Projet ANR-10-JCJC-0603 – CANOPÉE : Echange de composés organiques entre la biosphère et l’atmosphère: impact des processus intra-canopée
Programme : JCJC : Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Système Terre, environnement, risques (JCJC SIMI 6) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Madame JULIETTE LATHIERE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation  Ile-de-France  Sud)
Partenaires : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement
Montant : 210000.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : La biosphère terrestre est une composante clé des interactions entre la surface et l’atmosphère, comme l’a souligné récemment l’article de Fowler et al. (2009). En tant que source majeure de composes organiques volatils (appelés également COV biogéniques), les écosystèmes sont impliqués à la fois dans des réactions en phase gazeuse et en phase particulaire dans la troposphère, comme par exemple le cycle de l’ozone ou la formation d’aérosols organiques secondaires. La végétation est de plus un puits pour de nombreux composés qui sont dégradés par le dépôt sec, à la surface des feuilles ou du sol, ou par réactions chimiques se déroulant à l’intérieur de la canopée, deux processus qui contribuent à la détermination du flux net des composés dans l’atmosphère. Parallèlement, le développement et la distribution de la végétation à la surface de la Terre sont fortement affectés par les changements de climat (par exemple la modification de la température ou des précipitations) ou des activités humaines (évolution de l’utilisation des sols, de la déforestation, de la reforestation…). La composition chimique de l’atmosphère est aussi reconnue pour jouer un rôle significatif dans la croissance de la végétation : une augmentation du niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère favorise la photosynthèse alors que des niveaux élevés de polluants comme l’ozone ou les oxydes d’azote conduisent à la dégradation des feuilles. Il est donc prépondérant d’avoir une compréhension détaillée des interactions et processus impliqués, afin d’être en mesure d’analyser le rôle de la biosphère terrestre dans le système Terre.
Certaines de ces interactions entre la biosphère terrestre et la composition chimique de l’atmosphère sont encore peu connues et mal quantifiées. C’est la cas des processus intra-canopée (réactions chimiques et dépôt se déroulant dans la canopée) qui ne sont généralement pas considérés dans les modèles globaux de végétation et de chimie-transport, en dépit de leur importance pour les échanges de composés organiques entre la surface et l’atmosphère, comme souligné dans de nombreuses études (Ciccioli et al., 1999; Makar et al., 1999; Fuentes et al., 2000; Forkel et al., 2006). Il est donc crucial de mettre en place des études expérimentales, afin de quantifier l’impact des processus intra-canopée, études couplées avec une approche de modélisation afin d’évaluer l’erreur associée dans l’estimation des flux nets de composés dans l’atmosphère.
L’objectif de notre projet est de comprendre et de quantifier le rôle des processus intra-canopée dans les échanges de composés entre la surface et l’atmosphère, en se concentrant sur les COV biogéniques, et particulièrement sur l’isoprène qui est le premier COV émis par la végétation, ainsi que sur l’ozone. L’originalité de notre approche est basée sur (1) la combinaison de nouvelles approches, à la fois expérimentales et de modélisation ; (2) une méthodologie multidisciplinaire qui regroupe des mesures menées de l’échelle de la feuille à celle de la canopée pour l’étude des caractéristiques structurelles, chimiques et écologiques de la canopée.