Contribution des processus nocturnes a la chimie troposphérique : modélisation des flux de radicaux et transformation des précurseurs d'ozone (COV, NOx)

par Isabelle Bey

Thèse de doctorat en Chimie de la pollution atmosphérique

Sous la direction de Gérard Toupance.


  • Résumé

    L'objectif est de quantifier le role des processus chimiques nocturnes dans la chimie tropospherique. Trois points sont traites : formation d'especes radicalaires (en particulier oh), consommation des covs, transformation des oxydes d'azote vers la production d'especes reservoirs ou le piegeage des nox. La premiere etape a consiste a elaborer un mecanisme chimique representatif des situations continentales (avec des niveaux variables de nox), pour les periodes nocturnes comme diurnes. Les reactions des covs avec no#3 et o#3 ainsi que la chimie des radicaux peroxy ont ete traitees en detail. La reaction heterogene de n#2o#5 sur les aerosols a ete ajoutee. Le mecanisme (150 especes, 500 reactions) a ete integre dans un modele lagrangien a deux couches afin de simuler quatre situations continentales (de l'urbain au rural), a partir de parametrisations destinees a representer les variations journalieres des flux d'emissions en cov et nox anthropiques et biogeniques, des vitesses de depot et des constantes de photolyse. Les concentrations nocturnes en oh calculees varient de 1 a 5x10#4 molecules cm#-#3 dans les milieux pauvres et moyennement charges en nox et peuvent atteindre 5x10#5 molecules cm#-#3 dans les milieux urbains. Nous avons montre que pendant la nuit, dans l'ensemble des milieux, les reactions cov+o#3 sont la source majeure de radicaux oh (plus de 95% dans la couche inferieure et plus de 80% dans la couche superieure). Le radical no#3 contribue majoritairement a la production primaire de radicaux dans les milieux ruraux presentant des emissions significatives de composes biogeniques et de nox. En ce qui concerne la consommation des hydrocarbures, nous avons montre que l'oxydation nocturne represente au maximum 10% pour les alcanes et aromatiques et jusqu'a plus de 50% pour les alcenes sur un cycle journalier. En particulier, le radical no#3 peut contribuer jusqu'a 40% dans l'oxydation des terpenes sur un cycle journalier. Nos resultats montrent que les reactions cov+no#3 peuvent conduire a la formation de composes reservoirs de nox (carbonyl nitrates et d'hydroperoxydes azotes) a des concentrations qui peuvent atteindre la centaine de ppt et representer jusqu'a 3 a 5% de l'azote reactif pour un milieu rural. No#3 est egalement implique significativement dans le piegeage des oxydes d'azote, a travers l'equilibre avec n#2o#5 : dans les milieux simules les plus pollues, l'hydrolyse heterogene de n#2o#5 contribue jusqu'a 50% a la formation de hno#3.

  • Titre traduit

    Contribution of nocturnal processes to the tropospheric chemistry : modeling of radical fluxes and transformation of ozone prcursors (voc, nox)


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  • Détails : 1 vol. (253 p.)
  • Annexes : Bibliogr. : 246 réf

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