Letteratura scientifica selezionata sul tema "Dépôt sec de gaz"

Les échanges en surface dans le Modèle de Chimie Transport (MCT) multi-échelles MOCAGE de Météo-France comprennent à la fois les flux d'émissions et de dépôt sec d'espèces gazeuses. Une interface 2D a été développée entre MOCAGE et le modèle de prévisions météorologiques opérationnel français ARPEGE dans le but de calculer des flux à la surface réalistes Pour les émissions, un inventaire global est employé pour le moment; cet inventaire a été construit essentiellement à partir des inventaires des programmes IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) et EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research qui ont des résolutions temporelles annuelles, sai-sonnières ou mensuelles et une résolution spatiale de un degré. Le dépôt sec d'espèces gazeuses, y compris l'ozone, le dioxyde de soufre, les composés azotés, les composés organiques à longue et à courte durée de vie, a été paramétrisé selon [Wesely, 1989]. Le modèle calcule la vitesse de dépôt à partir de valeurs de trois résistances en série, les résistances aérodynamique, laminaire et de la surface. Ces résistances sont calculées en utilisant les champs de surface d'ARPEGE. Les champs liés à la végétation, tels l'indice foliaire, sont prescrits avec une résolution de un degré sur le globe et de cinq minutes sur l'Europe. Un certain nombre de modifications a été apporté à la paramétrisation de [Wesely, 1989], par exemple pour la formulation de la résistance stomatale et celle de la résistance de surface sur les surfaces mouillées. Les valeurs calculées de vitesse de dépôt ont été comparées à des observations et leurs distributions spatiales et temporelles ont été analysées sur deux saisons opposées (hiver et été, sur les différents domaines de MOCAGE, de résolution allant de 2 degrés pour le globe à 0.25 degrés pour la France.

In this paper, we conduct a series of experiments aimed at analysing the dielectric properties of compressed dry air, and some SF6–air mixtures up to 700 kPa, under application of AC 50 Hz and lightning impulse (LI) 1.2 μs/50 μs voltage. The investigations were carried out by using a cylindrical spacer model with an adhering particle on the surface under homogenous field conditions. We measure the partial discharges (PD) propagation characteristics under LI voltage stress, as well as the PD inception voltage and the flashover voltage for the contaminated particle. We also investigate the surface charge accumulation on the spacer surface under contaminated particle conditions. The results of the experiments reveal the influence a conducting particle has on the determined flashover field strength, for SF6–air mixtures compared with pure, compressed dry air. This influence is discussed for different particle lengths, but also for three different particle positions in the gap. Pure dry air achieves a higher dielectric strength when the particle gets into contact with the high voltage electrode, under negative LI voltage stress. The same result is obtained for the SF6–air mixtures, when the particle is located in the middle of the gap, as floating electrode on the spacer surface. The reported results contribute to the improvement of the models of breakdown through the interface gas–solid isolator. The application of these models should offer the possibility for considering the use of dry air, or its mixtures with SF6 which, normally have a lower relative global warming potential than pure SF6.[Traduit par la Rédaction]

Western dwarf mistletoe (Arceuthobium campylopodum Engelm.), a common parasite of ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex Laws.) and Jeffrey pine (Pinus jeffreyi Grev. & Balf.), was found parasitizing planted Colorado blue spruce (Picea pungens Engelm.) and Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karsten) in Upper Cuddy Valley, CA (Kern County, T. 9 N., R. 21 W., Sec. 25). One tree greater than 6 m in height of each spruce species was infected and both trees were within 12 m of a Jeffrey pine severely infected with western dwarf mistletoe. Five to 10 branches were infected on each tree and a few of these had abundant mistletoe shoot production, which allowed identification of the parasite. This is the first report of western dwarf mistletoe on Colorado blue spruce. Although this is the first report of natural infection of Norway spruce in California, this mistletoe/host combination has been reported by Weir from artificial inoculation (2) and collected by Russell in central Washington (1). We recommend that these spruce species not be planted within 15 m of pines infected with western dwarf mistletoe. Specimens of western dwarf mistletoe on Colorado blue spruce and Norway spruce were collected and deposited at the Deaver Herbarium, Northern Arizona University, Flagstaff. References: (1) F. G. Hawksworth and D. Wiens. 1996. Dwarf Mistletoes: Biology, Pathology, and Systematics. USDA Agric. Handb. 709. (2) J. R. Weir. Bot. Gaz. 56:1, 1918.

