ECOCEM (Emission and chemistry of organic carbon in eastern Mediterranean)

Contexte et objectifs

La région méditerranéenne est une région fermée, fortement anthropisée sur son pourtour, où les vents stagnants venant d’Europe de l’Est contribuent au piégeage des polluants, et qui connaît donc une multiplication des épisodes de pollution dans les zones fortement urbanisées. Ces conditions peu dispersives, conjuguées à l’insolation intense sur cette région, sont en outre particulièrement propices à l’accumulation de composés atmosphériques secondaires, tels que l’ozone mais aussi les aérosols organiques secondaires issus de certains composés organiques oxydés, dont l'impact dépend de la nature et de l’intensité des émissions primaires ainsi que des processus physicochimiques de transformation qu’ils subissent.
Cette pollution secondaire organique est au cœur des préoccupations scientifiques actuelles car son impact est aujourd'hui difficilement quantifiable, les connaissances relatives à ses sources, à sa composition et à son évolution au sein du panache restant très parcellaires. Ceci est particulièrement avéré dans les villes de l’Est et Sud de la Méditerranée, où peu d’études sur la qualité de l’air ont été menées. C’est le cas notamment de Beyrouth au Liban dont la topographie particulière, ouverte sur la mer à l’ouest et entourée par la chaîne de montagne du Mont Liban à quelques kilomètres à l’est, favorise le développement d’épisodes de pollution. Pourtant, les quelques travaux publiés montrent une pollution chronique aux particules et au NO2 au cœur même de la ville.

L’objectif du projet ECOCEM est d’explorer la composition chimique de l’atmosphère beyrouthine en carbone organique gazeux et particulaire. Il s’agira en premier lieu de progresser dans la caractérisation de la qualité de l’air à Beyrouth et d’identifier et quantifier l’importance relative des sources primaires et secondaires des COV (composés organiques volatils) et COVO (composés organiques volatils oxygénés) dans la région. Les données ainsi obtenues constitueront une base indispensable à l’établissement d’inventaires d’émissions et à l’utilisation de modèles de la qualité de l’air. Il s’agira en second lieu de nourrir la question de l’évolution des composés organiques volatils dans la troposphère. En effet, les masses d’air sur Beyrouth proviennent pour 25 % d’Europe Centrale et de l’Est. Beyrouth s’avère donc également un site particulièrement intéressant pour étudier l’évolution du carbone organique au cours de son transport depuis les zones sources jusqu’aux milieux récepteurs.

Dates et lieux

ECOCEM s’appuiera sur deux campagnes intensives de mesure, la première durant l’été, du 1er au 15 juillet 2011 et la deuxième durant l’hiver, du 28 janvier au 11 février 2012. Le site de mesure sera hébergé sur le campus de l’Université de Beyrouth.

Moyens déployés

Le parc instrumental utilisé permettra une caractérisation couplée des fractions gazeuse et particulaire. Pour la fraction gazeuse, des analyseurs automatiques de qualité de l’air (ozone, CO, NOx) ainsi qu'un PTRMS, une chaîne de mesure AMOVOC-GCMS et un GC-FID on-line pour le prélèvement et l’analyse d’une soixantaine de COV et COVO seront mis en œuvre. Pour la fraction particulaire, des prélèvements sur filtre seront réalisés pour la mesure de la concentration massique et l’analyse de la composition chimique de l’aérosol.
La simulation numérique utilisant la plateforme Polyphemus aidera à simuler l’atmosphère de Beyrouth pour une meilleure compréhension de la chimie de l’atmosphère.

Soutiens

PICS CNRS, INSU-CNRS, CNRS Libanais, MISTRALS, LISA, Conseil de la recherche de l’Université Saint-Joseph de Beyrouth (USJ) et Faculté des sciences de l’USJ.

Partenaires

Faculté des sciences (USJ), CNRS Libanais et INSU/CNRS.

Laboratoires français impliqués

LISA/IPSL (Crréteil), École des Mines de Douai et CEREA (Marne la Vallée).