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«Les aérosols fins en Ile de France : chimie, sources et origines géographiques» par Michael Bressi

Présentée par : Michael Bressi Discipline : Météorologie, Océanographie Physique de l'Environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
Les aérosols fins (PM2.5) sont étudiés en Ile-de-France (IdF) pour leurs impacts sanitaires, climatiques et économiques néfastes, pour n'en nommer que quelques-uns. Une réduction de ces impacts demande la diminution des concentrations atmosphériques en PM2.5, ce qui nécessite une connaissance approfondie de leurs sources d'émissions et de leurs origines géographiques. Cette thèse se propose de documenter la composition chimique, les sources et les origines géographiques des aérosols fins en Ile-de-France sur une échelle spatio-temporelle étendue. Cinq sites de mesures -représentatifs de fonds urbains, suburbains et ruraux- couvrant l'ensemble de cette région ont été utilisés pour prélever les PM2.5 quotidiennement pendant une année. Les fractions chimiques majeures et certains traceurs de sources ont été analysés. Des outils statistiques ont permis de déterminer les sources des PM2.5 à partir de leur composition chimique, et leurs origines géographiques à partir de rétro-trajectoires de masses d'air. De manière inattendue, les niveaux de PM2.5 observés sur Paris sont parmi les plus faibles en Europe, du fait de l'orographie plate de la région IdF favorable à la dispersion des polluants. Les épisodes de pollution particulaires sont majoritairement dus à de l'import de particules secondaires -résultant de la condensation d'espèces gazeuses- provenant d'Europe continentale. A l'inverse, les sources locales -combustion de biomasse et transport routier principalement- ne contribuent qu'à un quart des niveaux mesurés à l'échelle de l'année. De nouvelles recherches restent nécessaires afin d'avoir une meilleure connaissance des sources des aérosols fins secondaires mesurés en Ile-de-France.

Abstract :
Fine aerosols (PM2.5) are studied in the region of Paris (France) for their impacts on human health, climate and economy, to name a few. Decreasing these impacts demands the abatement of their atmospheric concentrations, which requires in-depth knowledge of their emission sources and geographical origins. This PhD thesis aims at documenting the chemical composition, the sources and the geographical origins of fine aerosols in the region of Paris, on an extended spatial and temporal scale. Five sampling sites -representative of urban, suburban and rural backgrounds- covering the entire region were used to sample PM2.5 on a daily basis for one year. Major chemical compounds and source tracers were analysed. Statistical tools allowed the sources and the geographical origins of PM2.5 to be determined, based on their chemical composition and back-trajectories analyses, respectively. Unexpectedly, PM2.5 levels measured in Paris are amongst the lowest in Europe due to the flat orography of the region favouring the dispersion of pollutants. Aerosol pollution events were primarily due to the import of secondary aerosols -resulting from gas to particle conversion- stemming from Continental Europe. On the other hand, local sources -mainly biomass burning and road transport- only contribute a quarter of PM2.5 levels on an annual scale. Further research is needed to better identify sources of secondary fine aerosols measured in the region of Paris.
Informations complémentaires
Jean-Luc JAFFREZO, Directeur de Recherche, au Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement - Saint-Martin d’Hères - Rapporteur
Nadine LOCOGE, Professeur des Universités, à l’Ecole des Mines de Douai/Département de Chimie et Environnement - Douai - Rapporteur
Jean SCIARE, Chercheur, Habilité à Diriger des Recherches, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Gilles AYMOZ, Ingénieur de Recherche, à l’ADEME - Paris - Examinateur
Mathias BEEKMANN, Directeur de Recherche, au Laboratoire Inter-universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) - Créteil - Examinateur
Philippe BOUSQUET, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Hélène CACHIER, Maître de Conférences, Habilitée à Diriger des Recherches, à l’Université Paris Diderot Paris 7 - Paris - Examinateur
Véronique GHERSI, Ingénieur de Recherche, à AIRPARIF - Paris - Examinateur
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