Le ciment constitue un stabilisant courant pour la stabilisation des briques en terre crue, pourtant sa production dégage beaucoup de gaz à effet de serre nuisibles pour l’environnement. De plus, son coût élevé limite son utilisation dans la stabilisation des matériaux en terre. En effet, une brique de terre comprimée stabilisée au ciment BTCSC nécessite l’ajout d’une teneur assez élevée supérieur à 5% de ciment pour assurer une bonne résistance mécanique à la compression. Cependant, ces BTCSC ont la faiblesse de ne pas résister à l’immersion dans l’eau. Notre objectif est de maintenir à 5% la quantité de ciment apportée pour stabiliser les BTCSC et d’améliorer sa qualité mécanique par traitement avec la solution de silicate de soude ou d’autres silicates solubles préparés à partir de la cendre de balle de riz CBR comme agent de consolidation des BTCSC par géopolymérisation. La méthode innovante apportée dans nos expérimentations consiste à augmenter les résistances mécaniques des BTCSC par trempe de consolidation de 24 heures dans une solution diluée de silicate de soude SSS. Par cette méthode, les briquettes de terre comprimée stabilisée au ciment consolidées à la solution de silicate de soude BTCSCS ont alors acquis un surcroît de résistance mécanique à la compression à sec atteignant 40,39% comparée à celle des BTCSC à 7 jours de prise. Leur capacité de résistance mécanique à l’immersion de 48 heures dans l’eau a augmenté jusqu’à 43,17% par rapport à celle des BTCSC.

La quantification du carbone emmagasiné dans les écosystèmes forestiers et de son équivalent en CO2 constitue un impératif pour une estimation fiable de la contribution de ce puits de carbone dans la limitation des émissions de gaz à effet de Serre. La présente étude vise dans un premier temps, par une étude de terrain, à évaluer le volume de bois sur pied et à estimer la quantité de carbone contenue dans les parties aériennes et racinaires, tout en déterminant le facteur d’expansion et de conversion de la biomasse (FECB) spécifique du cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica Manetti) situé dans la zone du Moyen Atlas central. D’autre part, les résultats obtenus ont été comparés à ceux provenant de l’utilisation des paramètres génériques du Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) en 2006. Le volume de bois sur pied et la biomasse aérienne ont été déterminés en utilisant des tarifs de cubage et des modèles de biomasse développés à partir des mesures directes du poids sec et du volume sur 30 arbres échantillonnés et prélevés dans chaque forêt de la zone d’étude. Le volume et la biomasse aérienne ont été évalués respectivement à 3 321 284 m3 et à 1 521 153 t de matière sèche. Le FECB, déterminé par le rapport entre le volume et la biomasse, est de 0,36 tMS/m3, valeur inférieure à celle estimée par le GIEC (0,55 tMS/m3). La fraction de carbone (FC), issue de la calcination des échantillons de bois prélevés, est de l’ordre de 0,5643 tC/tMS. Elle est supérieure à la valeur donnée par le GIEC (0,51 tC/tMS). Au final, la quantité de carbone contenue dans l’écosystème étudié est de 858 387 t de matière sèche contre 931 620 t estimées à partir des paramètres du GIEC.

