Thèse Etude de la Chimie Nocturne des Composés Organiques d'Origine Anthropique et ses Impacts sur la Qualité de l'Air en Milieu Urbain H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Est Créteil
École doctorale : SIE - Sciences, Ingénierie et Environnement
Laboratoire de recherche : LISA - Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques
Direction de la thèse : Bénédicte PICQUET-VARRAULT ORCID 0000000151588703
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-20T23:59:59

L'Organisation mondiale de la santé a reconnu que la pollution atmosphérique constitue un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Les politiques de lutte contre la pollution se sont avérées efficaces pour réduire l'exposition aux polluants primaires, mais le sont beaucoup moins pour la pollution secondaire. Cela souligne la nécessité d'une compréhension approfondie des processus chimiques atmosphériques. Les recherches précédentes visaient à caractériser les processus diurnes, alors que de nombreuses études ont mis en évidence la nécessité de prendre en compte la chimie nocturne dans les problématiques de qualité de l'air. Pendant la nuit, la chimie atmosphérique est principalement gouvernée par le radical nitrate (NO3) qui contribue à l'oxydation des composés organiques volatils (COV). Cette chimie génère des aérosols organiques secondaires qui affectent la qualité de l'air et le climat, mais aussi des nitrates organiques, réservoirs d'azote réactif qui affectent les bilans de NOx et d'ozone aux échelles régionale et mondiale. Malgré ces impacts, l'étude de la chimie nocturne urbaine reste très limitée. Ce sujet de thèse vise à mieux comprendre l'impact de la chimie nocturne sur la qualité de l'air en zone urbaine en étudiant la réactivité du radical NO3 avec des COV anthropiques mais également la réactivité des produits formés par ces réactions. Il couple des expériences en chambres de simulation et des mesures en air ambiant. Il contribue au projet ANR NIGHT-SIGN.

L'Organisation mondiale de la santé a reconnu que la pollution atmosphérique constitue un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Les politiques de lutte contre la pollution se sont avérées efficaces pour réduire l'exposition aux polluants primaires, mais le sont beaucoup moins pour la pollution secondaire. Cela souligne la nécessité d'une compréhension approfondie des processus chimiques atmosphériques. Les travaux antérieurs sur ces processus ont permis d'améliorer la compréhension des processus diurnes mais la chimie nocturne reste très mal comprise et de nombreuses études soulignent le besoin de prendre en compte la chimie nocturne dans les problématiques de qualité de l'air. Pendant la nuit, la chimie atmosphérique est principalement gouvernée par le radical nitrate (NO3) qui contribue à l'oxydation des composés organiques volatils (COV). Cette chimie génère des aérosols organiques secondaires qui affectent la qualité de l'air et le climat, mais aussi des nitrates organiques, réservoirs d'azote réactif qui affectent les bilans de NOx et d'ozone aux échelles régionale et mondiale. Malgré ces impacts, l'étude de la chimie nocturne reste très limitée.
Ce sujet de thèse s'intéresse à la chimie nocturne du radical nitrate et son impact sur la qualité de l'air en zone urbaine. Il vise à étudier les réactions des COV anthropiques et mélanges de COV, spécifiques des atmosphères urbaines, avec le radical NO3, mais également la réactivité et le devenir des produits formés (nitrates organiques) par ces réactions en phases gazeuse et particulaire. Il s'inscrit dans le projet ANR NIGHT-SIGN (2026-2029) mené en collaboration entre les laboratoires LISA (Créteil), EPOC (Bordeaux) et IRCELYON (Lyon).

Le travail de thèse comportera deux volets :
- D'une part, des expériences en laboratoire pour étudier ces processus en conditions contrôlées. Les expériences seront réalisées sur la plateforme de simulation CESAM du LISA (https://www.cesam.cnrs.fr/) qui comprend deux chambres de simulation atmosphériques.
- D'autre part, la participation à deux campagnes de terrain qui visent à mettre en évidence l'impact de la chimie nocturne sur la qualité de l'air en zone urbaine. Les mesures seront réalisées durant l'hiver et l'été 2027 dans l'agglomération parisienne sur la tour de Romainville.