Thèse le Carbone Organique Gazeux et Particulaire Issus des Feux de Forets du Sud de l'Europe Émissions Transformations et Impact sur la Qualité de l'Air H/F

Université Clermont Auvergne

Établissement : Université Clermont Auvergne
École doctorale : Sciences Fondamentales
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Météorologie Physique
Direction de la thèse : AGNES BORBON ORCID 0000000261548606
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-25T23:59:59

Les feux de forêt sont une menace majeure en Europe. Près de 40000 feux par an sont reportés en moyenne dans le sud de l'Europe, où sont localisées la majorité des surfaces brûlées. Sous l'effet du changement climatique, l'Europe a connu cette dernière décennie un allongement de la saison propice aux feux, une intensification des feux de forêt et une extension des surfaces annuelles brûlées. Les feux sont responsables d'importants dommages environnementaux, sanitaires et socio-économiques liés leurs risques. Parmi ces risques, les émissions massives et incontrôlables de gaz et d'aérosols dans l'atmosphère peuvent affecter le climat, la qualité de l'air et les conditions météorologiques. Cependant, de nombreuses incertitudes sont associées à ces effets ; une des raisons est la difficulté des modèles à représenter l'aérosol organique, fraction dominante de l'aérosol fin issu des feux de biomasse, et de ses précurseurs gazeux. Il est donc nécessaire de mieux évaluer les émissions et les processus de transformation physico-chimique du carbone organique issu des feux pour mieux anticiper ses impacts. L'objectif de la thèse est de quantifier la composition atmosphérique des fractions organiques gazeuse et particulaire issues des feux de forêts du sud de l'Europe pour évaluer leurs émissions et leur évolution physico-chimique au cours de leur transport atmosphérique. En effet, les projections climatiques suggèrent que la fréquence des feux augmentera plus rapidement dans le bassin méditerranéen que la moyenne mondiale. Pour y parvenir, le projet s'appuiera sur le spectromètre de masse MOCCA, un outil avancé permettant une analyse moléculaire fine des aérosols et gaz organiques. Les données proviendront de deux campagnes : Silex (2025) pour établir une base de référence des précurseurs gazeux marqueurs des feux et EU-BURN (2027), avec des mesures aéroportées (ATR-42) au Portugal, pour couvrir la diversité des feux et des conditions environnementales.
A partir de ces jeux de données couvrant la diversité des états de surface et des caractéristiques de feux, les émissions du carbone organique gazeux et particulaire seront paramétrées : elles viendront compléter les bases de données d'émission existantes qui souffrent d'une représentativité spatiale insuffisante pour contraindre, à terme, les modèles de la qualité de l'air. Les mesures de MOCCA à l'échelle moléculaire permettront également d'identifier et de paramétrer les processus physico-chimiques à l'oeuvre au cours du transport du carbone organique à partir de l'étude de leur partition entre phase gazeuse et particulaire, de l'évolution photochimique des masses d'air et d'outils statistiques multivariés. Ce projet de thèse combinera du travail métrologique de laboratoire, des expériences de terrain et de l'analyse de données. Il apportera les bases scientifiques nécessaires au politiques publiques de gestion des feux pour mieux anticiper leurs impacts sanitaires et sur la qualité de l'air.
A partir de ces jeux de données couvrant la diversité des états de surface et des caractéristiques de feux, les émissions du carbone organique gazeux et particulaire seront paramétrées : elles viendront compléter les bases de données d'émission existantes qui souffrent d'une représentativité spatiale insuffisante pour contraindre, à terme, les modèles de la qualité de l'air. Les mesures de MOCCA à l'échelle moléculaire permettront également d'identifier et de paramétrer les processus physico-chimiques à l'oeuvre au cours du transport du carbone organique à partir de l'étude de leur partition entre phase gazeuse et particulaire, de l'évolution photochimique des masses d'air et d'outils statistiques multivariés. Ce projet de thèse combinera du travail métrologique de laboratoire, des expériences de terrain et de l'analyse de données. Il apportera les bases scientifiques nécessaires au politiques publiques de gestion des feux pour mieux anticiper leurs impacts sanitaires et sur la qualité de l'air.

Les feux de forêt sont une menace majeure en Europe. Près de 40000 feux par an sont reportés en moyenne dans le sud de l'Europe, où sont localisées la majorité des surfaces brûlées. Sous l'effet du changement climatique, l'Europe a connu cette dernière décennie un allongement de la saison propice aux feux, une intensification des feux de forêt et une extension des surfaces annuelles brûlées. Les feux sont responsables d'importants dommages environnementaux, sanitaires et socio-économiques liés leurs risques. Parmi ces risques, les émissions massives et incontrôlables de gaz et d'aérosols dans l'atmosphère peuvent affecter le climat, la qualité de l'air et les conditions météorologiques. Cependant, de nombreuses incertitudes sont associées à ces effets ; une des raisons est la difficulté des modèles à représenter l'aérosol organique, fraction dominante de l'aérosol fin issu des feux de biomasse, et de ses précurseurs gazeux. Il est donc nécessaire de mieux évaluer les émissions et les processus de transformation physico-chimique du carbone organique issu des feux pour mieux anticiper ses impacts. Pour répondre à cela, le programme EU BURN a été initié en 2023. Il réunit des partenaires français, espagnols et portugais. Ce projet de thèse s'inscrit dans ce cadre.