Contribution à l'étude de la modélisation physico-chimique de la basse atmosphère PDF Download
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LE TRAVAIL PROPOSE CONSISTE A ETUDIER PAR SIMULATION NUMERIQUE L'INFLUENCE DES EMISSIONS D'HYDROCARBURES NATURELS EMIS PAR LA VEGETATION SUR LE CYCLE FORMATION-DESTRUCTION DE L'OZONE DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. IL A ETE REALISE A L'AIDE D'UN MODELE LAGRANGIEN DE PHYSICO-CHIMIE EN PHASE GAZEUSE REGROUPANT LES CYCLES REACTIONNELS DES NO#X, CH#4, CO, HYDROCARBURES LEGERS (ALCANES, ALCENES) ET HYDROCARBURES BIOGENIQUES (ISOPRENE). DANS UNE PREMIERE PARTIE LE MODELE A ETE ADAPTE A L'EXPERIENCE DECAFE, QUI S'EST DEROULEE EN AFRIQUE EQUATORIALE, AFIN D'EXPLIQUER L'ORIGINE DES FORTES TENEURS EN OZONE (65 PPB) OBSERVEES DANS LA COUCHE D'HARMATTAN AU DESSUS DE LA COUCHE DE MOUSSON. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE CES TENEURS ELEVEES SONT ESSENTIELLEMENT LIEES AUX EMISSIONS D'HYDROCARBURES ET DE NO#X EN ZONE DE SAVANE RESULTANT DE LA COMBUSTION DE BIOMASSE. EN EFFET 77% DE L'OZONE DE LA FORET DANS LA COUCHE D'HARMATTAN PROVIENT DE CES COMBUSTIONS ET 23% RESULTE DE L'ACTIVITE CHIMIQUE LIEE AUX HYDROCARBURES SPECIFIQUES EMIS PAR LA FORET. DANS UNE DEUXIEME ETAPE LE MODELE A ETE UTILISE POUR INTERPRETER LES PROFILS D'OZONE ET DE NO#X A L'INTERIEUR D'UN COUVERT VEGETAL. A PARTIR D'UN PROFIL DE COEFFICIENT DE DIFFUSION ET D'UNE PARAMETRISATION DES DIFFERENTES RESISTANCES DE SURFACE ON MET EN EVIDENCE LE ROLE DES DIFFERENTES STRATES DE VEGETATION SUR LE DEPOT. LES RESULTATS OBTENUS COMPARES A L'EXPERIENCE SONT SATISFAISANTS AU NIVEAU DE L'OZONE ET DU NO, EN REVANCHE LES EMISSIONS BIOGENIQUES DE NO NE PEUVENT EXPLIQUER LES CONCENTRATIONS ELEVEES DE NO#2, QUI PEUVENT PROVENIR DE PHENOMENES CONVECTIFS OU ADVECTIFS A PARTIR DES COMBUSTIONS DE BIOMASSE DES ZONES DE SAVANE AVOISINANTES. DANS UNE TROISIEME PARTIE EST PRESENTEE UNE ETUDE DE SENSIBILITE SUR LES CONSTANTES DE VITESSE DU MODULE CHIMIQUE AFIN DE PRECISER LES INFLUENCES DES DIFFERENTS DEGRES DE REDUCTION DE CE MODULE SUR L'EVOLUTION DE L'OZONE. CETTE ETUDE EST NECESSAIRE POUR L'INTRODUCTION ULTERIEURE DE CE MODULE DANS UN MODELE MESOECHELLE N'ADMETTANT QU'UN NOMBRE LIMITE DE REACTIONS
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LE TRAVAIL PROPOSE CONSISTE A ETUDIER PAR SIMULATION NUMERIQUE L'INFLUENCE DES EMISSIONS D'HYDROCARBURES NATURELS EMIS PAR LA VEGETATION SUR LE CYCLE FORMATION-DESTRUCTION DE L'OZONE DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. IL A ETE REALISE A L'AIDE D'UN MODELE LAGRANGIEN DE PHYSICO-CHIMIE EN PHASE GAZEUSE REGROUPANT LES CYCLES REACTIONNELS DES NO#X, CH#4, CO, HYDROCARBURES LEGERS (ALCANES, ALCENES) ET HYDROCARBURES BIOGENIQUES (ISOPRENE). DANS UNE PREMIERE PARTIE LE MODELE A ETE ADAPTE A L'EXPERIENCE DECAFE, QUI S'EST DEROULEE EN AFRIQUE EQUATORIALE, AFIN D'EXPLIQUER L'ORIGINE DES FORTES TENEURS EN OZONE (65 PPB) OBSERVEES DANS LA COUCHE D'HARMATTAN AU DESSUS DE LA COUCHE DE MOUSSON. