvent conduire au développement de troubles métaboliques et à la perturbation des défenses antioxydantes et antiinflammatoires pouvant conduire à une augmentation de l’incidence des maladies non transmissibles (MNT) tel que « le syndrome métabolique ».L’objectif de ce travail de thèse est d’évaluer l’effet d’un enrichissement en CO2 atmosphérique sur la qualité nutrition-santé de la tomate (Solanum lycopersicum L.) en utilisant deux types de tomate : MicroTom une variété naine très étudié car utilisée comme plante modèle et des tomates à gros fruits représentées par les parents de la population MAGIC (qui représentent la diversité génétique des tomates cultivées). Le dosage des macronutriment dont les sucres, les lipides et les protéines suivie par la quantification des micronutriment tel que les caroténoïdes et les minéraux nous a permis d’établir un profil nutritionnel complet. Une évaluation de l’activité antioxydante et antiinflammatoire sur les extraits de tomate a aussi été réalisée.Ces analyses ont permis de montrer, pour le modèle MicroTom, qu’un enrichissement en CO2 atmosphérique avait un impact négatif sur la composition minérale et protéique accompagné par une accumulation de sucres et une modification des composés bioactifs. L’étude de l’activité antioxydante sur ce modèle a révélée une altération qui peut être expliquée par l’interaction entre les conditions de culture et l’enrichissement en CO2 atmosphérique tandis que l’activité antiinflammatoire semble être inchangée. Des résultats comparables ont été obtenus avec le modèle MAGIC validant ainsi que l’augmentation du CO2 atmosphérique n’as pas d’effet négatif sur les défenses antioxydantes et antiinflammatoires.L’ensemble de ces observations nous a permis de faire le lien entre l’enrichissement en CO2 atmosphérique et les aspects nutrition-santé humaine et donnent des pistes pour orienter les recherches futures dans ce domaine
An increase in atmospheric CO2 levels has been observed since the beginning of the industrial era, which had a major impact on crops yield. Increase atmospheric CO2 concentration has been identified as a fertilizing agent that induces an alteration of the nutritional quality of plants. A decrease in proteins and minerals content has been observed. Such variation in nutritional value of crops might conduct to the development of metabolic disorders and the disruption of antioxidant and antiinflammatory defense leading to the increased incidence of non-communicable diseases (NCDs) such as "metabolic syndrome".The objective of this work is to evaluate the effect of atmospheric CO2 enrichment on the nutritional and health quality of two types of tomatoes (Solanum lycopersicum): MicroTom, a dwarf variety that has been extensively studied as model plant and the big tomatoes represented by the parents of the MAGIC population (that resumes the genetic diversity existing in cultivated tomatoes). The determination of macronutrients such as sugars, lipids and proteins followed by the quantification of micronutrients such as carotenoids and minerals allowed us to establish a complete nutritional profile confirming the degradation of the mineral and protein composition accompanied by an accumulation of sugars and a modification of bioactive compounds. A more profound investigation was the evaluation of the antioxidant and anti-inflammatory activity on tomato extracts to better understand the influence of this modification on human nutrition and biological defenses. Our results highlighted that the MicroTom model showed a marked modification of its biochemical profile. The study of antioxidant activity on this model revealed an alteration that can be explained by the interaction between culture conditions and atmospheric CO2 enrichment while the anti-inflammatory activity seems to be unchanged.The second MAGIC model confirmed the results obtained with MicroTom, thus it validated that an alteration of the biochemical composition of the tomato did not show a negative effect on the antioxidant and anti-inflammatory defense. All these observations on MicroTom and MAGIC allowed us to make the link between the atmospheric CO2 enrichment and human health and to give suggestions to better orient future research in this field

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Bressac, Matthieu. "Apports atmosphériques à l'océan : devenir du fer atmosphérique, interactions des particules avec la matière organique et conséquences sur l'export de carbone". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066016.

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Resumen

Cette thèse a pour but d’étudier l’impact des apports atmosphériques sur les cycles biogéochimiques et l’export de carbone à l’océan profond. Deux approches expérimentales complémentaires d’ensemencement artificiel au sein d’un assemblage naturel et en condition abiotique ont permis de démontrer l’importance des processus d’agrégation entre les particules lithogéniques et la matière organique dissoute (MOD) et ont confirmé le pouvoir « ballast » attribué à ces particules. Nous avons ainsi pu démontrer que le flux de carbone organique particulaire (COP) associé à ces particules pouvait représenter une part importante du flux global de COP engendré par ces dépôts atmosphériques. Cette « pompe à carbone lithogénique » peut donc être considérée comme une composante majeure de l’export de carbone dans les régions océaniques fortement soumises aux dépôts atmosphériques. L’influence de la MOD et le rôle des différents processus post-dépositionnels sur le devenir du fer dissous (DFe) d’origine atmosphérique dans l’eau de mer ont également été étudiés. De fortes interconnexions entre les processus post-dépositionnels, contrôlées par la MOD, ont induit une large gamme de dissolution du fer d’origine atmosphérique (un ordre de grandeur) dans des conditions biogéochimiques contrastées. Ces variations saisonnières sont telles que la non-prise en compte de ces processus post-dépositionnels fausse notre compréhension du rôle des apports atmosphériques sur le cycle du fer. Ainsi, les flux de DFe ne sont pas linéairement reliés aux flux atmosphériques démontrant l’inadéquation de l’utilisation d’une valeur absolue de solubilité du fer pour paramétrer les flux de fer biodisponible à l’océan
Cette thèse a pour but d’étudier l’impact des apports atmosphériques sur les cycles biogéochimiques et l’export de carbone à l’océan profond. Deux approches expérimentales complémentaires d’ensemencement artificiel au sein d’un assemblage naturel et en condition abiotique ont permis de démontrer l’importance des processus d’agrégation entre les particules lithogéniques et la matière organique dissoute (MOD) et ont confirmé le pouvoir « ballast » attribué à ces particules. Nous avons ainsi pu démontrer que le flux de carbone organique particulaire (COP) associé à ces particules pouvait représenter une part importante du flux global de COP engendré par ces dépôts atmosphériques. Cette « pompe à carbone lithogénique » peut donc être considérée comme une composante majeure de l’export de carbone dans les régions océaniques fortement soumises aux dépôts atmosphériques. L’influence de la MOD et le rôle des différents processus post-dépositionnels sur le devenir du fer dissous (DFe) d’origine atmosphérique dans l’eau de mer ont également été étudiés. De fortes interconnexions entre les processus post-dépositionnels, contrôlées par la MOD, ont induit une large gamme de dissolution du fer d’origine atmosphérique (un ordre de grandeur) dans des conditions biogéochimiques contrastées. Ces variations saisonnières sont telles que la non-prise en compte de ces processus post-dépositionnels fausse notre compréhension du rôle des apports atmosphériques sur le cycle du fer. Ainsi, les flux de DFe ne sont pas linéairement reliés aux flux atmosphériques démontrant l’inadéquation de l’utilisation d’une valeur absolue de solubilité du fer pour paramétrer les flux de fer biodisponible à l’océan

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Russ, Emile. "Réactions d'altération dans les cuprates supraconducteurs au bismuth sous l'action des agents atmosphériques". Aix-Marseille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX11035.

