Chimie des espèces réactives et leur rôle sur la capacité oxydante en régions polaires

• Main Author: Barbero, Albane
• Other Authors: Université Grenoble Alpes, Savarino, Joël, Grilli, Roberto
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2021
• Subjects: Composés azotés; Neige; Oxydants; Composés halogénés; Atmosphère; Capacité oxydante; Photochimie; Régions polaires; Nitrogen compounds; Snow; Oxidants; Halogenated compounds; Atmosphere; Oxydative capacity; Photochemestry; Polar regions; 550; Découverte; Antarc*; Antarctique*
• Online Access: http://www.theses.fr/2021GRALU018/document

Au cours des deux dernières décennies, le paradigme de la neige en tant que matériau inerte a été remis en question par la découverte d'une activité chimique substantielle au sein du manteau neigeux et, en particulier, de sa teneur élevée en oxydes d’azote. Lorsque la lumière du soleil reprend à la fin de la nuit polaire, elle déclenche la photochimie au sein du manteau neigeux poreux. Ainsi, de nombreux échanges air-neige redistribuent les espèces régissant la capacité oxydante de l’atmosphère.De nombreuses études cherchant à mieux comprendre ces processus polaires ont montré que : i) les espèces hautement réactives (telles que NO_x, OH, HO_2, RO_2 et XO) jouent un rôle clé dans un environnement aussi éloigné, contrôlant la capacité oxydante et la chimie de l'atmosphère et ii) les émissions de la neige exercent également un contrôle local sur la capacité oxydante. En effet, les espèces azotées gazeuses, notamment les oxydes d'azote NO_x (NO_x equiv NO + NO_2), émises par la photolyse du nitrate contenu dans le manteau neigeux, conduisent à une forte production de radicaux O_3 et OH dans l'atmosphere. Malheureusement, ces mécanismes sont encore mal compris du fait du manque d'informations sur le comportement du nitrate contenu dans la neige mais aussi de l'absence de mesures directes du NO_2 à l'interface neige-atmosphère.Dans un premier temps, nous proposons d’appliquer une technique de mesure des NO_x basée sur la spectroscopie d’absorption large bande associée à une cavité à haute réflectivité (IBBCEAS), différente de celles utilisées précédemment en Antarctique. Cette technique permet de mesurer directement le NO_2 et les NO_x, et réduit ainsi les incertitudes liées à leurs niveaux de concentration. Nous avons développé, testé et validé deux instruments robustes, l'un pour la détection du NO_2 et le second pour celle des NO_x, atteignant des limites de détection de 30 times 10^{-12} mol mol^{-1} (3sigma) et nous avons déployé ces instruments sur le terrain antarctique à Dôme C.Deux hypothèses expliquent le ...