Evaluation de la contribution de la cellulose aux sources de matière organique des particules atmosphériques

Titre : Evaluation de la contribution de la cellulose aux sources
de matière organique des particules atmosphériques

Laboratoire de rattachement : LGGE

Encadrant : Jean-Luc Jaffrezo

Lieu de stage : LGGE, Grenoble

Mots clés : aérosol atmosphérique ; traçage géochimique ; attribution de sources

Cadre :
Ce sujet se place dans le cadre des développements par l’équipe des méthodologies de caractérisation chimique et de détermination des sources de la matière organique particulaire. Ces développements seront appliqués à des échantillons collectés dans plusieurs programmes nationaux et internationaux

Objectifs de la mission de stage :
La matière organique représente une large fraction des particules atmosphériques (entre 30 et 70 % en masse des aérosols, selon les sites et les saisons), mais sa composition et ses sources restent très largement méconnues. Les protocoles les plus détaillés actuellement (ceux de notre groupe de recherche) ne permettent d’en caractériser au mieux que de l’ordre de 20%, bien que de multiples méthodologies analytiques soient appliquées (LC-MS, GC-MS, chromatographie ionique, HPCL-PAD, HPLC-UV, etc …). Ce déficit de connaissances est préjudiciable à la fois dans le cadre des travaux de modélisation à large échelle des évolutions de concentrations des aérosols (et de leurs impacts sur le climat, par exemple), ou encore dans le cadre de l’appui à la mise en place de réglementations sur la qualité de l’air, pour lesquelles une bonne connaissance des sources doit être disponible pour pouvoir agir efficacement.
Quelques études maintenant un peu anciennes (années 90) ont montré que la cellulose issue de la végétation pouvait être une des sources naturelles non négligeables de cette matière organique atmosphérique. Ces études initiales n’ont pas été poursuivies, entre autres en raison de protocoles lourds à mettre en œuvre. Depuis cette époque, de nouvelles techniques plus faciles d’utilisation se sont développées, en particulier en raison des recherches sur l’utilisation de la biomasse comme source d’énergie. Les protocoles d’analyses sont maintenant plus faciles d’accès et autorisent des travaux sur de grandes séries d’échantillons qui permettraient de développer une bonne connaissance des caractéristiques et de l’importance de cette source naturelle potentielle. Des travaux initiaux ont été entrepris dans le groupe, qui indiquent que nous serons à même de maitriser ce type d’analyse, après quelques développements et validation additionnels.

Le sujet du stage est donc focalisé sur ces axes :

• Finalisation de la mise en place de la méthodologie analytique de la cellulose,
• Application de la méthode à des séries d’échantillons déjà collectés dans le cadre de programmes de l’équipe, et pour lesquels une caractérisation chimique générale est disponible,
• Travail de synthèse sur les résultats permettant une vision de l’importance de cette source dans des conditions diversifiée. Cette partie inclura l’utilisation de méthodes avancées de traitement des données sur les attributions des contributions des sources de polluants et des sources naturelles aux particules atmosphériques.
  Ce travail pourra aboutir à la rédaction d’un article scientifique compte tenu de l’aspect novateur envisagé.

Prérequis :
Le travail prendra place dans une équipe d’une dizaine de personnes, chercheurs, ingénieurs, techniciens et doctorants, travaillant sur les aérosols et leurs impacts. Quelques bases en chimie sont nécessaires, mais le sujet ne demande pas de connaissances très poussées dans ce domaine. Le candidat devra cependant présenter une volonté d’ouverture sur des domaines allant de la chimie analytique au traitement de données, en passant par la Qualité de l’air.