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Laisses a l'air ambiant pendant quelques mois, les cuprates supraconducteurs au bismuth presentent des modifications des figures de diffraction electronique et la spectroscopie infrarouge y revele la presence de carbonates. L'etude du processus de vieillissement des echantillons (en particulier bi#2sr#2cacu#2o#8) a ete effectuee en atmosphere saturee en vapeur d'eau. Les formations observees, riches en calcium et strontium, presentent un polymorphisme etroitement lie a la temperature et a la duree de l'action de l'air. L'analyse infrarouge permet de conclure a la formation, dans une structure de type aragonite, des carbonates des elements alcalino-terreux. En poursuivant l'action de l'air sature en vapeur d'eau, on observe aussi, la formation des hydroxydes de calcium puis le strontium. L'etude systematique de l'action de l'eau et du dioxyde de carbone, agissant seuls ete entreprise. La vapeur d'eau conduit, sur les cuprates au bismuth, aux hydroxydes de calcium puis de strontium. Si ca(oh)#2 semble se former bien cristallise, le cas de sr(oh)#2 est plus complexe et fait intervenir des hydrates de cet hydroxyde. L'action chimique de co#2 seul apparait extremement faible, indiquant le role primordial de l'eau dans les processus d'alteration. La spectroscopie ir a permis de montrer qu'il existe une adsorption des molecules d'eau a la surface du compose. Cette eau fixee a la surface, qui joue en quelque sorte le role de milieu reactionnel, permet l'action chimique de co#2 ou de h#2o elle-meme pour conduire aux hydroxydes et, aux carbonates dont la cinetique de formation est plus rapide

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Cheiney, Audrey. "Estimation des sources et puits de gaz à effet de serre et de leurs précurseurs par inversion du transport et de la chimie atmosphériques". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0008.

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Bien connaître l'évolution des gaz à effet de serre et de leurs précurseurs est essentielle à la compréhension de la chimie troposphérique, à la connaissance du cycle du carbone contemporain, et à la modélisation des cycles biogéochimiques futurs à partir de scénarios d’émission réalistes. Dans cette thèse, des mesures de concentrations atmosphériques, satellitaires et/ou de surface ont été exploitées afin i) d'optimiser les estimations des sources et puits (émission, production et perte chimiques) de gaz à effet de serre (méthane CH4, méthylchloroforme MCF, chlorodifluorométhane HCFC-22 et 1,1,1,2-tétrafluorométhane, HFC-134a) et de leurs précurseurs (monoxyde de carbone CO, formaldéhyde HCHO, composés organiques volatils COV), et ii) de réduire les incertitudes associées à leur bilan. A cette fin, le système d'inversion, bayésien et variationnel, PYVAR, couplé au modèle de chimie-transport LMDz-SACS, a été développé et amélioré. La relativement haute résolution spatio-temporelle de l'inversion et les longues séries temporelles étudiées ont apporté de nombreuses connaissances sur l'amplitude et la variabilité (annuelle et interannuelle) de ces gaz. Par exemple, l’optimisation des émissions de CO a révélé une sous-estimation de 37% des émissions venant des inventaires EDGAR-v3. 2 et GFED-v2 ; nos résultats suggèrent une surestimation d’environ 30% des émissions d’isoprène dans l'inventaire GEIA. Une variabilité saisonnière significative des émissions de CO, COV, et de HCFC-22, expliquée par des facteurs socioéconomiques ou naturels, a été soulignée. Enfin, une alternative au MCF, en tant que proxy pour le radical hydroxyl, OH, est proposée, utilisant le HFC-134a
The understanding of the changes in the greenhouse gas and their precursor concentrations is essential for a comprehensive knowledge of tropospheric chemistry and of the actual carbon cycle and for the modeling of future biogeochemical cycles from realistic emission scenarios. In this work, atmospheric concentration measurements, by satellite or/and at surface stations have been extensively used, to i) optimize the estimations of the sources and sinks (emission, chemical production and loss) of greenhouse gases (methane CH4, methylchloroform MCF, chlorodifluoromethane HCFC-22 et 1,1,1,2-tetrafluoromethane HFC-134a) and some of their precursors (carbon monoxide CO, formaldehyde HCHO, volatile organic compounds VOC) and ii) reduce the uncertainties associated to their budget. The bayesian and variational PYVAR inversion system, coupled to the chemistry-transport model LMDz-SACS has been developed and improved. The relatively high spatial and temporal resolution of the inversion and the long time-period studied provided additional knowledge on the amplitude and the variability of these gases. For example, the optimized CO emissions are 37% higher than the prior ones built from EDGAR-v3. 2 and GFED-v2 inventories. Our results also exhibit an overestimation of about 30% of isoprene emissions in the GEIA inventory. Significant seasonal variations of the CO, VOC and HCFC-22 emissions, explained by socioeconomic or biogenic factors, have been revealed. Finally, an alternative to MCF as a proxy for the hydroxyl radical, OH, is studied using HFC-134a

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Chevalier, Amandine. "Développement du service d'observation PAES : pollution atmosphérique à l'échelle synoptique, bilan de l'ozone dans la troposphère libre". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193744.

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La thèse s'est inscrite dans le développement du service d'observation PAES (Pollution Atmosphérique à l'Échelle Synoptique), réseau de stations d'altitude, dédié à la mesure à long terme de l'ozone et de ses principaux précurseurs gazeux. La représentativité spatiale et temporelle a été évaluée grâce à l'analyse des données de surface comparées à des mesures aéroportées (MOZAIC) et satellitaires (MOPITT) ; les stations d'altitude s'avèrent capables de suivre les changements globaux de la composition de l'atmosphère et, dans une certaine mesure, sont représentatives de la variabilité de la troposphère libre malgré l'influence de la surface. Un bilan de la qualité de l'air en Europe de l'Ouest, depuis les années 1990 a été dressé à partir des données d'ozone et de CO de PAES et de différents réseaux français et européens. Enfin, l'analyse couplée des données d'observation obtenues pendant la campagne de terrain PIC 2005 (13 juin - 7 juillet 2005 autour du Pic du Midi) et de simulations (Méso-NH) a permis notamment de comprendre le cycle diurne inversé de l'ozone observé dans des climatologies issues de certaines stations d'altitude. Le rôle du transport à l'échelle synoptique et des échanges entre couche limite et troposphère libre sur la mesure en altitude a été montrée dans l'étude détaillée de l'épisode de pollution du 23 juin 2005.

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Mazoué, Franck. "Analyse de la couche de choc dans le CO2 : application à l'entrée atmosphérique de la planète Mars". Aix-Marseille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX11056.

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L'etude porte sur l'analyse de la composition du melange obtenue apres le passage d'une onde de choc droite dans le co#2. Les differents processus physico-chimiques tels que l'excitation vibrationnelle, la dissociation et les recombinaisons, le couplage entre les deux processus physique et chimique ainsi que l'ionisation sont examines en fonction de la vitesse de propagation de l'onde de choc et par consequent du niveau de la temperature engendre par son passage. Les fonctions thermodynamiques pour les differentes especes, ainsi que les constantes d'equilibre chimique sont calculees de 300 a 25 000 k. Une etude experimentale pour la determination de la concentration et de la temperature de vibration du co#2 est effectuee en tube a choc pour des nombres de mach variant de 4 a 11. Les techniques utilisees sont la mesure de l'emission spontanee du co#2 et l'absorption par celui-ci d'une raie rotation-vibration emise par un laser co#2. L'ensemble de ce travail trouve une premiere application dans l'analyse de la couche de choc lors de la rentree dans l'atmosphere de mars par la determination de la composition du melange derriere une onde de choc droite. Deux modeles de cinetique chimique, proposes respectivement par mc kenzie et park, sont compares. La deuxieme application porte sur la simulation de l'ecoulement non-visqueux et reactif autour d'une sonde. Deux geometries de sonde sont examinees permettant la determination de la position ainsi que la forme de l'onde de choc, des profils de temperature et de pression

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Walcker, Romain. "Dynamique spatiale des mangroves de Guyane entre 1950 et 2014 : forçage atmosphérique et conséquence pour le stock de carbone côtier". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30318/document.