Dans les régions arides et semi arides, l’eau est une ressource très limitative non seulement pour sa pénurie, mais aussi pour sa disponibilité incertaine. Dans le bassin moyen Oum Er-rbia (plaine Tadla), se caractérise par un climat semi-aride, méso thermique, chaud et sec en été et froid en hiver. Ce climat est conditionné par la présence des deux facteurs principaux : La présence de l’Atlantique à moins de 200km à l’Ouest, qui exerce une influence tempérante mais aussi qui se manifeste par des vents pluvieux en provenance de l’Ouest ; La latitude dont l’effet se traduit par une aridité croissante en se déplaçant du Nord vers le Sud ; les ressources en eau diminuent de l’amont vers l’aval et se traduisent par une raréfaction des taux de précipitation (une moyenne de 560 mm à Ahmed Hansali et 352 mm à Béni Mellal) et une augmentation des moyennes d’évapotranspiration (465.1mm à Béni-Mellal et 571 mm à Ahmed Hansali) et de la température. Ceci exige une analyse spécifique de ces paramètres pour comprendre et prédire les instabilités des ressources dans la région d’étude. L'objectif de ce travail est de calculer l’évapotranspiration potentielle (mensuelle et annuelle), en se basant sur les séries des données hydroclimatiques, enregistrées au niveau des stations météorologiques .Les précipitations et l’évapotranspiration sont des variables très importantes dans le diagnostic des changements climatiques et leurs effets sur l’environnement. La méthodologie adaptée dans ce travail est basée sur l’étude statistique des séries chronologiques. Ces analyses comprennent la détection de tendances, la détection des ruptures par changement de moyenne, et aussi la corrélation entre les données de précipitation et celle d’évapotranspiration. Les données proviennent de deux stations trouve dans le haut bassin du bassin moyen Oum Er-rbia (Béni Mellal, Ahmed Hansali). Les résultats des analyses statistiques mettent en évidence l’existence des changements sensibles et généralisés représentés essentiellement par le réchauffement dû aux gaz à effet de serre, en étroite relation avec l’activité humaine. Ces changements ont une influence négative sur l’environnement et l’Homme. In the middle Oum-rebia basin (plain Tadla), is characterized by a semi-arid, meso-thermal climate, hot and dry in summer and cold in winter. This climate is conditioned by the presence of the following two main factors: The presence of the Atlantic less than 200km to the west, which exerts a tempering influence but also manifests itself in rainy winds from the west; The latitude, the effect of which is reflected in increasing aridity as it moves from north to south; Water resources decrease from upstream to downstream and result in a rarefaction of precipitation rates (an average of 560 mm in Amed Hansali and 352 mm in Béni Mellal) and an increase in average evapotranspiration (465. 1mm in Beni-Mellal and 571 mm in Ahmed Hansali) and temperature. This requires a specific analysis of these parameters to understand and predict resource instabilities in the study area. The objective of this work is to calculate the potential evapotranspiration (monthly and annual), based on the series of hydroclimatic data, recorded at the level of the meteorological stations Precipitation and evapotranspiration are very important variables in the diagnosis of climate change and its effects on the environment. The methodology adapted in this work is based on the statistical study of time series. These analyses include the detection of trends, the detection of breaks in the mean, and also the correlation between precipitation and evapotranspiration data. The data are from three stations in the upper basin of the middle Oum Rbia basin (Beni Mellal, Ahmed Hansali, Mechra Edahk). The results of the statistical analyses highlight the existence of significant and widespread changes represented essentially by warming due to greenhouse gases, in close relation with human activity. These changes have a negative influence on the environment and mankind.

