Sources et impacts des polluants traces de l’air
Énergie Environnement
Thématique « Sources et Impacts des polluants traces de l’air » (S&I)
Elle regroupe les travaux d’environ 45 personnels de recherche, dont 30 permanents et 15 non-permanents.
La question scientifique qui la guide est : « Quels sont les sources et puits, les transformations et impacts des polluants gazeux et particulaires de l’air ambiant, dans un contexte de pression anthropique croissante et de changement climatique ? ».
Ces recherches visent à mieux connaître la composition de l’air en espèces traces (espèces en très faibles concentrations) gazeuses et particulaires, leur devenir (sources, puits et transformations) et leurs impacts sur la qualité de l’air et la santé, le changement climatique et les écosystèmes.
La stratégie scientifique est centrée sur l’observation de surface in situ, la description multifactorielle et l’interprétation.Ces observations sont souvent couplées aux travaux de la thématique « Réactivité homogène & hétérogène ».
Pour cela, des méthodes de mesure de polluants traces sont développées et évaluées, en milieu contrôlé au laboratoire et sur le terrain. Récemment, les principales réalisations ont concerné le développement analytique et métrologique d’espèces réactives dans l’air ambiant à l’interface gaz/particules, en particulier des COV, AOS et des composés azotés(NH3) et soufrés (H2S), et le développement de dispositifs de mesure en lien avec des recherches sur la santé(bioaccessibilité et potentiel oxydant des aérosols). Un volet a spécifiquement porté sur le développement et l’évaluation de micro-capteurs de polluants atmosphériques, pour être déployés en réseaux de manière à mieux documenter la variabilité spatiale des niveaux de polluants. L’ensemble de ces développements servent aussi aux autres thématiques « Réactivité homogène & hétérogène » et « Qualité de l’air intérieur ».
Ces travaux s’appuient sur la participation à des centres d’expertise, notamment le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA, https://www.lcsqa.org/fr ) à l’échelle nationale, et le Centre thématique européen sur les gaz traces réactifs (Centre for Reactive Trace Gases In Situ Measurements, CiGas) de l’infrastructure de recherche ACTRIS(Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure, https://www.actris.eu/topical-centre/cigas ) à l’échelle européenne. Ils sont menés dans le cadre de projets structurants comme le Laboratoire Intelligent de surveillance de l’Air –LabCom IAM-Lab en partenariat avec le groupe TERA (https://anr.fr/Projet-ANR-21-LCV1-0007 ).
L’observation in situ utilise des plateformes d’observation à long terme (plusieurs dizaines d’années) telles que ACTRIS ATOLL (ATmospheric Observations in liLLe), et des sites de l’observatoire opérationnel d’évaluation de la pollution à longue distance (MERA). D’autre part, le parc instrumental d’analyseurs en ligne et de préleveurs installé dans le laboratoire mobile OMEGA est déployé pour des périodes plus courtes (quelques semaines à quelques mois) pour des campagnes d’observation intensives, sur différentes typologies de sites récepteurs plus ou moins éloignés des zones-sources. Avec cette stratégie, les observations portent sur les sources anthropiques et biogéniques des COV et des particules fines, organiques et inorganiques, primaires et secondaires, en zones urbaines ou naturelles sous différents climats (océanique, méditerranéen, tropical). La caractérisation en continu de la spéciation de l’aérosol in situ associée à la télédétection de l’aérosol déployée par le LOA (Laboratoire d’Optique Atmosphérique, CNRS/Université de Lille) dans le cadre du Labex CaPPA permet d’investiguer par exemple l’empreinte chimique des particules issues de panaches volcaniques.
Localisation géographique des stations MERA en 2020
Plateforme d’observations ATOLL sur le campus Cité Scientifique de l’Université de Lille
Laboratoire mobile OMEGA déployé durant la campagne ACROSS en juillet 2022
La description multifactorielle des données acquises sur le terrain, par des modèles statistiques orientés récepteurs, permet d’extraire les déterminants principaux des environnements atmosphériques complexes observés. Le développement et l’application de méthodes avancées d’analyse de données constitue un volet important et complémentaire du volet « observation » à la base de ce GT.
L’évaluation des impacts des espèces atmosphériques sur le climat, la qualité de l’air dont les nuisances olfactives, la santé et les écosystèmes est menée en étroite collaboration avec des équipes de recherche se situant à l’interface Physique-Chimie de l’atmosphère, Santé-Environnement et Environnement-Sociologie. L’impact de la pollution atmosphérique sur le climat est étudié à travers les liens entre propriétés physiques, optiques et chimiques des particules fines selon leurs sources ; cette recherche nécessite des données à long terme qui sont acquises dans le cadre de la plateforme ACTRIS/ATOLL en collaboration avec le LOA (Université de Lille). Les travaux sur l’impact sanitaire portent sur la caractérisation toxicologique des particules fines et ultrafines d’origine urbaine en partenariat avec IMPECS (Université de Lille) et l’exploitation épidémiologique des données de pollution atmosphérique en France. Enfin une approche originale consiste à l’évaluation et l’interprétation objectives des nuisances olfactives, permettant notamment la caractérisation des sources industrielles de polluants gazeux odorants.
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…
UNREAL
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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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