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE CES TENEURS ELEVEES SONT ESSENTIELLEMENT LIEES AUX EMISSIONS D'HYDROCARBURES ET DE NO#X EN ZONE DE SAVANE RESULTANT DE LA COMBUSTION DE BIOMASSE. EN EFFET 77% DE L'OZONE DE LA FORET DANS LA COUCHE D'HARMATTAN PROVIENT DE CES COMBUSTIONS ET 23% RESULTE DE L'ACTIVITE CHIMIQUE LIEE AUX HYDROCARBURES SPECIFIQUES EMIS PAR LA FORET. DANS UNE DEUXIEME ETAPE LE MODELE A ETE UTILISE POUR INTERPRETER LES PROFILS D'OZONE ET DE NO#X A L'INTERIEUR D'UN COUVERT VEGETAL. A PARTIR D'UN PROFIL DE COEFFICIENT DE DIFFUSION ET D'UNE PARAMETRISATION DES DIFFERENTES RESISTANCES DE SURFACE ON MET EN EVIDENCE LE ROLE DES DIFFERENTES STRATES DE VEGETATION SUR LE DEPOT. LES RESULTATS OBTENUS COMPARES A L'EXPERIENCE SONT SATISFAISANTS AU NIVEAU DE L'OZONE ET DU NO, EN REVANCHE LES EMISSIONS BIOGENIQUES DE NO NE PEUVENT EXPLIQUER LES CONCENTRATIONS ELEVEES DE NO#2, QUI PEUVENT PROVENIR DE PHENOMENES CONVECTIFS OU ADVECTIFS A PARTIR DES COMBUSTIONS DE BIOMASSE DES ZONES DE SAVANE AVOISINANTES. DANS UNE TROISIEME PARTIE EST PRESENTEE UNE ETUDE DE SENSIBILITE SUR LES CONSTANTES DE VITESSE DU MODULE CHIMIQUE AFIN DE PRECISER LES INFLUENCES DES DIFFERENTS DEGRES DE REDUCTION DE CE MODULE SUR L'EVOLUTION DE L'OZONE. CETTE ETUDE EST NECESSAIRE POUR L'INTRODUCTION ULTERIEURE DE CE MODULE DANS UN MODELE MESOECHELLE N'ADMETTANT QU'UN NOMBRE LIMITE DE REACTIONS
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LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE DANS LA REGION DE SFAX (TUNISIE) RESULTE D'UN GRAND NOMBRE DE PROCESSUS ET DE PHENOMENES INTERACTIFS COMPLEXES ET DE NATURE DIFFERENTES. EN PARTICULIER, ELLE DEPEND SIMULTANEMENT DES CONDITIONS METEOROLOGIQUES (VENT, TEMPERATURE, HUMIDITE, PRESSION, NEBULOSITE...) ET DE PHENOMENES PHYSICO-CHIMIQUES TELS QUE LES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES, LES EMISSIONS EN SURFACE ET LE DEPOT SEC DE POLLUANTS ATMOSPHERIQUES. EN EFFET, CETTE REGION A CONNU CES DERNIERES ANNEES UN DEVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET URBAIN INTENSE LE LONG DE SES ZONES COTIERES. L'ATMOSPHERE EST AINSI SOUMISE A DE FORTES EMISSIONS ANTHROPIQUES. PAR AILLEURS, ETANT DONNE QUE CETTE REGION EST ENTOUREE DE VASTES CHAMPS D'OLIVIERS JUSQU'A PLUSIEURS DIZAINES DE KM DE LA PERIPHERIE URBAINE, ON NE PEUT NEGLIGER L'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT DE L'EMISSION D'HYDROCARBURES BIOGENIQUES. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES TOUT PARTICULIEREMENT A L'ETUDE DE LA FORMATION, DU TRANSPORT ET DE LA REDISTRIBUTION DES PRINCIPAUX POLLUANTS GAZEUX PRESENTS EN TRACES DANS LA BASSE TROPOSPHERE, DANS UN SCENARIO METEOROLOGIQUE TYPIQUE DE BRISE DE MER. ETANT DONNE LA COMPLEXITE DE LA CHIMIE TROPOSPHERIQUE, UNE TELLE ETUDE A L'ECHELLE LOCALE COMME A L'ECHELLE REGIONALE DOIT ETRE MENEE PAR UNE MODELISATION NUMERIQUE RESTITUANT AU MIEUX NOTRE COMPREHENSION ACTUELLE DES MECANISMES PHYSIQUES, CHIMIQUES ET DYNAMIQUES DE LA BASSE ATMOSPHERE. DANS CE CADRE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODULE CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE DANS UN MODELE COUPLE DYNAMIQUE PHYSICO-CHIMIQUE (MESO-NH). NOTRE ETUDE PORTE SUR LA MODELISATION DES INTERACTIONS ENTRE DYNAMIQUE ET PHYSICOCHIMIE DANS LA REGION DE SFAX. CETTE ETUDE COMPORTE DEUX PARTIES INTERACTIVES : ? UNE PARTIE PHYSICO-CHIMIQUE, SUR L'EVOLUTION DE LA SEULE CHIMIE TROPOSPHERIQUE, INDEPENDAMMENT DU TRANSPORT ; CETTE PARTIE EST CONSACREE A LA DEFINITION, AUX TESTS ET AUX ANALYSES DE SENSIBILITE DU MODULE CHIMIQUE ? UNE PARTIE COUPLAGE DYNAMIQUE-PHYSICOCHIMIQUE SUR L'EVOLUTION DE LA CHIMIE TROPOSPHERIQUE DANS UN SCENARIO METEOROLOGIQUE DE BRISE DE MER. LE POTENTIEL DE CETTE ETUDE COUPLEE EST EXPLICITE ET L'INTERET DE L'APPROCHE NUMERIQUE SOULIGNE DANS CE TYPE D'ETUDE.