"Ce travail de recherche, réalisé dans le cadre du programme IDAF, est une contribution à l'étude des dépôts des constituants majeurs atmosphériques à la surface de la terre, en Afrique tropicale. Il concerne l'étude des concentrations atmosphériques des gaz azotés (ammoniac, dioxyde d'azote, acide nitrique), du dioxyde de soufre (SO2) et de l'ozone (O3) et leur dépôt sec en Afrique de l'Ouest et Centrale. Les gaz ont été mesurés sur une base mensuelle par la technique des capteurs passifs sur une période de dix ans (1998-2007) dans sept sites IDAF représentatifs d'un transect d'écosystèmes : savanes sèches - savanes humides - forêts. La validation et l'analyse de la base de données décennales des " gaz IDAF " a permis d'établir les niveaux de concentrations caractéristiques de chaque écosystème et d'étudier leurs évolutions moyennes mensuelles, saisonnières, annuelles et interannuelles sur le transect d'écosystèmes. Les flux de dépôt sec ont été estimés par la méthode inférentielle à partir des vitesses de dépôt sec calculées en utilisant le modèle " big-leaf " de Zhang et al. (2003b). Dans le modèle de dépôt, les conditions de surface et météorologiques spécifiques aux sites IDAF ont été adaptées puis validées pour être représentatives de ces sites et ont ainsi permis de simuler les vitesses de dépôt sec représentatives des grands écosystèmes. Les variations moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles des flux de dépôt sec des gaz (NO2, HNO3, NH3, O3, et SO2) sont analysées dans l'objectif de réaliser un bilan de dépôt atmosphérique total (sec + humide) d'azote à l'échelle des écosystèmes africains. Le dépôt total d'azote est estimé respectivement à 6-9 kgN. Ha-1. An-1, 7-10 kgN. Ha-1. An-1 et 13 kgN. Ha-1. An-1 en savanes sèches, en savane humides et en forêts, avec une contribution relative du dépôt sec sous forme gazeuse au dépôt total d'azote comprise entre 46 et 71% sur l'ensemble des écosystèmes. Un bilan émission-dépôt des composés azotés oxydés et réduits à l'échelle de chaque écosystème a été réalisé et a montré un flux d'émission totale de même ordre de grandeur que le dépôt moyen annuel d'azote pour les écosystèmes de savanes mais plus faible dans l'écosystème forestier. Enfin une analyse comparative entre les mesures IDAF de dépôt d'azote et, d'une part, le dépôt d'azote simulé par une analyse multi-modèle à l'échelle globale et d'autre part, avec les charges critiques d'eutrophisation existantes dans la littérature a permis une première évaluation de l'impact potentiel du dépôt total d'azote sur les écosystèmes tropicaux africains. "
This research, conducted as part of IDAF (IGAC/DEBITS/AFrica*) program, is a contribution to the study of atmospheric constituent deposition on the surface of the earth, in tropical Africa. It concerns the study of atmospheric concentrations of nitrogen gases (ammonia, nitrogen dioxide, nitric acid), sulfur dioxide and ozone, and their dry deposition in West and Central Africa. The gases were measured on a monthly basis by the technique of passive samplers over a ten year period (1998-2007) at seven remote sites within the framework of the IDAF network. The sites are located to represent a transect of African ecosystems, i. E. , dry savanna-wet savanna - forest. The validation and the analysis of the decadal IDAF database of " IDAF gases " allowed to establish (1) the levels of surface gaseous concentration characteristic of each major ecosystem and (2) to study their monthly, seasonal, annual and interannual mean variations on the transect of ecosystems. Dry deposition fluxes were estimated by the inferential method based on dry deposition velocities (Vd) calculated using the "big leaf" model of Zhang et al. (2003b). In the model of deposition, surface and meteorological conditions specific to IDAF sites have been adapted and validated in order to simulate Vd representative of major African ecosystems. The monthly, seasonal and annual mean variations of gaseous dry deposition fluxes (NO2, HNO3, NH3, O3, and SO2) are analyzed. A budget of total nitrogen atmospheric deposition (dry + wet) is proposed at the African ecosystem scale. The total nitrogen deposition estimated is around 6-9 kgN. Ha-1. Yr-1, 7-10 kgN. Ha-1. Yr-1 and 13 kgN. Ha-1. Yr-1 respectively in dry savannas, wet savannas and forests, with a relative contribution of dry deposition in the gaseous form to the total nitrogen deposition between 46 and 71% for all ecosystems. We have also established an emission-deposition budget of oxidized and reduced nitrogen compounds for each IDAF station. This budget shows that the total emission flux have the same order of magnitude of annual mean nitrogen deposition for the savannas ecosystems but is lower in the forested ecosystem. Finally, a comparative analysis between IDAF measurements of nitrogen deposition and (1) a global multi-model exercise and (2) critical loads of eutrophication is presented over the African tropical ecosystems

