Etude De La Fraction Carbonée De L'aérosol Atmosphérique À Chamonix Et St Jean De Maurienne : Évolutions Saisonnières, Sources Et Caractéristiques Chimiques
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Etude de la fraction carbon´eede l'a´erosolatmosph´erique `aChamonix et St Jean de Maurienne : ´evolutions saisonni`eres,sources et caract´eristiqueschimiques Gilles Aymoz To cite this version: Gilles Aymoz. Etude de la fraction carbon´eede l'a´erosolatmosph´erique `aChamonix et St Jean de Maurienne : ´evolutions saisonni`eres,sources et caract´eristiqueschimiques. Ocean, Atmosphere. Universit´eJoseph-Fourier - Grenoble I, 2005. French. <tel-00008918> HAL Id: tel-00008918 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008918 Submitted on 1 Apr 2005 HAL is a multi-disciplinary open access L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destin´eeau d´ep^otet `ala diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publi´esou non, lished or not. The documents may come from ´emanant des ´etablissements d'enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche fran¸caisou ´etrangers,des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou priv´es. LABORATOIRE DE GLACIOLOGIE ET GEOPHYSIQUE DE L’ENVIRONNEMENT UMR5183 Centre National de la Recherche Scientifique Université Joseph Fourier 54, rue Molière – Domaine Universitaire BP 96 – 38402 – Saint Martin d’Hères Cedex (France) Etude de la fraction carbonée de l'aérosol atmosphérique à Chamonix et St Jean de Maurienne : évolutions saisonnières, sources et caractéristiques chimiques. Gilles AYMOZ Thèse de doctorat de l’Université Joseph Fourier (Grenoble 1) (Arrêtés ministériels du 5 juillet 1984 et 30 mars 1992) Spécialité : Sciences de la Terre et de l’Univers Thèse soutenue le 11 mars 2005 Composition du jury : Mme. Anne-Marie Boullier Présidente Mme Hélène Cachier Rapporteur M. Paolo Laj Rapporteur Mme. Pascale Ebner Examinateur M. Michel Legrand Co-directeur de Thèse M. Jean-Luc Jaffrezo Co-directeur de Thèse 2 ETUDE DE LA FRACTION CARBONEE DE L'AEROSOL ATMOSPHERIQUE A CHAMONIX ET ST JEAN DE MAURIENNE : EVOLUTIONS SAISONNIERES, SOURCES ET CARACTERISTIQUES CHIMIQUES. 3 4 AVANT PROPOS Une thèse commence assez inévitablement par des remerciements. Un petit espace personnel de liberté, de souvenirs, et même de sincérité. Alors avant de saluer ceux que j'ai cotoyés au cours de ces quelques années, il m'est difficile de ne pas avoir quelques mots des têtes raides et une pensée pour guillaume, "de ceux qui sont partis, du creux de notre vie"… Merci aux membres du jury qui auront eu l'amabilité de se déplacer, mais surtout de lire le manuscrit, quelque fois de le relire, pour finalement le juger. C'est aussi en pensant à vous que j'ai limité le nombre de pages. Je remercie donc très sincèrement Anne-Marie Boullier pour avoir présidé ce jury, Hélène Cachier pour avoir rapporté (et pour les nombreux encouragements), et Pascal Ebner pour avoir accepté d'examiner… Une pensée particulière pour Paolo Laj : Paolo, tu pourrais probablement tapisser ta chambre avec les remerciements que tu collectes régulièrement de la part de tes adeptes. Je ne te conseille toutefois pas de le faire, mais plutôt de rester aussi simple, disponible et humain que tu l'es. Une autre pensée particulière pour Michel Legrand, qui a accepté d'être directeur officiel de cette thèse. Merci pour cela, et aussi (et surtout ?) pour le programme "241"… Evidemment, il serait difficile de ne pas accorder un paragraphe à celui qui, selon son propre vocabulaire, a cadré mon travail, et m'a permis de travailler sur un sujet aussi passionnant. Ah ! Jean-Luc, que dire, à part que j'ai vraiment beaucoup appris avec toi… A tourner et retourner le déroulement de ces années, à essayer d'en tirer le principal, je dirai que c'est probablement par tes capacités à critiquer mon travail que tu m'auras le plus fait progresser sur le plan personnel. Une mention spéciale pour Willy Maenhaut, qui nous a accueillie à Gand. J'ai apprécié ta rigueur, ta gentillesse et ta disponibilité. Prends soin de toi ! La somme de travail de terrain, d'analyses et de rédaction de rapports réalisée pendant la durée de cette thèse n'est évidemment pas le fruit de l'unique travail de Jean-Luc et moi, et nous avons usé, et abusé (?), de stagiaires d'origines diverses. Alors en vrac, Cécile, Sandrine (Sandy, comment va ton grand-père ?), Juliette, Sylvie, Sylvain, Hélène, Julie, Delphine, Papa-Pyrex, Michael, Charles, Claire et Claire… je suis sûr d'en oublier, mais que de bons moments, entre les heures en salle blanche, en Belgique (?), ou devant la Verte au col des Montets… Et puis, il y a les autres gens du Team POVA, et tous les autres gens, du labo ou pas, ressemblant aux passantes