REA
« Impact des feux de végétation sur la pollution particulaire en région Euro-Méditerranéenne et en Australie ».
vendredi 16 octobre 2015
M. Viencent-Henri Peuch (Rapporteur)
M. Pierre-François Coheur (Rapporteur)
M. Augustin Colette (Examinateur)
M. Juan Cuesta (Examinateur)
Mme Laurence Picon (Examinatrice)
Mme Solène Turquety (Directrice de thèse)
M. Laurent Menut (Directeur de thèse)
Résumé
La quantification des impacts sanitaires et climatiques des aérosols nécessite de pouvoir quantifier précisément leur concentration, leur composition chimique et leur distribution en taille. Parmi les nombreux aérosols émis par les activités anthropiques et naturelles, les émissions de feux de végétation et leur transport sont encore très incertains. Ce travail de thèse vise à améliorer la caractérisation de ces feux, afin de mieux les représenter par modélisation. Afin de couvrir différents types de feux, l’étude portera à la fois sur des analyses de cas en Euro-Méditerranée et en Australie.
L’analyse porte tout d’abord sur les informations nécessaires afin de calculer un flux d’émissions de feux : les surfaces brûlées et les hauteurs d’injection sont quantifiées par analyse d’observations satellitaires. Les observations MODIS permettent de montrer que la végétation brûlée en Europe est principalement constituée et en moyenne de surfaces agricoles (70%), tandis que les feux de savane et de maquis dominent en Australie (50% et 40%). Au sein de cette moyenne, de très fortes hétérogénéités spatiales sont relevées, avec, par exemple, des feux de forêt représentant 13% au Portugal et 65% au Sud-Est de l’Australie du total observé. A partir d’observations MISR et CALIOP, il est montré que les hauteurs d’injection sont principalement près de la surface et vers 2000 m d’altitude pour les deux régions. Les plus grandes différences d’injection sont relevées au delà̀ de 4000 m avec 4,6-6,4% des émissions en Europe et 8,9-11% en Australie.
Suite à ces analyses statistiques, la modélisation régionale des aérosols a été́ réalisée en Europe (été́ 2012) et en Australie (octobre 2013). Il a été́ quantifié pour ces périodes que l’Europe est dominée par le transport des poussières minérales (62% de PM10 et 17% de PM2.5 en surface), et les activités anthropiques (19% de PM10 et 52% de PM2.5 en surface) : les feux sont nettement plus faibles en moyenne estivale mais montrent de très forts signaux localement et ponctuellement. Au contraire, les concentrations d’aérosols en surface en Australie sont dominées par les feux de végétation pendant la période d’octobre 2013. En terme de qualité́ de l’air, il a été́ montré que ces feux étaient à l’origine de un (Espagne) à une dizaine (Balkans) de jours de dépassements des normes en Europe et de neuf jours de dépassements en Australie (région de Sydney et Wollongong). Pour estimer l’incertitude liée au mode de prise en compte d’un même flux émis, une étude de sensibilité́ faisant varier le cycle diurne et la hauteur d’injection a été́ conduite et a permis de montrer que les concentrations de surface de PM2.5 pouvaient varier jusqu’à ±50%.