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La mangrove de Guyane est caractérisée par un dynamisme spatial exceptionnel. Ce caractère découle de processus hydro-sédimentaires côtiers très intenses. Les objectifs de la thèse ont été de : (1) quantifier la dynamique spatiale de l'écosystème mangrove à l'échelle régionale et multi-décennale par l'analyse de données d'archives issues de la télédétection ; (2) tester l'hypothèse selon laquelle le climat océanique serait à l'origine de cette dynamique en évaluant les corrélations avec des séries temporelles de données atmosphériques et d'états de surface de l'océan ; (3) quantifier les conséquences de cette dynamique spatiale sur le stockage du carbone en mangrove. Les résultats ont montré qu'environ 15 000 ha de mangrove fluctuent à l'échelle multi-décennale en opposition avec les phases de l'Oscillation Nord Atlantique (NAO), principal mode de variabilité atmosphérique en Atlantique Nord. Le lien est opéré par l'intermédiaire des vagues océaniques dont l'énergie est modulée par les phases de la NAO. L'étude suggère que la diminution des surfaces de mangrove est la conséquence de périodes où les vagues sont puissantes (phase NAO+), ce qui favorise l'érosion côtière, la remise en suspension des sédiments et leur transport le long de la côte. Au contraire, les périodes où les vagues sont faibles (phase NAO-) favorisent le dépôt des sédiments, ce qui est à l'origine de l'expansion des surfaces de mangrove. Les résultats montrent que l'alternance entre des périodes d'expansion et de retrait génère une mosaïque d'âges de mangrove qui détermine la capacité de stockage du carbone par l'écosystème. A partir de ce dernier résultat, l'étude suggère qu'au cours du temps la mangrove puisse alternativement passer d'une fonction de puis à celle de source de carbone pour l'océan côtier et l'atmosphère
Mangroves in French Guiana are characterized by their spatial dynamism. This specificity is the result of intense coastal sedimentary processes. The goals of this study are to: (1) quantify mangrove spatial dynamics on a regional level and a multi-decadal timescale using archives of remote sensing images; (2) test the hypothesis of the role played by the atmosphere using correlations with time series of atmospheric and ocean surface reanalysis datasets; (3) quantify consequence of this spatial dynamism on coastal carbon storage. Results showed that approximatively 15 000 ha of mangroves fluctuate on a multi-decadal timescale in opposition to the North Atlantic Oscillation (NAO) phases, the main mode of atmospheric multi-decadal variability in the North Atlantic. This relation is operated by ocean waves whose energy is modulated by NAO phases. The study suggests that, on the one hand, decrease of mangrove surface areas is due to periods of high wave energy (NAO+) which favour coastal erosion and mangrove retreat, sediment resuspension and transport. On the other hand, the study suggests that periods of low wave energy (NAO-) favour sediment deposition on the coast and is at the origin of mangrove surface area expansion. Results also showed that alternation between phases of retreat and expansion generates the demographic structure of mangrove ages, which determines the mangrove carbon storage capacity. The study finally suggests that through time mangrove can switch from a source to a sink of carbon, and vice and versa, for the ocean and the atmosphere

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Salame, Thérèse. "Sources d’émission du carbone organique gazeux à Beyrouth". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10108/document.

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Les COV jouent un rôle prépondérant dans les problématiques liées à la pollution atmosphérique puisqu’ils sont des précurseurs de polluants secondaires comme l’ozone, le peroxyacylnitrate et les aérosols organiques secondaires entraînant des effets néfastes sur le climat, l’environnement et la santé. Afin de mettre en place des stratégies efficaces de contrôle de la qualité de l'air, il est nécessaire d'identifier les sources d'émissions de COV, de déterminer leur composition chimique et leur contribution aux teneurs ambiantes. Actuellement, à l’Est du bassin méditerranéen, ce type d’études reste limité et l’évaluation de la qualité de l’air reste un défi majeur. Ces travaux présentent la première caractérisation détaillée des COV au Liban, situé à l’Est de la mer Méditerranée. La méthodologie s’appuie sur 2 campagnes de mesures intensives (juillet 2011 et février 2012) qui ont été réalisées dans le cadre du projet ECOCEM-Beyrouth sur un site sub-urbain. Plus de 70 COV de C2 à C16 ont été mesurés. Tout d'abord, nous avons identifié les principaux déterminants des COV. Ensuite, nous avons établi les profils des principales sources d’émission de COV par des mesures en champs proches. Enfin, nous avons identifié les sources d’émissions de COV, en se basant sur les profils établis préalablement, et estimé leur importance relative, en été et en hiver, par application du modèle sources-récepteur PMF. En hiver comme en été, les facteurs étaient dominés par les profils liés au transport routier comprenant la combustion et l’évaporation de carburants. Ces résultats sont en accord avec l'inventaire d'émissions local en ce qui concerne la contribution du secteur "transport routier"
The atmospheric pollution related to the VOC still maintains a great interest since these species contribute to the formation of tropospheric ozone, peroxyacetylnitrate and secondary organic aerosols resulting in negative impacts on human health, climate and on the environment. In order to apply efficient control strategies, there is a need to identify the VOC emission sources, to determine their speciation and their contribution to VOC ambient levels. To date, there is a paucity of data regarding the VOC in the Middle East region (MEA) due to a lack of ground-based measurements leading to insufficient evaluation of air pollution in this region. In this work, we report the results of the first study regarding VOC in Lebanon, a developing country in the MEA region. The study is based on two intensive field measurement campaigns within the frame of the Emission and Chemistry of Organic Carbon in the East Mediterranean, Beirut (ECOCEM-Beirut) project conducted during summer 2011 and winter 2012 at a sub-urban site. Over 70 VOC from C2 to C16 have then been measured. First, we provide insights on the factors controlling VOC distribution. Then, VOC source profiles were determined with field measurements close to the main potential emitters. Finally, we identified the VOC factors, based on the sources profiles established previously, and quantified their relative contribution according to the season, by implementing the source receptor model PMF. The major sources were traffic-related emissions (combustion and gasoline evaporation) in winter and in summer. The modeled results showed an agreement with the local emission inventory regarding the load of the on-road mobile source

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Jaidan, David Nizar. "Etude des processus d'import et d'export de la pollution gazeuse et particulaire au-dessus du bassin méditerranéen dans le cadre du projet ChArMEx". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30063/document.

