HODZIC

Alma HODZIC

Le jeudi 6 octobre 2005 à 11h, à l'Ecole Polytechnique, Amphi Becquerel.

"Modélisation des aérosols de pollution en Ile-de-France"


Le jury composé de :

Hervé LE TREUT - Président du jury
Gilles BERGAMETTI - Rapporteur
Robert ROSSET - Rapporteur
Olivier BOUCHER - Examinateur
Sasha MADRONICH - Examinateur
Robert VAUTARD - Directeur de Thèse
Christian ELICHEGARAY - Invité
Philippe LAMELOISE - Invité


 RESUME

La modélisation des aérosols constitue un enjeu majeur dans la compréhension
des processus d'émissions et d'évolution des particules dans l'atmosphère.
Cependant les paramétrisations utilisées dans les modèles d'aérosols actuels
comportent encore de nombreuses incertitudes.

Ce travail de thèse a ainsi été motivé à la fois par ce besoin de mieux
connaître les faiblesses des outils de modélisation des aérosols et la
nécessité de disposer de nouvelles méthodes de validation pour permettre une
évaluation tridimensionnelle des modèles. Les études ont été conduites à
l'aide du modèle de chimie-transport CHIMERE, qui permet de simuler les
concentrations et les caractéristiques physico-chimiques des aérosols de
pollution à l'échelle européenne et en Ile-de-France. L'approche de
validation utilisée est basée sur la complémentarité des mesures réalisées au
sol par les réseaux de surveillance, de celles acquises durant la campagne
ESQUIF, des mesures lidar et photométriques et des observations
satellitaires. La confrontation entre les observations et les simulations a
permis d'une part l'identification et la réduction des erreurs de
modélisation, et d'autre part la caractérisation des propriétés des aérosols
au voisinage d'une agglomération urbaine.

Tout d'abord, l'évaluation statistique des erreurs de modélisation en surface
a mis en évidence une compensation d'erreurs entre des concentrations de fond
d'aérosols sous-estimées et des concentrations en zone urbaine surestimées,
résultant d'une trop faible diffusion verticale et de trop fortes émissions.
Cette validation à l'échelle urbaine a été complétée par une étude détaillée
de la chimie de l'aérosol dans le cadre de la campagne ESQUIF, montrant la
capacité du modèle à simuler correctement la fraction relative des différents
composés de l'aérosol, à l'exception des aérosols organiques secondaires et
des nitrates du mode grossier, responsables de la masse manquante en été. Des
améliorations ont été apportées en prenant en compte dans le modèle la
formation hétérogène des nitrates sur les poussières minérales.
Enfin, l'utilisation des données de télédétection active (lidar) et passive
(photomètre et radiomètre) pour la validation tridimensionnelle du module
d'aérosol a montré que le modèle reproduisait de façon réaliste la
distribution verticale des aérosols. Cependant, les paramétrisations
actuelles se sont révélées insuffisantes pour reproduire les événements
sporadiques tels que le transport longue distance de poussières désertiques
et d'aérosols issus des feux de biomasse. Dans le cas des données satellites,
l'étude nous a incité à une grande prudence quant à leur interprétation et à
leur utilisation dans le cadre de l'étude de la pollution urbaine.