Thèse Étude des Émissions des Pergélisols Arctiques et leurs Impacts sur la Chimie Atmosphérique H/F

Doctorat_Gouv

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : Chimie de Lyon
Laboratoire de recherche : IRCELYON - INSTITUT DE RECHERCHES SUR LA CATALYSE ET L'ENVIRONNEMENT DE LYON
Direction de la thèse : Matthieu RIVA ORCID 0000000300544131
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-01T23:59:59

L'Arctique se réchauffe rapidement, provoquant le dégel du pergélisol et la libération de grandes quantités d'azote, de carbone et de gaz réactifs tels que les composés organiques volatils (COV) et les oxydes d'azote (NOy) dans l'atmosphère. Ces émissions peuvent modifier la chimie atmosphérique, contribuer au changement climatique et influencer la formation d'aérosols, mais la compréhension actuelle reste limitée, notamment dans les régions reculées. Ce projet vise à étudier les mécanismes des émissions gazeuses réactives du pergélisol, en se concentrant sur l'activité microbienne et le couplage des émissions de COV et de NOy. La recherche comprendra des expériences en laboratoire, le développement de méthodes analytiques, des mesures de flux chimiques, des études mécanistiques et éventuellement de la modélisation. Le/la candidat(e) travaillera sur des échantillons de sol réels et utilisera des instruments analytiques avancés tels que la spectrométrie de masse haute résolution, la chimiluminescence et l'absorption UV-Vis.

L'Arctique se réchauffe rapidement, entraînant le dégel du pergélisol. D'importants stocks d'azote et de carbone présents dans le pergélisol, accumulés au cours de milliers d'années, pourraient désormais devenir disponibles pour la décomposition, modifiant qualitativement et quantitativement les émissions des sols. Au-delà des gaz à effet de serre, des espèces réactives telles que les composés organiques volatils (COV) et les oxydes d'azote NOy (NO et HONO) devraient être libérées dans l'atmosphère, altérant ainsi la chimie atmosphérique. À ce jour, notre compréhension des processus d'émission demeure limitée, ce qui entrave les prévisions précises des impacts climatiques.
À mesure que les températures augmentent, l'activité microbienne devrait s'intensifier, accélérant la dégradation de la matière organique et, in fine, la libération de gaz dans l'atmosphère. Parmi eux, les COV jouent un rôle essentiel dans le changement climatique et la pollution de l'air en fournissant des précurseurs à la formation d'ozone et d'aérosols. Les NOy sont des médiateurs clés de la production et de la propagation des radicaux, jouant un rôle crucial dans le maintien de la capacité oxydante de l'atmosphère. L'évaluation quantitative des impacts des aérosols sur le climat demeure très incertaine, en grande partie en raison d'une connaissance incomplète des sources de COV et d'oxydants, en particulier dans les régions reculées. Par conséquent, des écarts significatifs persistent entre les prédictions issues des modèles et les observations de la charge atmosphérique en aérosols.
Dans ce contexte, nous émettons l'hypothèse que le dégel du pergélisol induit par le réchauffement climatique pourrait libérer des quantités substantielles d'espèces gazeuses organiques et inorganiques réactives. Ces émissions pourraient favoriser la formation de nouvelles particules dans l'atmosphère et modifier la capacité oxydante de celle-ci.

Spectrométrie de masse en ligne
Spectroscopie optique (chimiluminescence)