Contexte scientifique

Les arbres en ville apportent beaucoup de bénéfices. Cependant, les arbres produisent des composés organiques volatils biogéniques (COVb). Ceux-ci peuvent réagir avec des polluants atmosphériques émis par d’autres sources, dont le trafic automobile, pour former des polluants secondaires, tels l’ozone ou des particules organiques. Les quantités de COVb peuvent être très différentes d’une espèce à l’autre et il est important de déterminer les facteurs d’émissions de COVb en conditions urbaines des espèces les plus représentatives, pour que ces données puissent être utilisées dans les modèles de qualité de l’air (et aussi aider dans le choix des espèces à planter dans le futur).

Cadre du stage

Le Projet InteGREEN, dans lequel s’inscrit ce stage, a pour objectif l’évaluation intégrée des politiques de végétalisation de collectivités sur des aspects sociaux, des aspects de résilience environnementale et des impacts sur la santé humaine (effets thermiques, effets qualité de l’air). Ce projet est porté par l’IPSL (dont le LSCE et le CEREA), en lien avec un laboratoire d’écologie (IEES Paris) et des laboratoires SHS, sciences économiques et politiques et soutenu par une dizaine de parties prenantes (dont Ville de Paris, Saint Quentin en Yvelines, et plusieurs agences).

Le présent stage concerne le volet d’impact de la végétalisation sur la qualité de l’air, et en particulier sur la phase d’analyse des données obtenues sur l’expérimentation 2025, avec une approche données-modèle.

Objectifs du stage

La phase expérimentale du projet a eu lieu au printemps-été 2025 dans un parc parisien, et a permis d’obtenir des données de COVb et autres polluants, d’une part à l’échelle de l’arbre et d’autre part en air ambiant.

Un stage master 2 a permis, après une phase de traitement des données de COV par chromatographie, une 1ère analyse des données, en particulier cycles diurnes et variabilité en lien avec les conditions météorologiques. Ces premiers résultats ont montré une influence de différentes sources, biogénique comme attendu pour l’isoprène mais aussi, de manière surprenante, une source importante liée aux activités de trafic pour les terpènes. Une analyse plus approfondie des sources est nécessaire, afin en particulier de séparer la fraction biogénique de la fraction anthropique. Pour cela, l’objectif principal du stage sera la détermination des sources et de leurs contributions ayant influencé les COV pendant la période d’observation. Une attention particulière sera portée aux COV d’intérêt pour les simulations à venir avec le modèle CHIMERE.

Pour cela, les tâches du stage seront :

–          Effectuer une comparaison des COV mesurés par GC et mesurés par PTRMS, sélectionner les composés utilisés comme données d’entrée du modèle source-récepteur Positive Matrix Factorization (PMF), estimer les incertitudes associées et préparer le jeu d’entrée

–          Effectuer des simulations PMF, jusqu’à trouver la solution optimale

–          Attribuer les facteurs PMF aux sources de COV correspondantes, en se basant sur la littérature et sur les données indépendantes (par exemple, autres polluants mesurés pendant la campagne, comme NOx, carbone suie et aérosol organique)

–           Caractériser les contributions des différentes sources de COV et leur variabilité, à l’échelle diurne et en lien avec les périodes de canicule

De plus, le/la candidat(e) pourra participer à des tests métrologiques sur la mesure des terpènes par chromatographie en phase gazeuse, et participer à une campagne de mesures de COV sur le site du SIRTA prévue en juin-juillet 2027.

Profil                      Master/ Ingénieur en chimie/ Sciences environnementales

Début souhaité en février ou mars 2027, durée souhaitée : 6 mois

Lieu du stage principal

LSCE, Equipe chimie atmosphérique expérimentale

Orme des Merisiers, Bat 701, 91191 Gif sur Yvette (plateau de Saclay)

Encadrements

Valérie Gros : valerie.gros@lsce.ipsl.fr

Karine Sartelet : SARTELET Karine <karine.sartelet@enpc.fr>

En collaboration avec les équipes iEES et INRAE-ECOSYS.