Observations, Sources et Processus Atmosphériques
Énergie Environnement
Thématique « Observations, Sources et Processus Atmosphériques » (OSPA)
La recherche de l’axe thématique Observations, Sources et Processus physico-chimiques Atmosphériques (OSPA) est centrée sur les déterminants de l’évolution spatiale et temporelle des polluants à l’état de traces dans l’atmosphère, ainsi que les processus élémentaires de transformation des polluants gazeux et particulaires.
Ses objectifs sont de fournir un appui décisionnel pour les environnements urbains et ruraux en pleine transition climatique et sociétale, en visant particulièrement l’amélioration de la qualité de l’air et la réduction de l’incertitude concernant le rôle des aérosols dans le climat.
Les approches reposent sur des Dispositifs d’appui aux Expertises, à la Métrologie et aux Observations (DEMO), des méthodes d’analyse de données poussées, sur l’innovation instrumentale et méthodologique, le déploiement d’instruments de pointe pour des expérimentations en laboratoire ou des observations in-situ, fixes ou en mobilité, permettant des études sur une large gamme d’échelles spatiales – du local à l’intercontinental – et temporelles – de la seconde au pluriannuel.
Les questions scientifiques qui guident les activités de recherche de l’AT OSPA sont :
QUESTION 1 : REACTIVITE ATMOSPHERIQUE
Réactivité en phase gazeuse : Les recherches en laboratoire portent sur des précurseurs importants de polluants secondaires tels que l’ozone et les particules atmosphériques, notamment les composés terpéniques. Les études se concentrent sur leur oxydation et les produits qui en résultent, comme les terpènes oxygénés. Une attention particulière est portée aux composés issus des feux de biomasse, tels que les furanes, et à leur rôle potentiel dans la formation de polluants secondaires. La chimie des radicaux peroxyles, qui participent aux réactions menant à la formation de molécules très oxydées, précurseurs des particules atmosphériques, et à la chimie de formation de l’ozone, est également étudiée.
Réactivité hétérogène : Des études explorent le vieillissement des poussières minérales et de nouvelles sources de pollution, comme les microplastiques et les enrobés bitumineux. A l’aide d’outils scientifiques avancés, nous analysons comment ces particules interagissent avec l’atmosphère, et modifient leurs propriétés optiques et chimiques. L’étude de la réactivité des microplastiques face aux oxydants atmosphériques permet de mieux comprendre leur transformation au fil du temps.
QUESTION 2 : ORIGINES DES POLLUANTS ATMOSPHERIQUES
Études des sources de pollution : Les recherches se concentrent sur les sources des polluants sur des sites récepteurs dans des environnement contrastés, ou par des études spécifiques ciblant des émissions peu étudiées, telles que celles des bateaux ou des particules provenant du freinage. Des campagnes de mesures sont menées sous différents climats (méditerranéen, océanique, tropical) et dans divers environnements (urbain, rural, côtier, industriel) pour mieux comprendre les sources de polluants atmosphériques, comme les composés organiques volatils (COV), l’ozone et les aérosols.
Développement de capteurs pour la qualité de l’air : De nouveaux capteurs de pollution, capables de détecter des substances comme le sulfure d’hydrogène ou l’ammoniac, sont en cours de développement. Ces capteurs, installés sur des drones, voitures ou autres supports mobiles, visent à mesurer la pollution en temps réel et à mieux comprendre sa distribution dans l’espace. Cela permet d’intégrer des polluants à une échelle spatiale plus fine et d’offrir des informations plus précises sur la qualité de l’air.
Impacts sur la santé et le climat : Les recherches sur les effets sanitaires se concentrent sur l’impact des particules fines, qu’elles soient naturelles ou d’origine humaine. Des dispositifs expérimentaux sont développés pour étudier les effets toxiques des aérosols sur la santé humaine, notamment les particules métalliques et les aérosols biogéniques, en collaboration avec des laboratoires régionaux.
QUESTION 3 : ÉVOLUTION ATMOSPHERIQUE DANS UN MONDE EN TRANSITION
Étude de l’évolution des polluants atmosphériques : Les recherches se concentrent sur l’évolution spatiale et temporelle des gaz et particules dans l’atmosphère, en lien avec le changement climatique et les transformations sociétales. Cela inclut l’utilisation de nombreuses observations in situ et des modèles avancés pour mieux comprendre l’évolution des émissions et leur impact.
Analyse des tendances de la pollution : Des études multi-annuelles sont menées pour analyser les tendances des polluants tels que l’ozone, les COVs, le dioxyde d’azote, l’ammoniac et les particules fines. Des approches d’apprentissage automatique (machine learning) sont utilisées pour mieux comprendre comment la météorologie influence les concentrations de ces polluants. Les résultats sont comparés aux données d’émissions à différents niveaux (urbain, régional, national) pour mieux évaluer les sources de pollution et leur évolution.
LES PROJETS
AIRCLEAN
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Projet AIRCLEAN (Développement d’équipements pour la qualité de l’air en cabine concernant l’ensemble des segments d’avion) Suite à l’appel FUI-22, AIRCLEAN est un projet français dédié au traitement de l’air cabine avion pour le confort et la santé du personnel…
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Le projet UNREAL : Unveiling Nucleation mechanism in aiRcraft Engine exhAust and its Link with fuel composition (UNREAL) > Dévoilement du mécanisme de nucléation dans les gaz d’échappement des moteurs d’avion et de son lien avec la composition du carburant…
Labex CaPPA
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Laboratoire d’excellence « Chemical and Physical Properties of Aerosols (Labex CaPPA) Le laboratoire d’excellence CaPPA a été lauréat de la 2ème vague (2012) de l’appel à projets « Laboratoires d’Excellence » du Programme Investissement d’Avenir (PIA). Il s’intéresse d’une part au système «aérosols»…
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