de 5 Brassens… Difficile de citer tout le monde, entre aurelie colomb, le père goriaux, les gens du labo (le père possenti, sophie, cricri, manou, florent, éric, et pis susi et christian pour les sorties vers les glaciers et vallot), les air-apsiens (polo, seb, hervé et leur grand schtroumf didier), les clermontois laborieux du LaMP avec qui j'ai bu un coup ou plus ou mangé les pasta de Julia… Ca fait une longue phrase, un bon paquet de bons moments, de bons souvenirs, et d'amitiés sincères ! A tous, bon vent ! Et pis Jacques, trois ans dans ton bureau, un régal de bonne humeur et de mauvaise foi, toi qui a aussi supporté les "ça bosse dur, aymoz ?" presque tous les matins… Alors merci à toi de m'avoir accepté et supporté ! Je passerai de temps en temps te faire un p'tit "coucou" !!! Et puis, il y a les intermittents de la recherche, ceux qu'étaient la quand on est arrivé, nico, olive, bernie et aurelien. Les deux premiers ont bien réussi dans la vie, chapeau. Les deux autres tâtonnent encore : l'un trouvera un jour (j'en suis sur) des morilles, l'autre, par contre, ne reconnaîtra sans doute jamais le pic noir de la pie grièche femelle. Et y'a ceux de ma génération : le beau Paolo, la belle sophie, et, heu, durand et sa bagnole. Gael, si tu m'entends, laisse tout tomber, il est encore temps… Et pis les jeunes, pleins de vie, pas encore tout à fait pressés : je ne cite que laura, arnaud, fabien, nico, anne-sophie, kristof, pierrot, latiatia, helene, et martin, qu'en dit pas plus mais qu'en pense pas moins… Ouf ! A tous, une bise amicale (et plus si affinités, enfin, vous me connaissez…), en espérant (c'est probable) que nos routes se croisent à nouveau de temps en temps. Et puis il y a ceux qu'on a envie de remercier parce que c'est comme ça, parce qu'ils m'ont apporté beaucoup de joie au cours de ces dernières années. Il y a l'équipée sauvage et pas réglementaire de l'étendard, avec ses restes pas toujours frais de polaires : Bruno, Olive, et le Blood. Et puis le père Marchand, philosophe des bas quartiers de la ville. Et Vince, l'unique, toujours là, le cœur sur la main, un verre dans l'autre… Presque pour finir, une pensée émue pour mes parents, qui m'ont laissé faire les études que je voulais, et qui m'ont toujours soutenu. Merci Claude, aussi, d'être simplement là… Et pis nath, et notre p'tit bout : j'espère qu'à nous deux, on te permettra de grandir dans la joie, et loin des automobiles… 6 7 8 RESUME Les aérosols atmosphériques jouent un rôle important dans le système climatique de la terre. Ils sont aussi à l'origine de certains problèmes de pollution atmosphérique en zone urbaine. Toutefois, leur influence sur le changement climatique global, de même que leur propriétés chimiques en zone urbaine, sont encore très mal connues. L'une des principales raisons à cela est que l'un des constituants majeurs de cet aérosol, la matière carbonée, est à ce jour très peu renseignée. Ce travail s'inscrit donc dans la problématique d'une meilleure connaissance de la matière carbonée particulaire. Cette étude présente des résultats de mesures de matière carbonée (OC et EC) contenue dans l'aérosol (PM10), et réalisées dans le cadre du programme POVA, entre février 2001 et juin 2003 à Chamonix et St Jean de Maurienne (Alpes françaises). Cette série constitue l'une des premières de ce type pour des sites de fond de vallées alpines, caractérisés par des émissions localisées en fond de vallées et de fortes inversions de température en hiver, limitant la dispersion des polluants. Le programme POVA, axé sur l'étude de la pollution atmosphérique dans ces vallées, a été proposé suite à la fermeture du tunnel du Mont-Blanc, en 1999. L'un des principaux objectifs était d'établir les sources de pollution par les particules, en particulier la part due au trafic poids lourds international. Nous avons pu établir que, sur les deux sites et alors que le trafic poids lourds international n'était pas rétabli en vallée de Chamonix, cette source représentait environ un tiers de la masse des particules observées, et était à l'origine d'une plus faible fraction de la masse de matière carbonée. Le caractère extrêmement primaire de la matière carbonée est une spécificité remarquable de notre site. La source de matière carbonée constituée par les véhicules légers n'a pas pu être étudiée. Il apparaît par contre que les combustions de biomasse (probablement les feux de cheminées) jouent un rôle important, et accru en cas de faibles températures, sur les niveaux de pollution par les particules. Enfin, l'impact potentiel de la condensation de matière semi-volatile aux faibles températures reste une hypothèse à tester. Sur le plan plus général de l'étude de la matière organique, il apparaît plusieurs résultats : 1.