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LA SIMULATION PHYSIQUE DES BASSES COUCHES DE L'ATMOSPHERE NECESSITE L'UTILISATION DE SOUFFLERIE DE GRANDES DIMENSIONS ASSOCIEES A DES PUISSANCES ELEVEES LORSQU'ON VEUT OBTENIR UNE STRATIFICATION THERMIQUE DE L'ECOULEMENT. CE GENRE DE SIMULATION EST D'UN INTERET PARTICULIEREMENT IMPORTANT POUR LA COMPREHENSION DES PHENOMENES FONDAMENTAUX PRESENTS DANS LA COUCHE DE SURFACE ATMOSPHERIQUE ET POUR L'ETUDE DE PROBLEMES DE MICROMETEOROLOGIE SUR SITE A RELIEF PLUS OU MOINS COMPLEXE. NOTRE ETUDE ESSENTIELLEMENT EXPERIMENTALE A CONSISTE A SIMULER UN TEL ECOULEMENT PAR UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE THERMIQUEMENT STRATIFIEE STABLE SE DEVELOPPANT SUR PLAQUE PLANE LISSE OU RUGUEUSE. CETTE STRATIFICATION EST OBTENUE PAR REFROIDISSEMENT INTENSE, A L'AZOTE LIQUIDE, DU PLANCHER DE LA SOUFFLERIE. LE TRAVAIL PRESENTE COMPORTE QUATRE PARTIES ESSENTIELLES: EN PREMIER LIEU, LA PRESENTATION DU DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT QUI A PERMIS L'OBTENTION D'UN DEGRE DE STRATIFICATION CARACTERISE PAR UN NOMBRE DE RICHARDSON GLOBAL DE L'ORDRE DE 0,15; DANS UNE SECONDE PARTIE, L'INFLUENCE DES EFFETS DES FORCES DE BUOYANCY ET DES RUGOSITES SUR LES CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE LIMITE AVEC UNE VITESSE DE L'ECOULEMENT DE 1,8 M/S EST ANALYSEE; LA CONFRONTATION DE LA THEORIE DE MONIN & OBUKHOV EST ENSUITE DISCUTEE A PARTIR DES RESULTATS OBTENUS SUR PAROI RUGUEUSE; ENFIN DANS LA DERNIERE PARTIE, LA VALIDATION AVEC NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX D'UN MODELE K- DEVELOPPE, AU LABORATOIRE, DANS LE CADRE DES ECOULEMENTS DILATABLES A GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS
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LA HAUTE ATMOSPHERE DE LA TERRE EST LE SIEGE DE PROCESSUS VARIES QUI AGISSENT DE FACON SIMULTANEE ET INTERAGISSENT MUTUELLEMENT (ABSORPTION DES PHOTONS SOLAIRES, INTERACTIONS ENTRE ATOMES ET MOLECULES, ONDES ET MAREES A PLUS GRANDE ECHELLE). CE COUPLAGE DYNAMIQUE/STRUCTURE THERMIQUE/COMPOSITION MONTRE QUE DES MESURES COORDONNEES DOIVENT ETRE ENTREPRISES SI L'ON VEUT COMPRENDRE EN PROFONDEUR LE FONCTIONNEMENT PHYSICO-CHIMIQUE DE LA HAUTE ATMOSPHERE. L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE ET DE LA STRUCTURE THERMIQUE EST REALISEE PAR DEUX INTERFEROMETRES DE MICHELSON A CHAMP COMPENSE STABILISES EN TEMPERATURE, L'INSTRUMENT WINDII A BORD DU SATELLITE UARS ET MICADO PLACE AU SOL A MOYENNE LATITUDE. CE DERNIER DEVELOPPE ANTERIEUREMENT POUR EFFECTUER DES MESURES EN CORRELATION AVEC LE SONDEUR EISCAT A AUSSI EFFECTUE TROIS CAMPAGNES HIVERNALES SUR LE SITE DE CE SONDEUR. L'INSTRUMENT MICADO, SES MESURES ET LEUR INTERPRETATION SCIENTIFIQUE CONSTITUENT LE CENTRE DE NOTRE TRAVAIL. ON Y PRESENTE UNE MODELISATION