Processus photochimiques à l’interface air-mer : formation des composés organiques volatils et des particules

R. Ciuraru (1) , François Bernard , C. George (1)

1 AIR - AIR

La microcouche de surface (SML) correspond à l’interface entre l’eau et l’air et représente un environnement chimique et biologique unique. Elle est opérationnellement définie comme le premier millimètre de la colonne d’eau. La SML reçoit des substances gazeuses, liquides (pluies) et solides (aérosols) qui proviennent de l’atmosphère et des apports continentaux. Due à l'enrichissement des produits chimiques et du biota dans cette région, la SML pourrait agir comme un microréacteur hautement efficace et sélectif où se concentrent et se transforment les matériaux apportés par l’atmosphère et par les océans. D'une part, cette microcouche a une influence majeure sur la fraction organique des aérosols marins, d'autre part elle contrôle le dépôt de gaz traces dans l'océan et joue un rôle important dans la formation des aérosols organiques secondaires dans l’atmosphère marine. La SML est directement exposée à l'énergie solaire. Cette couche étant plus riche en composés chimiques et microorganismes, plusieurs processus sont susceptibles d'être plus efficaces ici que dans le reste de la colonne d'eau comme, par exemple, la photodégradation de la matière organique. Beaucoup de ces substances sont des tensio-actifs et contribuent à une augmentation des concentrations des espèces dans la microcouche de surface. Les recherches effectuées à IRCELYON s’inscrivent dans ce cadre, par l’étude des processus photochimiques à l'interface air-mer. Le but de ces études est de caractériser les réactions photochimiques, ou plus précisément photo-sensibilisées, se produisant dans la microcouche de surface et qui sont essentielles pour les échanges air-mer en termes de formation d'aérosols, de radicaux et de composés organiques volatils (COV). L’irradiation de la microcouche de surface conduit à l’émission d’une série de COV fonctionnalisés qui sont des candidats idéaux pour former des particules et donc augmenter la charge en aérosols organiques secondaires dans la couche limite marine. Les résultats de ces travaux ont mis en évidence, pour la première fois, une formation d’isoprène due aux processus photochimiques. De manière générale, cette chimie ouvre de nombreux chemins réactionnels très complexes pouvant engendrer de nouveaux processus aux interfaces.

Domaines: Catalyse; Environnement et Société

R. Ciuraru, François Bernard, C. George. Processus photochimiques à l’interface air-mer : formation des composés organiques volatils et des particules. laboratoire LASIR, May 2014, Lille, France. ⟨hal-01058132⟩