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L'objectif de cette thèse est d'étudier les phénomènes d'import et d'export de la pollution gazeuse et particulaire au-dessus du Bassin Méditerranéen (BM). Ce travail consiste dans un premier temps à étudier l'évolution de l'ozone (O3) de surface dans un contexte de changement climatique au-dessus du BM entre 2000 et 2100, en exploitant les sorties issues de 13 modèles participant à l'exercice ACCMIP (Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project). Nous avons montré que l'ozone de surface diminue entre 2000 et 2030 (2100) pour 3 RCPs (Representative Concentration Pathway) : -14% (-38%) pour le RCP2.6, -9% (-24%) pour le RCP4.5 et -10% (-29%) pour le RCP6.0, alors que pour le scénario RCP8.5, l'ozone de surface reste stable au cours du XXIème siècle. Dans un second temps, nous avons identifié les sources et les chemins de transport de l'O3 et du monoxyde de carbone (CO) représentatifs des différentes régions du BM : l'Est, l'Ouest et le Centre entre 2012 et 2014, en utilisant une approche statistique qui combine des observations de surface et des rétro-trajectoires issues du modèle HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Trajectory). En général, l'O3 et le CO sont transportés, respectivement, depuis l'Europe continentale et l'Europe de l'Est vers le BM. Finalement, nous avons étudié les phénomènes d'import et d'export de la pollution au-dessus du BM, en utilisant le modèle MOCAGE (Modèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle) et le modèle HYSPLIT, et en exploitant les observations récoltées lors des deux campagnes de mesures TRAQA (TRAnsport à longue distance et Qualité de l'Air) (été 2012) et GLAM (Gradient in Longitude of Atmospheric constituents above the Mediterranean basin) (août 2014) réalisées dans le cadre du programme ChArMEx (The Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment). Nous avons mis en évidence le transport à longue distance des masses d'air enrichies en O3 et l'impact du Mistral sur le mélange des masses d'air. Le bilan d'O3 et de CO a été aussi réalisé sur le BM pour l'année 2012 à partir des simulations du modèle MOCAGE. Les résultats montrent que le CO est importé vers le BM pendant le printemps et l'été alors que l'O3 est importé vers le BM durant la période janvier-juin puis exporté le reste de l'année
The objective of this thesis is to study the import and the export processes of gaseous and particulate air pollution over the Mediterranean Basin (MB). Firstly, we investiga- ted the evolution of surface ozone (O3) over the MB over the time period 2000-2100 in a context of climate change, using the Atmospheric Chemistry and Climate Model In- tercomparison Project (ACCMIP) outputs from 13 models. Compared to the reference period (2000), we found a net decrease in the ensemble mean surface O3 over the MB in 2030 (2100) for 3 RCPs (Representative Concentration Pathway) : -14% (-38%) for RCP2.6, -9% (-24%) for RCP4.5 and -10% (-29%) for RCP6.0. For the RCP8.5 scenario, the ensemble mean surface O3 is almost constant over the MB from 2000 to 2100. Se- condly, we identified the geographical sources and the transport pathways of polluted air masses inducing high levels of surface O3 and carbon monoxide (CO) concentrations in di erent regions of the MB, representative of the west, the center and the east of the MB between 2012 and 2014, using several backward trajectory statistical analyses combining in situ measurements and back trajectories obtained from the HYSPLIT (HYbrid Single- Particle Lagrangian Integrated Trajectory) model. In general, O3 and CO are transported to the MB from continental Europe and Eastern Europe, respectively. Finally, we studied the import and export processes of pollution over the MB using the chemical transport model MOCAGE (MOdele de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle) and the HYS- PLIT model. We also investigated in situ measurements carried out during both TRAQA (TRAnsport à longue distance et Qualité de l'Air) (2012) and GLAM (Gradient in Longi- tude of Atmospheric constituents above the Mediterranean basin) (2014) field campaigns performed within the framework of the ChArMEx (The Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) program. We highlighted the long-range transport of air masses rich in O3 and the impact of the Mistral wind on the air mass mixing. The budget of O3 and CO was also performed over the MB for the year 2012 using the MOCAGE model simulations. We found that the MB is an import area for CO during the spring-summer period, whilst tropospheric O3 is imported to the MB during the January-June period and exported the rest of the year

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Conte, Ludivine. "Emissions océaniques de gaz d’intérêt pour la chimie atmosphérique - Modélisation des dynamiques océaniques du CO, de l’isoprène et du DMS". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASV007.

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Resumen

L’activité phytoplanctonique est à l’origine de la production dans l’océan de composés volatils, qui, une fois émis dans l’atmosphère, ont un impact sur sa capacité oxydante, la formation d’aérosols et la régulation du climat. Les émissions océaniques de la plupart de ces composés sont néanmoins mal connues en raison d’un faible nombre d’observations in situ et d’un manque de connaissance dans les processus océaniques en jeu. Dans un premier temps, je me suis intéressée aux cycles océaniques du monoxyde de carbone (CO) et de l’isoprène (C5H8). Afin de ré-évaluer leurs émissions vers l’atmosphère, les processus de production et de consommation de ces gaz dans la colonne d’eau ont été intégrés au modèle 3-D de circulation océanique et de biogéochimie marine NEMO-PISCES. En parallèle, des compilations de concentrations océaniques mesurées in situ et de résultats de laboratoire ont été réalisées à partir de la littérature afin de mieux contraindre ces processus océaniques. J'ai obtenu les premières spatialisations des émissions de CO et isoprène basées sur un modèle 3-D de l'océan et ne faisant pas appel à des données satellites pour le calcul des concentrations. Pour le CO, les émissions globales sont estimées à 4,0 Tg C an-1, avec une dynamique spatiale qui reflète principalement sa source photochimique. Cette dynamique est très différente de celle produite dans les années 80, qui était la seule disponible pour la communauté de chimistes de l’atmosphère. Pour l’isoprène, j'ai montré l’importance de la température de l’eau dans la régulation de sa production phytoplanctonique. Les émissions globales sont estimées à 0,66 Tg C an-1, avec une dynamique spatiale qui reflète cette source. Pour les deux composés, j’ai également montré l’importance des effets de la circulation et du mélange océaniques dans la détermination des concentrations de surface et donc des émissions vers l’atmosphère. Dans un second temps, je me suis intéressée aux réponses des émissions océaniques de CO, isoprène et sulfure de diméthyle (DMS) au changement climatique. Celui-ci conduit à une augmentation des émissions des 3 gaz (+9,4, +4,2 et +6,5% pour le CO, l’isoprène et le DMS en 2100 pour un scénario à fortes émissions de gaz à effet de serre). Les émissions ont tendance à augmenter aux hautes latitudes et à diminuer aux basses latitudes. Les changements globaux sont principalement contrôlés par les changements de température de l'eau, alors que les changements dans la distribution spatiale sont contrôlés par une redistribution de la production phytoplanctonique. Même si les incertitudes sur la modélisation de ces cycles est encore importante, ce travail devrait permettre à terme d’intégrer ces cycles dans un modèle du système terre, couplant biogéochimie marine et chimie atmosphérique, afin de mieux quantifier le rôle potentiel de ces interactions sur l’évolution de la chimie atmosphérique et du climat
Phytoplankton activity is responsible for the oceanic production of volatile compounds which, once released into the atmosphere, have an impact on its oxidative capacity, on aerosol formation and on climate evolution. The oceanic emissions of most of these compounds are, however, poorly known because of a low number of in situ observations and a lack of knowledge in the oceanic processes involved. In a first step, I studied the oceanic cycles of carbon monoxide (CO) and isoprene (C5H8). In order to re-evaluate their emissions to the atmosphere, the sources and sinks of these gases in the water column have been embedded into the 3-D ocean circulation and marine biogeochemistry model NEMO-PISCES. In parallel, I compiled in situ measured oceanic concentrations and laboratory results from the literature to better constrain these oceanic processes. I produced the first spatialization of CO and isoprene emissions based on a 3-D ocean model and not relying on satellite data for the calculation of concentrations. For CO, global emissions are estimated to 4.0 Tg C yr-1, with a spatial dynamic reflecting its photochemical source. This dynamic is very different from the one produced in the 80s, which was the only one available to the atmospheric chemistry community. For isoprene, I showed the importance of water temperature in regulating the phytoplankton production. Global emissions are estimated to 0.66 Tg C yr-1, with a spatial dynamic reflecting this source. For both compounds, I also showed the importance of ocean circulation and mixing in determining surface concentrations and therefore emissions to the atmosphere. In a second step, I studied the responses of oceanic emissions of CO, isoprene and dimethyl sulfide (DMS) to climate change. This leads to an increase in the emissions of the 3 gases (+9.4, +4.2 and +6.5% for CO, isoprene and DMS in 2100 for a scenario with high emissions of greenhouse gases). Emissions tend to increase at high latitudes and decrease at lower latitudes. Global changes are mainly controlled by changes in water temperature, while changes in spatial distribution are controlled by a redistribution of phytoplankton production. Even if the uncertainties in modeling these cycles are still important, this work should allow integrating these cycles into an Earth System model coupling marine biogeochemistry and atmospheric chemistry, in order to better quantify the potential role of these interactions on the evolution of atmospheric chemistry and climate

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Rouhier, Hervé. "Réponse du châtaignier (Castanea sativa Mill. ) à l'augmentation du CO² atmosphérique : croissance et activité rhizosphérique". Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10140.

