Crédits Image : France SIMONET/IRCELYON/CNRS Photothèque
Thème 3 :
étude du vieillissement des suies dans l'atmosphère
Le vieillissement atmosphérique des suies peut avoir lieu selon deux grands types de processus réactionnels : la suie peut jouer d’une part le rôle de surface réactive et d’autre part celui de surface de dépôt d’espèces gazeuses. Ainsi, il est important de continuer à documenter la réactivité hétérogène chimique et/ou photochimique des oxydants atmosphériques avec les suies, ou plus précisément des molécules adsorbées à leur surface, comme les HAP et leurs dérivés nitrés et oxygénés. En outre, il est indispensable de considérer aussi la fraction gazeuse associée aux suies, constituée d’espèces volatiles ou semi-volatiles qui, après une éventuelle oxydation en phase gazeuse, peuvent participer, par condensation sur les particules, à la fraction « secondaire » ou plus largement au vieillissement des suies. Parmi les précurseurs d’une fraction organique secondaire, les HAP et leurs dérivés sont, de nouveau, susceptibles de jouer un rôle prépondérant.
Deux approches complémentaires
La première consiste à caractériser directement les modifications des propriétés d’intérêt (optiques, hygroscopiques, toxicologiques…) au cours du devenir atmosphérique des particules de suie alors que la seconde, située à un niveau plus fondamental, repose sur l’étude des processus réactionnels impliqués dans le vieillissement pour décrire notamment l’évolution de la composition chimique des particules et ainsi mieux comprendre la modification de leurs propriétés macroscopiques.
Un des enjeux majeurs de l’étude du vieillissement des particules de suie est la caractérisation de l’évolution de leurs propriétés hygroscopiques, indispensable à l’étude de leurs interactions avec l’eau. En effet, au cours de leur vieillissement atmosphérique, les particules évoluent d’un caractère hydrophobe (à l’émission) vers un caractère plus hydrophile, ce qui modifie leur rôle comme noyaux de condensation pour les nuages (taille, temps de vie du nuage…), en lien avec leur impact sur le climat.
Par ailleurs, au-delà de la recherche de traceurs de sources, il paraît également nécessaire pour une description et une modélisation fiable du vieillissement atmosphérique des suies, d’identifier et si possible d’évaluer en atmosphère réelle, l’importance des différentes voies réactionnelles qui sont étudiées théoriquement ou expérimentalement en milieu contrôlé. Cela repose sur la détermination de traceurs de processus.
