Caractérisation des composés organiques volatils dans une zone urbaine multi-influencée : développement de méthodes chromatographiques, de capteurs et campagnes de mesures

par Joelle Roukos

Thèse de doctorat en Optique et Lasers, Physico-Chimie et Atmosphère

Sous la direction de Hervé Plaisance et de Nadine Locoge.

Soutenue le 12-03-2010

à Lille 1 .


  • Résumé

    Les COV oxygénés sont des espèces peu mesurées dans l’air ambiant en raison de difficultés analytiques liées à la présence d’eau dans l’échantillon. Nos connaissances sur les teneurs, les sources et les puits de ces composés restent incomplètes. Afin de caractériser les COV (notamment les COVO) sur la zone littorale multi-influencée de Dunkerque, deux méthodes de mesures complémentaires ont été développées : l’échantillonnage passif (révélant la répartition spatiale des espèces) et l’analyse en mode on-line (informant l’évolution temporelle des teneurs).Deux campagnes de mesures préliminaires réalisées sur la zone d’étude pendant des périodes hivernale et estivale à l’aide des tubes passifs Radiello ont permis d’identifier les COV présents sur la zone d’étude et d’examiner les origines des BTEX mesurés. Concernant la mesure en mode on-line, une méthode chromatographique pour l’analyse de 14 composés oxygénés, 4 nitriles a été développée et validée. Un procédé de réduction de l’humidité avant l’étape de préconcentration a permis d’utiliser une colonne polaire spécifique aux composés oxygénés. Des premières mesures effectuées à Douai et à Dunkerque ont mis en évidence les origines urbaines et industrielles de certains composés. Quant à l’échantillonnage passif, la mesure de 2 composés oxygénés (éthanol acétone) et des BTEX a été développée pour une durée de prélèvement de 8 h. Les caractéristiques métrologiques de l’échantillonneur ont été déterminées : débits d’échantillonnage dans les conditions standard et limites de détection et l’influence des facteurs environnementaux sur l’échantillonnage. Une campagne de mesures à l’aide d’échantillonneurs passifs a ensuite été réalisée pendant un épisode de brise de mer. Des cartographies des COV et de l’ozone ont été établies et ont montré les « points chauds » en COV à proximité des émetteurs industriels et une zone de formation locale d’ozone sur le site d’étude.

  • Titre traduit

    Volatile Organic Compounds characterization in an urban industrial zone : chromatographic method development, sensor development and measurement campaign


  • Résumé

    Only few studies were dedicated to Oxygenated Volatile Organic Compounds (OVOC) in ambient air because of the analytical difficulties encountered during the measurements of these compounds caused by the presence of water in the sample. Consequently, there is a lack of knowledge of OVOC concentration, sources and sinks. In order to characterize the VOC (especially OVOC) in the urban industrialized area of Dunkerque two methods have been developed: passive sampling (information about spatial distribution) automated monitoring analyzer (information about temporal evolution). Two preliminary measurement campaigns have been carried out in the studied zone and have led to the identification of VOC present on the studied zone and to examine the BTEX origins. Concerning the online analyzer, a chromatographic method for the measurement of 14 OVOC and 4 nitriles was developed and validated. Reduction of humidity before the preconcentration step allowed the use of a polar column specific for oxygenated compounds. Measurement in two urban sites: Dunkerque and Douai highlighted the urban and industrial origins for some compounds. As for the passive sampling, the measurement of 2 oxygenated compounds (ethanol acetone) and BTEX was developed for 8 hours exposure time. The metrological characteristics have been evaluated: sampling rate, detection limits and environmental factors on the sampling rate. A measurement campaign has been established during a sea breeze event. Mapping of VOC and ozone have shown the hot spot of VOC pollution in the industrial area and a local ozone formation


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