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La reponse de jeunes plants de chataigniers a un doublement de la concentration atmospherique en co#2 a ete etudiee sur deux saisons de vegetation. Des experiences de marquage isotopique radioactif, a l'aide de #1#4c-co#2 ont ete utilisees pour etudier la repartition et le devenir des photoassimilats dans l'ensemble du systeme plante- sol et apprecier l'impact de l'enrichissement co#2 sur l'activite rhizospherique. Le doublement du co#2 atmospherique entraine une stimulation de la production primaire nette des arbres de 25% par rapport aux temoins. Cette stimulation se traduit par une augmentation, de la biomasse vegetale seche dans le compartiment des racines fines, de 50% chez les arbres non fertilises et de 34% chez les arbres fertilises avec n-p-k. La concentration en n est significativement diminuee dans l'ensemble des organes de la plante, a l'exception du compartiment des racines fines. L'assimilation nette carbonee des plantes cultivees sous atmosphere enrichie en co#2 est augmentee, elle est essentiellement regie par les stades phenologiques de la plante. En debut de saison, l'allocation du carbone est attribuee, en priorite, aux parties aeriennes en croissance. Plus tard dans le cycle de vegetation, pendant la rhizogenese, elle est attribuee, en priorite, au systeme souterrain. Le carbone assimile en surplus par les arbres enrichis est progressivement destine a la rhizodeposition. L'apport dans le sol de composes facilement mineralisables stimule l'activite de la microflore rhizospherique. L'enrichissement co#2 conduit a une diminution de l'absorption de n faisant apparaitre une deficience en n dans la plante

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Pellerano, Mario. "Évaluation d'absorbants pour le captage et le transport de CO²". Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=f10f503c-d210-4296-89f9-32e6e8a2cc79.

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L'augmentation des émissions du CO2 dans l'atmosphère est un problème environnemental majeur de part son influence dans l'augmentation de l'effet de serre. La capture et le stockage du CO2 forment l'une des solutions proposées afin de limiter ces émissions. La capture du CO2 est effectuée par un système de séparation dans le gaz effluents industriels. Dans les procédés de pre-combustion, des gaz synthétiques sont purifiés de manière a réduire la concentration des gaz non combustibles comme le CO et le CO2. Des technologies comme l'absorption par un solvant, le cycle de calcium, la voie cryogénique ou le contact des gaz avec un adsorbant solide ou à travers d'une membrane sont envisagées pour accomplir cette séparation des gaz. Dans cette thèse, l'étude est effectuée pour la technique de l'adsorption des gaz sur des adsorbants solides. L'avantage de l'adsorption consiste dans la facilité de régénération des matériaux adsorbants sous modulation thermique ou de pression. Son utilisation est aussi moins polluante que d'autres techniques telles que les solvants. Dans ce travail il a été analysé les capacités d'adsorption des différents adsorbants considérés : des zéolites et des charbons activés. Des comparaisons entre ces matériaux ont été réalisées en considérant la capacité d'adsorption et le vieillissement. La deuxième évaluation des matériaux entreprise est l'analyse de leurs performances de séparation en terme de pureté et de taux de récupération des gaz séparés. La séparation a été effectuée sur deux mélanges : le premier contenant 50% de CO2 et 50% de CH4 et le deuxième mélange constitué de 20%C02 et 80% N2. Enfin, une possible application des adsorbants pour le transport en phase adsorbée de CO2 est analysée. Une évaluation technico – économique pour le transport du CO2 en phase adsorbée est réalisée. Une comparaison avec les moyens existants de transport de CO2 par la suite effectuée
In order to reduce greenhouse gases emissions, CO2 release due to human activities should be better controlled. CO2 capture by adsorption is considered as one ot the potential options. In this work, different commercialized activated carbons (AC) were evaluated as a potential adsorbent for CO2 capture by pressure modulation and were compared to commercialised zeolites. Adsorption isotherms, materials aging and gas separation were determined and evaluated. Relations between physical properties and adsorption capacities are founded. These relations were used in order to determine the adsorbent demonstrating the best adsorption regeneration capacities depending on the operating conditions applied. CO2 transportation from production places to storage locations is presently accomplished by liquid or supercritical phase, which generate large costs and emissions. This final part of this work considers the possibility to transport CO2 in adsorbed phase (with considered materials) and analyzes its cost as a function of transported quantities, transport conditions and transportation means. CO2 transport by ship in adsorbed phase on small distances was seen as being competive to ship transportation in liquid phase. The CO2 emissions generated by CO2 transport in adsorbed phase were evaluated in all cases (transportation means, distances, conditions) to be much smaller than the ones generated by liquid phase transport

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Prügel, Bärbel. "Contribution à l'étude des modifications chimiques des cires cuticulaires de picea abies (L. ) Karst et de picea sitchensis (Bong. ) carr. En relation avec le dépérissement forestier et l'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère". Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10141.

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Dans le cadre de ce travail, la composition chimique des cires cuticulaires de Picea abies et de Picea sitchensis a été étudiée, aussi bien au niveau qualitatif qu'au niveau quantitatif. Un inventaire des composés contenus dans les cires des deux espèces a été établi en utilisant diverses méthodes chromatographiques. Les cires des deux espèces sont principalement constituées d'estolides, d'alcools secondaires, de diols et d'acides gras, mais dans des proportions différentes selon l'espèce considérée. Au niveau qualitatif, les cires des deux conifères se différencient par des classes de substances mineures, telles que les esters méthyliques et éthyliques et les aldéhydes à longue chaîne. A partir d'observations par microscopie électronique à balayage, le dépérissement forestier a été lié à un vieillissement précoce des aiguilles. Cette hypothèse a été testée en comparant la quantité et la composition chimique des cires de picea abies en fonction de l'âge des aiguilles, du niveau de dépérissement de l'arbre et de la région de prélèvement. Au niveau des paramètres étudiés, les phénomènes de vieillissement et de dépérissement entraînent des modifications différentes de la composition des cires. Cependant, chacun des phénomènes se présente de la même façon dans toutes les régions considérées. L’effet de différents taux de CO2 atmosphérique sur la composition des cires cuticulaires a été étudié principalement à l'aide des chambres à ciel ouvert de 4 stations expérimentales. Pour un des sites, chaque taux de CO2 a été combiné avec un traitement de l'air différent (air purifié et air non purifié), différencié essentiellement par la concentration d'ozone. Une augmentation du taux de CO2 entraînerait des modifications différentes de celles constatées en relation avec le dépérissement et le vieillissement. De plus, une interaction ozone-CO2, probablement due à une perturbation de l'ouverture stomatique par l'impact de l'ozone, a pu être observée

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Lhuissier, Franck. "Les pollens biomarqueurs de la pollution atmosphérique ? Approche microscopique et biochimique". Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES095.

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Nous avons étudié les potentialités de pollens comme bioindicateurs de pollution atmosphérique. Deux espèces ont été étudiées : le bouleau (Betula verrucosa Ehrh. ) et le dactyle (Dactylis glomerata L. ). Ces deux espèces sont responsables de plus de 95% des cas d'allergies au pollen en Europe. Des échantillons de pollen ont été exposés à différentes concentrations de monoxyde d'azote marqué à l'azote 15 ou de monoxyde de carbone marqué à l'oxygène 18. Ceci nous a permis de localiser les cibles cellulaires de chaque gaz en utilisant la microscopie d'émission d'ions secondaires (SIMS). Une analyse par microscopie électronique à balayage (MEB) et à transmission (MET) a été réalisée sur les différents échantillons de pollens pour étudier les éventuelles altérations structurales et stéréostructurales. En parallèle, une analyse électrophorétique et biochimique des échantillons de pollens exposés au NOx ou au CO a été réalisée pour étudier l'effet de ces deux gaz sur le contenu protéinique et allergénique des pollens étudiés. De par sa nature radicalaire, probablement, le NO présente d'importants effets sur les deux espèces de pollens étudiés. La microscopie SIMS a révélé que le NO s'accumule dans le sporoderme et dans des inclusions cytoplasmiques comparables aux globoïdes des graines. Au contraire, le CO ne se fixe pas dans les pollens comme l'ont montré les analyses par SIMS. La MEB a révélé que le NO altère le sporoderme des deux espèces de pollens étudiés. Des fissures et des trous apparaissent rapidement et se propagent à la surface des grains. Le CO ne semble pas induire de fragilisation du sporoderme comme l'a montré la MEB, ce qui est en accord avec nos analyses SIMS. Des dosages protéiques réalisés sur les extraits de pollens exposes aux NOx ou au CO ont montré une chute du taux de protéines extractibles en fonction de la dose de gaz utilisée. Les analyses électrophorétiques ont montré que les deux gaz étudiés avaient un effet important sur les protéines des pollens étudiés, ainsi que sur la reconnaissance des allergènes par des sérums de patients allergiques. Les analyses électrophorétiques ont mis en évidence une sensibilité plus faible du pollen de dactyle. Nos analyses ont mis en évidence une certaine sensibilité des pollens étudiés aux NOx et au CO tant au niveau structural que métabolique. Néanmoins, des analyses complémentaires sont nécessaires afin de qualifier plus finement les cibles des deux gaz étudiés, notamment par l'utilisation des doses plus faibles. Une étude de terrain est actuellement en cours afin de comparer nos résultats de laboratoire à des résultats obtenus en sites urbains.

