Thèse Rôle des Radicaux Hox dans la Chimie Urbaine Lien Entre Polluants Émergents et Production d'Ozone et de Particules Ultra Fines Puf H/F - Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : Physico-Chimie de la Combustion et de l'Atmosphère
Direction de la thèse : Coralie SCHOEMAECKER ORCID 0000000170169432
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-15T23:59:59

Le projet de thèse est centré sur des mesures long terme caractérisant la capacité oxydante en phase gazeuse de l'atmosphère. Ces mesures seront réalisées grâce à un instrument reposant sur la technique FAGE (Fluorescence Assay by Gas Expansion) sensible et sélective, développée au PC2A. Ce type d'instrument, développé et utilisé par environ 10 groupes dans le monde, permet la caractérisation fine du cycle d'oxydation au coeur de la formation de l'ozone troposphérique et des aérosols organiques secondaires, source de particules ultra fines (PUF), par la quantification des radicaux OH, HO2 et RO2 mais également la réactivité de OH (l'inverse de son temps de vie, représentative de la somme des pertes par réaction chimique). La mesure de ces paramètres au fil des saisons sur la plateforme instrumentée ATOLL (ATmospheric Observatory of LiLle) de l'université de Lille, labellisée dans le cadre du réseau ACTRIS-FR (composante française de l'infrastructure européenne dédiée à l'observation et l'exploration des aérosols, des nuages et des gaz réactifs et de leurs interactions) permettra de renforcer les mesures sur la phase gazeuse. Ces travaux entrent en adéquation avec un projet ADEME AQACIA : projet ECOZONE en partenariat avec l'IMT Nord Europe, dans lequel des mesures de composés organiques volatils (COV) et d'autres gaz seront également réalisées afin d'identifier les déterminants de la formation d'ozone en environnement urbain et d'identifier le rôle potentiel de polluants dits «émergents» (liés aux bâtiments, aux activités humaines, ....) dont le poids dans les émissions est en constante augmentation en milieu urbain. Ce projet s'inscrit dans le contexte du changement climatique susceptible d'augmenter la fréquence de vagues de chaleur et de conditions anticycloniques stables favorables aux pics d'ozone, déjà nombreux dans la métropole lilloise. L'ozone étant à la fois néfaste comme gaz à effet de serre et pour les végétaux mais également irritant pour le système respiratoire et les PUF ayant des effets sanitaires négatifs et un rôle encore mal défini sur le climat, le suivi long terme de la chimie radicalaire s'avère particulièrement innovant et pertinent car il permet d'identifier la variabilité saisonnière et d'étudier la récurrence de différents types d'évènements (pic d'ozone, formation de PUF). Il n'existe à l'heure actuelle qu'une seule station de mesure long terme de ce type mais elle est en atmosphère rurale (en Allemagne, à Hohenpeißenberg). Une double approche expérimentale et de modélisation permettra d'identifier les processus majoritaires et les espèces chimiques clés responsables de la formation d'ozone et de particules fines.

Les espèces chimiques émises par les activités naturelles et humaines ont un impact direct sur la qualité de l'air mais elles ont également un impact indirect lié aux processus chimiques de transformation, notamment d'oxydation lié à leur réactivité avec le radical OH.
Une grande partie de ces transformations se produit en phase gazeuse et implique les radicaux HOx (OH et HO2). Au regard de la multiplicité des espèces chimiques hydrocarbonées (tels que les composés organiques volatils, COV) et le potentiel impact de leur oxydation sur la formation de polluants (espèces secondaires telles que l'ozone, O3 ou les aérosols secondaires dans l'Atmosphère), la qualité de l'air et la santé humaine mais aussi sur le changement climatique (impact sur la concentration de gaz à effet de serre comme l'ozone et le méthane), il est nécessaire de mieux comprendre ces transformations. Pour cela, des mesures long terme des espèces présentes dans différents environnements et notamment les environnements urbains permettent de mettre en évidence les conditions menant à ces formations et les processus mis en jeux.

identifier les sources et processus menant à la formation des polluants atmosphériques tels que l'ozone et les particules ultrafines grâce à des mesures sur une plateforme et des outils de modélisation

mesure des espèces gazeuses dont les radicaux HOx par FAGE et particulaires grâce à divers instruments sur la plateforme ATOLL

chimie atmosphérique
diagnostic laser