Ce travail de recherche, réalisé dans le cadre du programme IDAF, est une contribution à l'étude des dépôts des constituants majeurs atmosphériques à la surface de la terre, en Afrique tropicale. Il concerne l'étude des concentrations atmosphériques des gaz azotés (ammoniac, dioxyde d'azote, acide nitrique), du dioxyde de soufre (SO2) et de l'ozone (O3) et leur dépôt sec en Afrique de l'Ouest et Centrale. Les gaz ont été mesurés sur une base mensuelle par la technique des capteurs passifs sur une période de dix ans (1998-2007) dans sept sites IDAF représentatifs d'un transect d'écosystèmes : savanes sèches - savanes humides - forêts. La validation et l'analyse de la base de données décennales des " gaz IDAF " a permis d'établir les niveaux de concentrations caractéristiques de chaque écosystème et d'étudier leurs évolutions moyennes mensuelles, saisonnières, annuelles et interannuelles sur le transect d'écosystèmes. Les flux de dépôt sec ont été estimés par la méthode inférentielle à partir des vitesses de dépôt sec calculées en utilisant le modèle " big-leaf " de Zhang et al. (2003b). Dans le modèle de dépôt, les conditions de surface et météorologiques spécifiques aux sites IDAF ont été adaptées puis validées pour être représentatives de ces sites et ont ainsi permis de simuler les vitesses de dépôt sec représentatives des grands écosystèmes. Les variations moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles des flux de dépôt sec des gaz (NO2, HNO3, NH3, O3, et SO2) sont analysées dans l'objectif de réaliser un bilan de dépôt atmosphérique total (sec + humide) d'azote à l'échelle des écosystèmes africains. Le dépôt total d'azote est estimé respectivement à 6-9 kgN.ha-1.an-1, 7-10 kgN.ha-1.an-1 et 13 kgN.ha-1.an-1 en savanes sèches, en savane humides et en forêts, avec une contribution relative du dépôt sec sous forme gazeuse au dépôt total d'azote comprise entre 46 et 71% sur l'ensemble des écosystèmes. Un bilan émission-dépôt des composés azotés oxydés et réduits à l'échelle de chaque écosystème a été réalisé et a montré un flux d'émission totale de même ordre de grandeur que le dépôt moyen annuel d'azote pour les écosystèmes de savanes mais plus faible dans l'écosystème forestier. Enfin une analyse comparative entre les mesures IDAF de dépôt d'azote et, d'une part, le dépôt d'azote simulé par une analyse multi-modèle à l'échelle globale et d'autre part, avec les charges critiques d'eutrophisation existantes dans la littérature a permis une première évaluation de l'impact potentiel du dépôt total d'azote sur les écosystèmes tropicaux africains.

Dans le contexte de la radio-protection de l'homme et de l'environnement, la bonne estimation du devenir d'une contamination d'aérosols au sein d'un couvert végétal et de son transfert éventuel aux espèces animales (dont l'homme par voie trophique) dépend d'emblée de la qualité de la prévision des dépôts aériens. En l'absence de précipitations, l'évaluation de l'importance des dépôts, dits secs, est incertaine, notamment ceux des particules fines sur les couverts rugueux, pour lesquels des écarts subsistent entre les résultats expérimentaux et des modèles de la littérature.
L'objectif de cette étude est d'améliorer la modélisation du dépôt sec d'aérosols sur les couverts végétaux. Cette amélioration passe par une description plus fine de la captation des aérosols par la végétation. Cela requiert une caractérisation des surfaces sur lesquelles le dépôt est réalisé (en termes de forme, d'orientation et de répartition spatiale) ainsi que des grandeurs aérodynamiques de l'écoulement porteur. Les mécanismes de dépôt pris en compte sont la diffusion brownienne, l'impaction inertielle, l'impaction turbulente, la sédimentation et l'interception. L'approche proposée s'appuie sur la description mécanique des dépôts sur chaque élément foliaire, la captation à une échelle supérieure d'organisation (rameau ou couvert) étant déduite par l'introduction d'une méthode statistique. Cette démarche est appliquée aux processus de dépôt et des expressions pratiques des taux de captation sont déduites. Le modèle est appliqué à des campagnes de mesures de la littérature, d'abord à l'échelle de rameau, puis à celle d'un couvert végétal. Dans la configuration d'un rameau de conifère, il est montré que l'ensemble des processus de dépôt est correctement pris en compte par le modèle, à l'exception de l'interception dans les conditions particulières de vitesse amont faible et de granulométrie entre 0,5 et 2 microns environ. Dans la configuration plus générale d'un couvert entier, le modèle n'est pas mis en défaut par les mesures lorsque les informations concernant le couvert et la granulométrie de l'aérosol sont accessibles. En particulier, le modèle reproduit de façon très satisfaisante les mesures de dépôt sur couvert artificiel, faiblement rugueux et collant, et ce pour des tailles de particules très variées (entre 0,1 et 20 microns environ). L'accord sur couvert d'herbes naturelles, dont les caractéristiques sont peu décrites, reste acceptable, même s'il semble que la non prise en compte du rebond par le modèle induise pour les particules les plus massives une sur-estimation du dépôt calculé. En forêt, le modèle reproduit de façon qualitativement correcte le dépôt de gouttelettes de brouillard. Dans le cas du dépôt d'un aérosol d'accumulation, la comparaison des résultats expérimentaux et de modélisation ne permet pas de conclure quant à la pertinence du modèle, la granulométrie de l'aérosol n'étant pas connue de façon assez précise. D'autres essais sont souhaitables afin d'étendre la validation du modèle sur forêt.