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Prieur, Anne. "Les ressources forestières : produits du bois, usages énergétiques, capture et stockage du carbone". Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12871.

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Ce travail est consacré à une étude des ressources forestières orientée principalement vers les usages énergétiques et l'emploi du bois comme matériau, tous deux couplés à la problématique générale de lutte contre l'intensification de l'effet de serre. Il comprend tout d'abord trois chapitres, dans lesquels sont présentées quelques grandes données du contexte général de l'étude, ainsi que des éléments méthodologiques. Plusieurs chapitres détaillent des cas d'étude sur lesquels se développe le travail avant que ne soient enfin dégagées les grandes conclusions et perspectives du travail au chapitre 7.

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Molina, Carpio Luis. "Modélisation inverse des flux de CO2 en Amazonie". Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV040.

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Une meilleure connaissance des variations saisonnières et interannuelles du cycle du carbone dans en Amazonie est essentielle afin de comprendre le rôle de cet écosystème dans le changement climatique. La modélisation atmosphérique inverse est un outil puissant pour estimer ces variations, en exploitant l'information sur la distribution spatiale et temporelle des flux de CO2 en surface contenue dans des observations de CO2 atmosphériques. Néanmoins, la confiance en les estimations des flux en Amazonie obtenues à partir des systèmes d'inversion mondiale est faible du fait du manque d'observations dans cette région.Dans ce contexte, j'ai d'abord analysé en détail les estimations de l'échange net de CO2 entre la biosphère et l'atmosphère (NEE) générées par deux inversions mondiales pour la période 2002 — 2010. Ces deux inversions ont assimilé des données provenant du réseau mondial d'observation du CO2 atmosphérique hors de l’Amérique du Sud, et une d'elles a assimilé des observations de quatre stations de surface en Amazonie, qui n'ont jamais été exploitées dans les études d'inversion précédentes. J'ai montré que dans une inversion mondiale les observations de stations loin d'Amazonie et les observations locales contrôlaient la NEE. Pourtant, les résultats ont révélé des structures à très grande échelle peu réalistes. L'analyse a confirmé le manque de stations en Amazonie pour fournir des estimations fiables, et les limites des systèmes d’inversion mondiale avec des modèles à très basse résolution.J'ai donc ensuite évalué l'apport de l'utilisation du modèle atmosphérique régional BRAMS, par rapport à celle du système mondial de prévision météorologique ECMWF, pour le forçage météorologique du modèle de transport atmosphérique CHIMERE simulant le CO2 en Amérique du Sud à haute résolution (~35 km). J'ai simulé le CO2 avec les deux modèles de transport―CHIMERE-BRAMS et CHIMERE-ECMWF. J'ai évalué ces simulations avec les profils verticaux de mesures aéroportées, en analysant les mesures individuelles et les gradients horizontaux de CO2 calculés entre paires de stations dans le sens du vent, à différentes altitudes ou intégrés sur la verticale. Les deux modèles de transport ont simulé les observations de CO2 avec une performance similaire, mais j'ai trouvé une importante incertitude sur les modèles de transport. Les mesures individuelles et les gradients horizontaux ont été surtout sensibles à la NEE, mais aussi, pendant la saison sèche, aux émissions des feux de biomasse (EFIRE). J'ai trouvé que l'assimilation des gradients horizontaux était plus approprié pour les inversions que celle des mesures individuelles, étant donné que les premiers ont été moins sensibles au signal associé aux flux hors de l'Amérique du Sud et à l'incertitude sur le modèle de transport en altitude.Finalement, j'ai développé deux systèmes d'inversion régionale pour l'Amérique du Sud tropicale avec les deux modèles de transport, et j'ai lancé des inversions avec quatre types de vecteurs d'observation: de mesures individuelles et gradients horizontaux sur cinq niveaux verticaux, à la surface, ou de gradients horizontaux intégrés sur la verticale. J'ai trouvé une forte dépendance des estimations des bilans régionaux et sub-régionaux de NEE et EFIRE au modèle de transport, ainsi qu'au vecteur d'observation. Les inversions assimilant des gradients horizontaux ont séparé mieux les signaux de NEE et EFIRE. Cependant, les grandes incertitudes sur les flux inversés ont réduit la confiance en ces estimations. Par conséquent, si mon étude n'a pas amélioré la connaissance des variations saisonnières et interannuelles de la NEE en Amazonie, elle a montré les besoins d'amélioration de la modélisation du transport dans la région et de la stratégie de modélisation inverse, du moins à travers une définition du vecteur d'observation appropriée qui prenne en compte les caractéristiques des données disponibles, et les limitations des modèles de transport actuels
A better knowledge of the seasonal and inter-annual variations of the Amazon carbon cycle is critical to understand the influence of this terrestrial ecosystem on climate change. Atmospheric inverse modeling is a powerful tool to estimate these variations by extracting the information on the spatio-temporal patterns of surface CO2 fluxes contained in observations of atmospheric CO2. However, the confidence in the Amazon flux estimates obtained from global inversion frameworks is low, given the scarcity of observations in this region.In this context, I started by analyzing in detail the Amazon net ecosystem exchange (NEE) inferred with two global inversions over the period 2002 — 2010. Both inversions assimilated data from the global observation network outside Amazonia, and one of them also assimilated data from four stations in Amazonia that had not been used in previous inversion efforts. I demonstrated that in a global inversion the observations from sites distant from Amazonia, as well as local observations, controlled the NEE inferred through the inversion. The inferred fluxes revealed large-scale structures likely not consistent with the actual NEE in Amazonia. This analysis confirmed the lack of observation sites in Amazonia to provide reliable flux estimates, and exposed the limitations of global frameworks, using low-resolution models to quantify regional fluxes. This limitations justified developing a regional approach.Then I evaluated the benefit of the regional atmospheric model BRAMS, relative to the global forecast system ECMWF, when both models provided the meteorological fields to drive the atmospheric transport model CHIMERE to simulate CO2 transport in tropical South America at high resolution (~35 km). I simulated the CO2 distribution with both transport models―CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF. I evaluated the model simulations with aircraft measurements in vertical profiles, analyzing the concentrations associated to the individual measurements, but also with horizontal gradients along wind direction between pairs of sites at different altitudes, or vertically integrated. Both transport models simulated the CO2 observations with similar performance, but I found a strong impact of the uncertainty in the transport models. Both individual measurements and horizontal gradients were most sensitive to NEE, but also to biomass burning CO2 emissions (EFIRE) in the dry season. I found that horizontal gradients were more suitable for inversions than individual measurements, since the former were less sensitive fluxes outside South America and further decreased the impact of the transport model uncertainty in altitude.Finally, I developed two analytical regional inversion systems for tropical South America, driven with CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF, and made inversions with four observation vectors: individual concentration measurements and horizontal gradients at five vertical levels, close to the surface, or horizontal gradients vertically integrated. I found a strong dependency of the inverted regional and sub-regional NEE and EFIRE emissions budgets on both the transport model and the observation vector. Inversions with gradients yielded a better separation of NEE and EFIRE signals. However, the large uncertainties in the inverted fluxes, did not yield high confidence in the estimates. Therefore, even though my study did not improve the knowledge of seasonal and year-to-year variations of the NEE in Amazonia, it demonstrated need of further efforts to improve transport modeling in the region and the inverse modeling strategy, at least through a careful definition of the observation vector that accounts for the characteristics of the available data, and the limitations of the current transport models

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Bonne, Jean-Louis. "Observations continues de la composition atmosphérique au sud Groenland". Electronic Thesis or Diss., Versailles-St Quentin en Yvelines, 2015. http://www.theses.fr/2015VERS008V.