DES COMPOSANTES HORIZONTALES DU VENT NEUTRE EN REGION E ET F, EN ZONE AURORALE, EN FONCTION DE L'HEURE TU ET DE L'ACTIVITE MAGNETIQUE. LA VARIATION DIURNE DU VENT VERTICAL EN REGION F A AUSSI ETE ETUDIEE, PARTICULIEREMENT LE VENT VERTICAL INDUIT PAR LA VARIATION DU CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE EN PERIODE DE FORTE ACTIVITE. A MOYENNE LATITUDE EN REGION E, LA VARIATION DIURNE ET SAISONNIERE DU VENT HORIZONTAL A ETE OBSERVEE. POUR L'ENSEMBLE DE NOS OBSERVATIONS, NOUS AVONS EFFECTUE DES COMPARAISONS AVEC DES MODELES ET D'AUTRES OBSERVATIONS ET MONTRE LES DIFFERENCES. DES MESURES EN CORRELATION AVEC LE SONDEUR EISCAT ONT PERMIS D'ETUDIER L'EFFET D'ENTRAINEMENT DE L'ATMOSPHERE NEUTRE PAR L'ATMOSPHERE IONISEE. DES MESURES CORRELEES AVEC WINDII ONT PERMIS DE CONTRIBUER A LA VALIDATION DES MESURES EFFECTUEES EN ORBITE
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Vue d'ensemble des caractéristiques de la matière collectée toutes tailles confondues. Distribution granulométrie de constituants de l'aérosol (Na, H, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe). Contributions respectives de diverses sources (marines, terrigènes et autres) aux concentrations atmosphériques de ces constituants
Author: Véronique Riffault Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 42
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L’ensemble de mes travaux de recherche s’intéressent à la physico-chimie de l’atmosphère, tant du point de vue de la réactivité que de la caractérisation de sa composition. Mes recherches actuelles au sein du Chimie & Environnement de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Douai s’intéressent plus particulièrement à la matière organique particulaire selon deux axes d’étude
Author: Noureddine Semane Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages :
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Comme en météorologie et en océanographie, l'assimilation de données permet de combiner de façon optimale les modèles décrivant l'évolution de la composition chimique et la variété des observations disponibles. Elle est utilisée dans ce travail pour caractériser les distributions de l'ozone (O3) et du protoxyde d'azote (N2O) dans le but d'en tirer une information sur les phénomènes couplés de chimie et de dynamique dans la région de la haute troposphère et basse stratosphère (UTLS). Ce travail s'appuie sur deux outils complémentaires à Météo-France : l'un est basé sur le modèle global de chimie-transport MOCAGE et le logiciel d'assimilation multi-méthodes PALM du CERFACS exploité pour mettre en oeuvre une méthode d'assimilation variationnelle 3D-FGAT; l'autre est une extension du système opérationnel d'assimilation météorologique ARPEGE utilisant la méthode variationnelle incrémentale 4D-Var. D'une part, les champs assimilés (analyses de MOCAGE-PALM) sont utilisés pour l'étude de la chimie et la dynamique stratosphérique polaire ainsi que pour le suivi du transport méridien et des échanges entre la troposphère et la stratosphère. D'autre part, l'assimilation couplée chimie-dynamique dans ARPEGE est utilisée pour évaluer l'impact dynamique des observations d'ozone dans la région de l'UTLS.
