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Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 46 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 11 Mo |
Extrait
UNIVERSITÉ D’ORLÉANS
ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES
INSTITUT DE COMBUSTION,
AEROTHERMIQUE, REACTIVITE
ET ENVIRONNEMENT
THÈSE présentée par :
François BERNARD
soutenue le : 11 décembre 2009
pour obtenir le grade de : Docteur de l’université d’Orléans
Discipline : Chimie
Etude du devenir atmosphérique de
composés organiques volatils biogéniques :
Réactions avec OH, O et NO 3 2
THÈSE dirigée par :
Abdelwahid MELLOUKI Directeur de recherche au CNRS d’Orléans (directeur de thèse)
Véronique DAELE Chargée de recherche au CNRS d’Orléans (co-encadrante)
RAPPORTEURS :
Jean-François DOUSSIN Professeur à l’université Paris XII
Christian GEORGE Directeur de recherche au CNRS de Lyon
_________________________________________________________________
JURY :
Valéry CATOIRE Professeur / LPC2E, Orléans (Président)
Jean-François DOUSSIN Professeur / LISA – Université Paris-Est Créteil
Christian GEORGE Directeur de recherche / IRCELYON, Lyon
Karine SELLEGRI Chargée de recherche / LaMP, Clermont-Ferrand
Véronique DAELE Chargée de recherche / ICARE, Orléans
Abdelwahid MELLOUKI Directeur de recherche / ICARE, Orléans
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Table des matières
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tel-00517365, version 1 - 14 Sep 2010TABLE DES MATIERES
TABLE DES MATIERES
Introduction................................................................................................- 11 -
1 Contexte atmosphérique .....................................................................- 17 -
1.1 Les Composés organiques volatils biogéniques (COVB) dans l’atmosphère- 19 -
1.1.1 Emissions des COVB ............................................................................... - 19 -
1.1.2 Réactivité des COVB dans la troposphère................................................. - 21 -
1.2 Chimie troposphérique des COVB................................................................ - 23 -
1.2.1 Sources d’oxydants dans l’atmosphère ..................................................... - 23 -
1.2.1.1 Source de radicaux OH dans l’atmosphère......................................................................- 23 -
1.2.1.2 Formation de l’ozone troposphérique ..............................................................................- 24 -
1.2.1.3 Formation de NO ............................................................................................................- 25 - 3
1.2.2 Mécanismes d’oxydations des COVB....................................................... - 25 -
1.2.2.1 Réaction des COVB insaturés avec OH...........................................................................- 25 -
1.2.2.1.1 Devenir des radicaux peroxyles................................................................................- 26 -
1.2.2.1.2 Devenir des radicaux alcoxyles................................................................................- 27 -
1.2.2.2 Réaction des COVB insaturés avec O ............................................................................- 27 - 3
1.2.2.2.1 Mécanisme général...................................................................................................- 27 -
1.2.2.2.2 Devenir du biradical de Criegee ..............................................................................- 28 -
1.2.2.3 Réaction des COVB insaturés avec NO .........................................................................- 31 - 2
1.2.2.4 Réaction des COVB insaturés avec NO .........................................................................- 31 - 3
1.2.3 Formation des aérosols atmosphériques .............................................................. - 31 -
1.2.3.1 Généralités.......................................................................................................................- 31 -
1.2.3.2 Formation des AOS atmosphériques ...............................................................................- 34 -
1.2.3.2.1 COVs précurseurs ....................................................................................................- 35 -
1.2.3.2.2 Mécanisme de formation ..........................................................................................- 37 -
1.2.3.3 Formation des AOS en laboratoire ..................................................................................- 39 -
1.2.4 Impact sur l’environnement et sur la santé................................................ - 41 -
1.3 Motivation de l’étude ..................................................................................... - 42 -
2 Dispositifs expérimentaux...................................................................- 49 -
2.1 Les chambres de simulation atmosphérique (CSA)...................................... - 51 -
32.1.1 La Grande Chambre de Simulation Atmosphérique d’Orléans (7,3 m ).... - 51 -
2.1.1.1 L’enceinte réactionnelle...................................................................................................- 51 -
2.1.1.2 Instrumentation................................................................................................................- 53 -
2.1.2 La Chambre de Simulation Atmosphérique d’Orléans (200 L).................. - 58 -
32.1.3 La Chambre de Simulation Atmosphérique Euphore de Valence (204 m )- 59 -
1.1.1.1 L’enceinte réactionnelle...................................................................................................- 59 -
2.1.3.1 Instrumentation................................................................................................................- 61 -
2.1.3.1.1 Le spectromètre IRTF (Infrarouge à Transformée de Fourier)................................- 61 -
2.1.3.1.2 Les analyseurs spécifiques........................................................................................- 61 -
2.1.3.1.3 Les chromatographes ...............................................................................................- 61 -
2.1.3.1.4 Suivi des aérosols .....................................................................................................- 62 -
2.1.3.1.5 Analyse chimique des aérosols .................................................................................- 62 -
2.1.4 La Chambre de Simulation Atmosphérique de Mayence (570 L) .............. - 62 -
2.1.4.1 L’enceinte réactionnelle...................................................................................................- 62 -
2.1.4.2 Instrumentation................................................................................................................- 63 -
- 7 -
tel-00517365, version 1 - 14 Sep 2010TABLE DES MATIERES
2.1.5 Procédure et méthodologie ....................................................................... - 65 -
2.1.5.1 Principe de détermination des constantes de vitesse de réaction .....................................- 65 -
2.1.5.2 Détermination des rendements en phase gazeuse ............................................................- 67 -
2.1.5.3 Détermination des rendements massiques des aérosols ...................................................- 68 -
2.2 Le réacteur à écoulement............................................................................... - 69 -
2.2.1 Description générale................................................................................. - 69 -
2.2.2 Zone de mélange/Injecteur mobile............................................................ - 71 -
2.2.3 Zone de prélèvement ................................................................................ - 72 -
2.2.4 Simulation de l’écoulement