L'ammoniac atmosphérique (NH3) est émis en majeure partie par l'agriculture. Etant très soluble, il se dépose rapidement sur la végétation par absorption foliaire et dépôt sur les surfaces (dépôt cuticulaire). Ces dépôts constituent une source de pollution importante pour les écosystèmes dits sensibles. Afin d'étudier la variabilité des dépôts secs d'ammoniac à proximité des sources agricoles, en réponse aux conditions climatiques et au type d'écosystème, un modèle mécaniste de dispersion et de dépôt d'NH3 a été développé. Il repose sur le couplage d'un modèle de dispersion de gaz-traces, de type marche aléatoire, et d'un modèle d'échange à l'échelle foliaire prenant en compte les voies stomatiques et cuticulaires, et incluant le point de compensation stomatique. Le modèle a été validé à partir de données expérimentales mesurées sur un couvert de maïs et de deux autres jeux de données sur prairie. Le modèle simule bien les concentrations dans le cas de la prairie mais il est biaisé dans le cas du maïs. Le biais semble provenir de l'orientation moyenne de la direction du vent et met en avant la nécessité d'utiliser un modèle en 3 dimensions pour l'étude de la dispersion à l'échelle locale. L'application du modèle montre que les dépôts secs cumulés peuvent varier entre quelques dixièmes de % et quasiment 20% de la quantité émise à 400 m en aval d'une source ligne. Le modèle indique que les facteurs les plus influents sur le dépôt sont la hauteur de la source par rapport au couvert, la vitesse du vent et la stratification thermique, ainsi que les résistances stomatiques et cuticulaires. Sous un climat chaud et sec, le dépôt sec local d'ammoniac emprunte prioritairement la voie stomatique, tandis que sous un climat tempéré et humide, il se fait par voie cuticulaire. Il en ressort que pour améliorer les estimations du dépôt sec local, il sera nécessaire de mieux comprendre et paramétrer le dépôt cuticulaire, et le point de compensation stomatique.

Dans le contexte de la protection de l'environnement, une modélisation mécaniste du dépôt d'aérosols sur les couverts végétaux en conditions sèches est proposée. Les interactions entre les particules et la végétation sont tout d'abord décrites à l'échelle de chaque surface élémentaire. La captation à l'échelle du couvert est ensuite déduite par une méthode statistique construite à partir des paramètres qui pilotent le dépôt élémentaire. Ce modèle fait intervenir la répartition spatiale et la géométrie des surfaces végétales ainsi que les principales grandeurs caractérisant l'écoulement porteur. Les mécanismes de dépôt pris en compte sont la diffusion brownienne, l'impaction inertielle, l'impaction turbulente, la sédimentation et l'interception. La pertinence du modèle est démontrée sur la base de données expérimentales existantes, tout d'abord à l'échelle de rameaux de conifère, puis à l'échelle de couverts végétaux plus ou moins rugueux, tels qu'une prairie, un champ ou une forêt
The dry deposition of aerosols onto vegetated canopies is modelled through a mechanistic approach. The interaction between aerosols and vegetation is first formulated by using a set of parameters, which are defined at the local scale of one surface. The overall deposition is then deduced at the canopy scale through an up-scaling procedure based on the statistic distribution of these parameters. This model takes into account the canopy structural and morphological properties, and the main characteristics of the turbulent flow. Deposition mechanisms considered are Brownian diffusion, interception, inertial and turbulent impaction, and gravitational settling. The model is validated on existing measurement campaigns, initially with coniferous branches and then with entire canopies of different roughness, such as grass, crop field and forest

