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Stage - Formation des aérosols urbains

Présentation

Durée : 5 à 6 mois

Contexte :
Les particules présentes en suspension dans l’atmosphère peuvent avoir un effet néfaste sur la santé. Elles
sont réglementées en France et dans l’Union Européenne. Les particules sont émises par différentes sources
: industrielles, trafic automobile, océan, désert etc. Les particules sont formées de plusieurs composés, tels
que des poussières, du carbone ou encore du sulfate. La composition chimique des particules varie selon les
sources d’émission et selon les transformations physico-chimiques dans l'atmosphère. Ainsi, la formation
de certains composés des particules dépend des facteurs environnementaux et des interactions entre les
diverses sources d'émissions, telles que les sources anthropiques (trafic, industries, chauffage) et
biogéniques (végétation).
Différents modules ont été développés ces dernières années pour modéliser les différents processus
influençant les concentrations en aérosols :
- SCRAM (Size Composition Resolved Aerosol Model, Zhu et al. 2015) permet de prendre en compte la
dynamique du mélange des particules de différentes origines sur les concentrations
- SOAP (Secondary Organic Aerosol Processor) permet de modéliser le partitionnement d'un composé
organiques entre la phase gazeuse et les particules (Couvidat et Sartelet, 2015). Ce partitionnement dépend
notamment de la viscosité des particules, et des interactions entre composés inorganiques et organiques.
- H2O (Hydrophobic Hydrophilic Organic, Couvidat et al. 2012) permet de prendre en compte les
transformations chimiques dans la phase gazeuse.
Ces trois modules ont été récemment combinés pour former un nouveau modèle d'aérosols, appelé
SSH-aerosol. Ce module a vocation à être intégré dans des modèles de chimie transport qui permettent de
simuler les concentrations de polluants à partir d’un inventaire d’émissions, de données météorologiques et
de conditions aux limites du domaine étudié.
Objectifs :
L'objectif de ce stage consistera à étudier l'influence des différents processus inclus dans SSH-aerosol sur la
formation des particules en hiver et en été dans des conditions représentatives de l’Île-de-France. Pour cela,
des simulations incluant différent processus seront réalisées et comparées. Ces simulations 0D « boite »
seront construites de manière similaire aux travaux de Zhu et al. (2015). Elles utiliseront pour conditions
initiales des concentrations et des émissions issues d'une simulation réalisée à l'échelle régionale
Île-de-France avec le modèle de qualité de l'air Polyphemus (Couvidat et al. 2013, Zhu et al. 2016). Ces
simulations « boite » permettront de cerner les processus importants pour la formation des aérosols,
indépendamment des temps de calcul qui peuvent être trop importants pour pouvoir effectuer plusieurs
simulations 3D avec un modèle de qualité de l'air.

 

 

Contacts

Merci d’envoyer vos candidatures (CV + lettre de motivation) à Dr Karine Sartelet
(karine.sartelet@enpc.fr) et Dr Florian Couvidat (florian.couvidat@ineris.fr)

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