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Le but de ma thèse est de conduire et d’utiliser les premières observations atmosphériquesde surface du CO2, de l’O2, du CH4 et de la composition isotopique de la vapeur d’eau et desprécipitations dans la région peu instrumentée du sud du Groenland. Quelles informations cesobservations locales peuvent-elles nous apporter à la fois concernant les processus atmosphériqueslocaux et concernant le transport atmosphérique à grande échelle ? Peut-on en extrairedes informations sur les échanges entre la surface et l’atmosphère, qui constituent une part crucialedes cycles biogéochimiques du carbone et de l’eau ? L’interprétation paléoclimatique desenregistrements de carottes de glace au Groenland peut-elle bénéficier de ces observations ?Après une validation des observations menées à Ivittuut, sur la côte sud-ouest du Groenland,en regard de normes internationales de qualité, confirmant leur représentativité des variationsatmosphériques, j’ai commencé par interpréter ces observations en analysant leur variabilité àdifférentes échelles de temps et découlant de processus spécifiques. Ceci m’a permis de montrerque le site de mesure était très peu influencé par des phénomènes locaux : peu de sources localesde gaz à effet de serre, et de processus locaux agissant sur la composition isotopique de la vapeurd’eau. Cette caractéristique facilite l’attribution des variations observées à des changements detransport atmosphérique de grande échelle en lien avec des sources distantes.Pour comprendre les variations observées, je les ai mises en relation avec des observationsissues d’autres sites ainsi qu’avec des sorties de modèles atmosphériques de grande échelle. D’unepart, j’ai constaté que de nombreuses variations de la composition atmosphérique à l’échelle synoptiquepouvaient être expliquées par des modifications du transport atmosphérique de grandeéchelle. J’ai aussi pu identifier la représentativité spatiale de nos observations, et contribuerà l’évaluation de modèles atmosphériques de grande échelle. Enfin, un cas d’étude durant lavague de chaleur ayant affecté la totalité du Groenland durant l’été 2012 m’a permis de suivrele transport atmosphérique de masses d’air et d’observer en plusieurs points ses impacts sur lacomposition isotopique de la vapeur d’eau, notamment sur la conservation du signal d’excès endeutérium, qui n’avait jamais été observée auparavant.Enfin, la combinaison des observations et de la modélisation atmosphérique m’a permis demettre en évidence les contributions de l’observation atmosphérique en terme de documentationdes échanges entre la surface et l’atmosphère : par une attribution des valeurs observées auxsources potentielles identifiées par modélisation des masses d’air affectant la station pour le CH4et la composition isotopique de la vapeur d’eau, et par la comparaison des observations à dessimulations de transport direct de sources connues issues d’inventaires pour le CH4 ou modéliséespour le CO2 et l’O2 océanique
South Greenland is a key region placed under Arctic and Northern Atlantic influences, whichis poorly documented in terms of atmospheric monitoring. The aim of my thesis is to conductand use the first regional atmospheric observations of CO2, O2, CH4 and isotopic compositionof water vapour and precipitation performed in Ivittuut, a coastal site in south-west Greenland.Which information can we infer from these atmospheric observations, in terms of localatmospheric processes and large scale atmospheric transport variations? Can we use these observationsto document the surface-air exchanges of these compounds, which represent an importantpart of the water and carbon biogeochemical cycles?After validating the observations regarding international precision recommandations, I havebeen able to analyse the variabilities at different time scales, resulting from different specificprocesses. This highlighted the fact the atmospheric composition of our site is weakly influencedby local processes, either for local greenhouse gases sources or small scale atmosphericvariations affecting water vapour isotopic composition. This facilitates the interpretation of ourobservations in terms of large scale atmospheric transport signals.To better understand the observed variations, I related our data series with other observationsoriginating from different sites, and with outputs from different atmospheric models. Ihave first witnessed the links between variations of atmospheric composition and large synopticscale atmospheric transport changes. Then, I have identified the spatial representativity of ourobservations and contributed to the evaluation of atmospheric models. The case study of astrong heat wave covering Greenland during summer 2012 allowed me to study the transport ofwater vapour within an air mass between different stations. It allowed me to provide the firstexperimental observation of deuterium excess conservation during atmospheric transport.Finally, combining observations and atmospheric simulations, I have documented surfaceairexchanges of the observed compounds: first by the attribution of observed values of CH4and water vapour isotopic composition to their simulated potential origins, secondly by thecomparison of observed variations with the direct simulation of atmospheric transport of eitherCH4 sources estimated from inventories or simulated CO2 and O2 air-sea fluxes from an oceanmodel

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Danger, Florence. "Etude de la signature isotopique du carbone (delta13C) du CO2 respiré et du cerne en relation avec le fonctionnement de l’arbre". Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112284.

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Dans le contexte actuel de l’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère, l’étude du fonctionnement des forêts tempérées comme puits ou sources de C est essentielle. Les études fonctionnelles à des échelles plus fines, comme celle de l’arbre, permettent d’améliorer les estimations des flux de C dans les écosystèmes forestiers. Ce travail de thèse examine principalement les signaux isotopiques (quantité de 13C par rapport au 12C, delta13C) de deux composantes du bilan carboné à l’échelle de l’arbre : 1) Le delta13C du CO2 respiré par l’arbre avec en particulier la caractérisation des variations temporelles du delta13C du CO2 respiré par le tronc en relation avec le fonctionnement de l’arbre. Nos résultats montrent une forte variabilité du delta13C du CO2 respiré par le tronc due à des changements à la fois de delta13C des substrats respiratoires et de l’intensité d’utilisation de ces substrats. 2) Le delta13C du cerne comme indicateur du fonctionnement de l’arbre en réponse au climat. Ce travail a montré que lors de la formation du bois final, les variations du delta13C des sucres assimilées par les feuilles sont transmises et enregistrées dans le delta13C du cerne. Ces résultats valident par une approche fonctionnelle l’utilisation du delta13C du cerne comme archive des réponses fonctionnelles de l’arbre au climat. En améliorant la compréhension des signaux isotopiques, ce travail de thèse permet d’avancer dans leur interprétation à des échelles spatio-temporelles plus grandes, comme dans l’étude des composantes du bilan de C à l’échelle de l’écosystème ou des réponses des forêts aux variations inter-annuelles du climat
Because of the current atmospheric CO2 increase, study of temperate forest functioning as C source or sink becomes essential. Functional studies at smaller scales, like tree scale, allow to improve C flux estimates at the forest level. This thesis work mainly examines isotopic signals (13C quantity compared to 12C, delta13C) of two components of tree-C balance : 1) delta13C of CO2 respired by tree and characterization of its temporal variations, in relation to tree functioning. Our results showed a high variability of respired CO2 delta13C due to changes either in respiratory substrate delta13C or in intensity of substrate use. 2) Ring delta13C as an indicator of tree functioning in response to climate changes. This work showed that during latewood formation, variations of delta13C of new assimilated sugars were transmitted and recorder in the ring delta13C. These results validate, by a functional approach, the use of ring delta13C as an archive of tree functional responses to climatic conditions. These studies improve the understanding the tree isotopic signals and their interpretation at larger spatial and temporal scales, like in the study of ecosystem C balance or in the study of forest responses to inter-annual climate changes

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Lecointre, Julien. "Ionisation et dissociation par impact électronique d'ions moléculaires d'intérêt atmosphérique et thermonucléaire". Université catholique de Louvain, 2007. http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-11062007-134628/.