Que ce soit par rejets chroniques ou accidentels, l’impact d’une installation nucléaire sur l'environnement dépend essentiellement des transferts atmosphériques qui, comme le montre l'accident de Fukushima, impacts sur l’environnement et les populations. Ce travail s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques sur des surfaces liquides en mouvement telles que des rivières. Compte tenu de l’inexistence de données sur le dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement, la démarche s’est appuyée sur : 1) l’acquisition expérimentale de vitesses de dépôt et 2) l’analyse et l’interprétation des résultats au moyen d’un travail de modélisation. Les expérimentations de dépôts ont été réalisées avec des aérosols d’uranine injectés dans la maquette de la soufflerie IOA-IRPHE. Ces expérimentations ont permis d’obtenir de nombreuses vitesses de dépôt sec pour différentes configurations caractérisées en fonction des conditions de vent, de courant, d’ambiance, de déformations de la surface liquide (mesures des vagues) et de distribution granulométrique des aérosols injectés. La partie modélisation a consisté à adapter le modèle à résistance de Slinn et Slinn (1980). Les principales adaptations apportées par ce travail ont consisté à prendre spécifiquement en compte les différentes classes de particules du spectre granulométrique du champ aérosolique, à évaluer les évolutions de ce spectre en fonction des mécanismes d’hygroscopicité et d’agrégation et à intégrer les mécanismes de diffusiophorèse et de thermophorèse
Whether by chronic or accidental releases, the impact of a nuclear installation on the environment mainly depends on atmospheric transfers; and as the accidents at Chernobyl and Fukushima show, affect the contamination of surfaces and impacts on the environment and the population. This work focuses on the characterization and modeling of dry deposition of submicronic aerosols on liquid surfaces in motion such as rivers. The evaluation of dry deposition is based on the estimation of flux modeling as the product of particle concentration and deposition velocity. Due to the lack of data on the dry deposition of submicronic aerosols on a liquid surface in motion, the approach was based on two axes: 1) the acquisition of experimental deposition velocities and 2) the analysis and interpretation of results through modeling. The experiments were performed with uranine aerosols released into the IOA-IRPHE wind tunnel. These experiments have given many dry deposition velocities for different configurations characterized according to wind, current, ambient temperature and relative humidity, the liquid surface deformations (measured significant wave height) and size distribution of aerosols released. The modeling part was to adapt the model to resistance. Slinn and Slinn (1980). The main adjustments made by this work have been to take specific account of the different classes of particle size distribution, the spectrum variation as a function of hygroscopicity, and mechanisms of aggregation. It is integrated mechanisms of diffusiophoresis and thermophoresis, respectively produced by the evaporation of water and the temperature gradient at the air-water interface

L’ozone (O3) est un composé naturel de l’atmosphère terrestre. Dans la troposphère, l’ozone est un puissant oxydant responsable de dommages sur les matériaux, la santé humaine et les végétaux. De plus, il contribue significativement au réchauffement climatique en tant que gaz à effet de serre. Le dépôt sec est une voie majeure de destruction de l’ozone. Il est bien admis que ce dépôt s’effectue selon trois voies : le dépôt au sol, sur les cuticules et les stomates. Cependant, les facteurs environnementaux et les processus sous-jacent restent mal définis. Ce manque de connaissances provoque de fortes incertitudes concernant l’estimation du dépôt sec à l’échelle globale, et donc de l’estimation du budget troposphérique d’ozone. Le travail de cette thèse consiste à établir un modèle de dépôt sec d’ozone, capable à la fois de prédire le dépôt total mais également de le partitionner. Une étude spécifique concernant la résistance de sol a d’abord été menée afin de mettre en évidence les facteurs environnementaux contrôlant celle-ci. Grâce à cette étude, nous avons pu établir une nouvelle paramétrisation de la résistance de sol en fonction de l’humidité relative de surface. Le dépôt d’ozone a ensuite été modélisé en couplant un modèle de bilan d’énergie et un modèle de dépôt d’ozone. La confrontation du modèle avec des mesures acquises sur différents sites et différents couverts a montré une bonne concordance entre les deux. Le modèle a enfin été utilisé pour établir les budgets stomatiques, cuticulaires et sol sur deux agrosystèmes. Les résultats obtenus montrent la dominance du dépôt non stomatique, en particulier au sol, pour les écosystèmes agricoles.

