Axe 3 : Devenir du carbone organique et son rôle dans le transport des oxydes d’azote

La matière organique troposphérique voit sa fonctionnalisation croître au cours de son oxydation dans l’atmosphère. Parmi les fonctions chimiques incorporées au squelette carboné, certaines sont susceptibles d’être restituées lors de transformations ultérieures des molécules qui les supportent. Les composés organiques secondaires peuvent alors devenir des réservoirs essentiels au transport à longue distance d’espèces photochimiquement actives. C’est en particulier le cas des nitrates organiques (RONO2) qui sont produits dans l’atmosphère par l’oxydation des COV dans les milieux riches en oxydes d’azote et qui présentent des durées de vie suffisamment longues pour pouvoir être transportés sur de longues distances et jouer ainsi le rôle d’espèces réservoirs de NOx (Figure 1).

Figure 1 : Rôle des nitrates organiques dans le transport longue distance de l’azote réactif

Parmi les nitrates ainsi formés, on trouve des nitrates d’alkyle, mais également des nitrates organiques polyfonctionnels tels que les nitrates d’hydroxyalkyle issus de l’oxydation des alcènes par le radical OH, les dinitrates issus de l’oxydation de COV insaturés par le radical nitrate ou encore des nitrates oxygénés issus de l’oxydation par NO3 de composés oxygénés insaturés. Lors de campagnes de terrain, il a ainsi été montré que les nitrates organiques polyfonctionnels représentent une part non négligeable des nitrates organiques totaux.

Or la connaissance de la chimie de ces nitrates organiques polyfonctionnels reste aujourd’hui très lacunaire. C’est pourquoi, le LISA est impliqué dans une étude visant à améliorer la connaissance de ces processus en couplant des expériences de laboratoire et de la modélisation. Plus concrètement, il s’agit de :

  • Améliorer la connaissance des cinétiques et des mécanismes de formation des nitrates organiques polyfonctionnels issus des réactions d’oxydation des COV insaturés par le radical NO3 par des expériences dans les chambres de simulation du LISA,
  • Etudier les vitesses et les mécanismes de dégradation des nitrates organiques polyfonctionnels par des expériences en chambres de simulation afin d’une part, d’améliorer la connaissance de leurs durées de vie, d’autre part de mesurer les quantités de NOx libérées par ces processus. Cette étude implique de synthétiser au préalable les nitrates organiques polyfonctionnels qui ne sont pas commercialisés (Figure 2).

Figure 2 : Dispositif de synthèse des nitrates organiques


  • Caractériser l’évolution de l’azote réactif au sein de panaches urbains et continentaux à l’aide de simulations 0D menées avec le générateur automatique de schémas chimiques GECKO-A mis à jour avec l’ensemble de ces données expérimentales
  • Evaluer l’impact de la redistribution géographique des NOx induite par les nitrates organiques sur le bilan des oxydants à l’échelle continentale à l’aide du modèle 3D CHIMERE.