Author: Eric Serres Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 400
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ON CHERCHE A DEFINIR LES CONDITIONS DANS LESQUELLES LA SIMULATION PHYSIQUE D'ECOULEMENTS ATMOSPHERIQUES PEUT ETRE UTILISEE ET APPLIQUEE A UN CAS PRATIQUE. DANS UN 1ER CHAPITRE, ON DONNE UNE DESCRIPTION SCHEMATIQUE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE ET ON ANALYSE QUELS SONT LES PHENOMENES REPRODUCTIBLES EN SOUFFLERIE. DANS LE SUIVANT, ON DECRIT LES INSTALLATIONS, LES TECHNIQUES DE MESURE, ET LES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DE DONNEES ADAPTEES A CES MESURES. DANS UN 3EME CHAPITRE, ANALYSE DE LA STRUCTURE DES COUCHES LIMITES A GRAND NOMBRE DE REYNOLDS. ON S'INTERESSE EN PARTICULIER A L'EFFET DE LA RUGOSITE, DU SOUFFLAGE ET DU NOMBRE DE REYNOLDS SUR LA STRUCTURE TURBULENTE DE L'ECOULEMENT. COMPARAISON AVEC DES DONNEES IN SITU. LE DERNIER CHAPITRE EST CONSACRE A L'APPLICATION DES RESULTATS A L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES AERODYNAMIQUES D'UN SITE DE CENTRALE ELECTRIQUE AINSI QU'A L'ETUDE DE LA DIFFUSION A PARTIR D'UNE SOURCE SITUEE AU NIVEAU DE CETTE CENTRALE
Author: Maxence Mendez Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 232
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The intensity of environmental and health impacts of atmospheric aerosol depend on their chemical composition. This composition varies as function of their emission source and transport time in the atmosphere where many chemical and physical transformations occur. The objectives of this thesis are, firstly, to study the initial steps of the atmospheric aging of organic aerosol in laboratory and, secondly, to provide with information on the modelling of the chemical composition of atmospheric aerosol. The first part of this work has been dedicated to the study of the reactivity of model organic aerosol in an aerosol flow tube for two heterogeneous chemical systems: oleic acid + ozone; palmitic acid + chlorine radical. Chemical analyses in both gas phase and particle phase were performed to quantify the products and determine the chemical mechanisms.In the second part of the thesis, we have built a model to generate anthropogenic pollutant emission data for the chemistry weather forecast with the WRF-Chem model. The chemical speciation of primary aerosol permits us to model the chemical composition of aerosol over the French northern region. The model results have been validated by statistical comparison with data coming from measurements network (ATMO Nord-Pas de Calais) and also measurement campaigns performed with an Aerosol Mass Spectrometer.
Author: Jean-Marc Lacome
Author: Jean-Marc Lacome
Author: AHMED.. MAALEJ
Author: RABAH.. ZEGADI
Author: VINCENT.. FAULIOT
Author: Thierry Marchal
Author: Véronique Riffault
Author: Noureddine Semane
Author: Bernard Bonsang
Author: Eric Serres
Author: Maxence Mendez