La première partie de la thèse concerne les écoulements de gaz sec et poursuit un travail d'une première thèse (Demolis, 1997) sur le développement d'un système de tomographie ultrasonore. Au-delà des possibilités d'un simple débitmètre, la tomographie ultrasonore permet de reconstituer le champ dynamique tridimensionnel d'un écoulement dans une section de conduite cylindrique. Les différences de temps de vol des ondes ultrasonores mesurées entre capteurs disposés autour de la conduite sont utilisées dans un algorithme algébrique itératif afin de remonter aux trois composantes de la vitesse. Cette méthode a été testée avec succès pour mesurer le champ de vitesse 3D d'écoulements d'air calibrés. L'information globale sur le champ dynamique obtenue dans toute une section de conduite donne la possibilité de déterminer les perturbations du profil de vitesse (taux de dissymétrie, intensité de la rotation de l'écoulement). Ce système de mesure non intrusif constitue donc un outil de diagnostic d'écoulement. Une seconde partie a consisté à appliquer des techniques ultrasonores dans le but de caractériser les écoulements diphasiques de gaz humide en conduite (écoulements de type brouillard avec une fraction volumique liquide faible), écoulements présents en sortie de puits d'exploitation du gaz naturel. Une recherche bibliographique a permis d'étudier des modèles de propagation des ondes ultrasonores à travers un milieu diphasique dispersé. Dans la littérature, ces modèles sont développés pour des suspensions de particules solides dans un liquide ou pour des écoulements à bulles. Nous les avons étendus aux écoulements de gaz humide en les validant expérimentalement. À l'aide de ces modèles, les mesures de la vitesse du son et de l'atténuation des ultrasons (avec une méthode multi-fréquence) à travers ce brouillard en écoulement permettent de déduire les valeurs moyennes du titre (fraction liquide) et de la taille des gouttelettes dans l'écoulement diphasique.

Sécheresses et vagues de chaleur sont des événements extrêmes capables d’impacter à la fois la végétation et la chimie de l’atmosphère, notamment par l’intermédiaire d’interactions entre la surface et la troposphère. L’objectif de cette thèse est d’évaluer leurs effets sur la biomasse, l’activité des incendies et la pollution à l’ozone dans l’Ouest Méditerranéen. Cette étude se base principalement sur des modèles numériques régionaux de la surface terrestre (hydrologie et végétation) et de l'atmosphère (météorologie et chimie atmosphérique). En complément, plusieurs jeux de données d’observations in situ et satellitaires sont utilisés.Identifiant sécheresses et vagues de chaleur sur la période 1979-2016 (WRF-ORCHIDEE), j’ai mis en avant leur distribution spatiale et temporelle. Sur base d’observations (MODIS), j’ai démontré que le déclin de l’activité végétale (diminution de la biomasse) est principalement attribuable aux sécheresses alors que l’augmentation en intensité des incendies résulte d’une synergie entre sécheresses et canicules. Finalement, ces événements mènent tous deux à une augmentation de la concentration de surface en ozone incluant des pics de pollution simulés (CHIMERE) et observés (AQ e-Reporting). Ceci s’explique par une augmentation des émissions de précurseurs, une diminution du dépôt sec dans la canopée et des conditions météorologiques favorables
Droughts and heatwaves are extreme events able to affect both vegetation and atmospheric chemistry, notably through surface-troposphere interactions. The objective of this thesis is to assess their effects on biomass, fire activity and ozone pollution in the western Mediterranean. This study is mainly based on regional numerical models of the land surface (hydrology and vegetation) and the atmosphere (meteorology and atmospheric chemistry). In addition, several datasets of in situ and satellite observations are used.Identifying droughts and heatwaves over the period 1979-2016 (WRF-ORCHIDEE), I highlighted their spatial and temporal distribution. Based on observations (MODIS), I demonstrated that the decline in vegetation activity (decrease in biomass) is mainly attributable to droughts, while the increase in fire intensity results from a synergy between droughts and heatwaves. Finally, these events both lead to an increase in surface ozone concentration including simulated (CHIMERE) and observed (AQ e-Reporting) pollution peaks. This is explained by an increase in precursor emissions, a decrease in dry deposition in the canopy and favourable meteorological conditions for photochemistry

Les modèles de chimie-transport cherchent à représenter l'évolution spatio-temporelle de dizaines d'espèces chimiques, gaz et aérosols. Les modèles régionaux doivent prendre en compte la météorologie, les émissions comme les forçages, puis les processus liés à chaque espèce comme le transport, le mélange, le dépôt, la chimie. L'ensemble doit être intégré en prenant en compte le temps de vie des espèces chimiques.