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Dans les milieux ionisés existe un grand nombre d’espèces chimiques. Beaucoup sont en quantité minoritaire mais jouent pourtant, par leur grande réactivité, un rôle essentiel dans les processus de transformation chimique. Cette étude s’intéresse à la structure et à la dynamique des ions moléculaires, ainsi qu’aux collisions réactives pour des systèmes intervenant dans les atmosphères planétaires et dans le milieu interstellaire, comme les réactions mettant en jeu le monoxyde de carbone. Des modélisations numériques sont nécessaires à la préparation des expériences de fusion thermonucléaire. Enrichis par les résultats expérimentaux, concernant les ions d’hydrocarbures tels que le méthane, ils fournissent une aide pour l'interprétation des phénomènes observés dans les tokamaks. L’identification des réactions physiques à l’origine de la présence de particules dans le plasma est une étape importante afin de comprendre les environnements ionisés. Les systèmes examinés à Louvain-la-Neuve sont donc choisis pour leur intérêt immédiat en astrophysique ou en physique des plasmas. Alors que la connaissance des processus d'ionisation par impact d'électrons d’espèces atomiques ou ioniques simples est bien établie, ce n’est pas encore le cas lorsque la cible primaire est un ion moléculaire. L'existence d'au moins un degré de liberté supplémentaire rend possible la dissociation de l'ion moléculaire initial en plusieurs fragments, une partie de l’énergie potentielle est alors transférée sous forme d’énergie cinétique aux produits. En conséquence, ceux-ci sont généralement distribués dans de larges gammes angulaire et énergétique. L’analyse fine des distributions permet d’étudier les détails de la collision électronique. L’expérience a pour thématique majeure la mesure des sections efficaces absolues en fonction de l’énergie des électrons projectiles incidents, pour des réactions impliquant des espèces ioniques polyatomiques. L’observation des seuils de réaction et de l’énergie cinétique des fragments permet de déterminer la zone de Franck-Condon accessible et les états moléculaires impliqués dans les processus considérés. Les travaux réalisés au laboratoire ont démontré que l'appareillage existant est bien approprié à ce type d’étude. A un niveau plus fondamental, l’examen comparatif minutieux des présentes mesures, des résultats issus d’autres expériences et des prédictions des formalismes semi-empiriques, permet d’améliorer la connaissance des phénomènes collisionnels.

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Aissat, Aissa. "Elimination catalytique simultanée de composés organiques volatils (COV) et de particules carbonées en présence d'oxydes d'azote (NOx)". Littoral, 2011. http://www.theses.fr/2011DUNK0293.

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Resumen

La maîtrise des émissions atmosphériques de composés organiques volatils (COV), de particules carbonées et d’oxydes d’azote (NOx) constitue une préoccupation commune à de nombreuses industries utilisant des procédés de combustion. Au niveau des moyens de remédiation, les procédés catalytiques ne prennent pas suffisamment en compte la présence simultanée de ces polluants dans l’effluent à traiter. Cette étude a pour objectif d’évaluer les performances de matériaux à base d’oxydes de métaux de transition, cuivre (Cu) ou cobalt (Co), supportés sur oxyde de zirconium (ZrO2) pour l’élimination simultanée du toluène et de particules carbonées en présence de NOx. L’introduction de promoteurs alcalins dans les solides a été envisagée et l'ensemble des matériaux catalytiques a fait l'objet d'une caractérisation physico-chimique appropriée. L’activité des catalyseurs dépend de la nature des espèces oxydes de Co ou Cu en surface du support ZrO2. Les espèces dispersées d’oxyde de métal de transition sont très actives en oxydation du toluène. Par ailleurs, ces mêmes oxydes présents sous forme de cristallites, associés à un alcalin ayant un effet promoteur de contact, sont performants dans la réaction d’oxydation de particules carbonées. Ce travail considère enfin l’effet des NOx gazeux, leur interaction avec les systèmes catalytiques considérés et leur capacité à participer à l’oxydation des COV et de particules carbonées
The control of atmospheric emissions of volatile organic compounds (VOCs), carbonaceous particulate and nitrogen oxides (Nox) is a common concern for many industries using combustion processes. In the means of remediation, catalytic processes do not sufficiently take into account the simultaneous presence of these pollutants in the effluent. This study aims to evaluate the performance of materials based on transition metal oxides, copper (Cu) or cobalt (Co) supported on zirconium oxide (ZrO2) for the simultaneous removal of toluene and particulate carbon in the presence of Nox. The introduction of alkali promoters in solids has been considered and all the catalytic materials were physicochemical characterized. The activity of the catalysts depends on the nature of Co or Cu oxides species on the surface of ZrO2 support. Dispersed species of transition metal oxides are very active in toluene oxidation. Moreover, these oxides present as crystallites, associated with an alkali promoter effect of contact, are efficient in the oxidation reaction of carbonaceous particles. Finally, this work considers the effect of Nox, their interaction with the considered catalytic systems and their ability to participate in the oxidation of VOCs and carbonaceous particles

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Allard, Vincent. "Effects of elevated atmospheric CO2 concentrations on carbon and nitrogen fluxes in a grazed pasture". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_ALLARD_V.pdf.

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Resumen

Prédire la réponse des prairies pâturées à une élévation de la concentration en CO2 revêt une importance majeure dans la mesure où cet écosystème représente environ 20% de la surface terrestre non immergée mais aussi, parce que les sols prairiaux représentent un puit majeur de carbone (C). La réponse des prairies à un enrichissement en CO2 est fortement contrôlée par la disponibilité des autres nutriments et en particulier l'azote (N). De nombreuses expériences ont par le passé étudié le cycle de l'azote en prairie sous CO2 enrichi mais aucunes de ces études n'a inclus le pâturage. Dans le cadre de cette thèse, je présente des données concernant les effets du CO2 sur le cycle de l'N provenant d'un système expérimental (FACE: enrichissement en dioxyde de carbone à l'air libre) permettant d'inclure des ruminants. Cette thèse est dédiée à l'étude des effets de l'élévation en CO2 sur les différents processus impliqués dans les retours de matière organique (MO) de la plante vers le sol et leurs conséquences pour la disponibilité en N. Dans le Chapitre 1, il a été montré que le CO2 pouvait modifier les retours d'N par les ruminants en affectant la partition d'N entre l'urine et les faeces, ce qui induisait des pertes d'N potentiellement accrues. La décomposition de la litière végétale, considérée à l'échelle de l'écosystème, n'a pas été affectée par le CO2 (Chapitre 3) mais une forte augmentation du volume de MO retournant au sol depuis les racines a induit une accumulation de MO grossière dans le sol (Chapitre 4). Au cours du Chapitre 5, à l'aide d'un double marquage isotopique 14C et 15N, nous avons comparé les effets court terme (transmis par la plante) et long terme (transmis par le sol) du CO2 sur la dynamique de la MO du sol et il a été conclu que l'accumulation de MO n'était pas causée par une limitation en C ou en N mais probablement par la disponibilité en autres nutriments. Cette thèse démontre que l'inclusion des ruminants peut fortement modifier la réponse des prairies au CO2. Dans la mesure où ce mode d'utilisation des pâtures est largement majoritaire, prédire les réponses des pâtures à un enrichissement en CO2 doit provenir de systèmes où les ruminants sont partie intégrante.

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Tesis sobre el tema "Elimination du carbone atmosphérique"

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