Caractérisation des aérosols organiques à Beyrouth, Liban

La connaissance des sources primaires (combustion des energies fossiles, combustion de la biomasse, eruptions des volcans, etc.) et secondaires (oxydation des composes organiques volatils (COV) suivie de la condensation formant des composes organiques particulaires) de l'aerosol organique ainsi que la caracterisation et la quantification de sa composition chimique restent un defit majeur, en particulier dans la region du Moyen Orient ou les etudes de caracterisation de l'aerosol organique n'existent pas jusqu'a present. Le Liban, un pays du Moyen Orient qui se situe au bord du bassin mediterraneen, represente un bon exemple pour la caracterisation des aerosols organiques dans cette region. Les travaux menes durant cette these s'inscrivent dans un objectif de l'etude de la qualite de l'air a Beyrouth (la capitale du Liban) en se concentrant plus specifiquement sur les aerosols organiques. Tout d'abord, cette these a permis le developpement d'un inventaire des emissions pour les gaz et les particules pour le Liban avec une resolution spatiale de 5 km x 5 km et pour la capitale Beyrouth avec une resolution spatiale de 1 km x 1 km. Les resultats obtenus indiquent que le transport routier est la source majoritaire responsable des emissions de monoxyde de carbone (CO), d'oxydes d'azote (NOX) et de composes organiques volatils non methaniques (COVNM), tandis que les industries et les centrales electriques sont les principaux emetteurs des emissions de dioxyde de souffre (SO2) et des particules primaires. Ensuite, afin de caracteriser les concentrations des polluants et plus specialement la fraction organique des particules, deux campagnes de mesures intensives de 15 jours chacune ont ete menees sur un site semi-urbain situe dans la banlieue de Beyrouth. Une premiere campagne estivale s'est deroulee en juillet 2011 et une deuxieme campagne hivernale en fevrier 2012. Ces campagnes, qui s'inscrivent dans le cadre du projet ECOCEM (Emission and Chemistry of Organic Carbon in East Mediterranean Beirut) ont permis une speciation moleculaire et une categorisation des sources en ete et en hiver de l'aerosol organique au site de mesures ou les campagnes ont ete menees. En ete, les precurseurs biogeniques tels que les monoterpenes et les sesquiterpenes qui aboutissent a la formation des aerosols organiques secondaires biogeniques sont la principale source a cause de l'insolation intensive et les temperatures elevees qui favorisent les emissions et les reactions de photo-oxydations. En hiver, la combustion de la biomasse est la principale source en raison de la combustion du bois dans le secteur residentiel pour le chauffage. Enfin, les concentrations ambiantes des polluants a Beyrouth ont ete simulees durant le mois de juillet 2011 a partir de donnees de l'inventaire des emissions developpe dans le cadre de cette these en utilisant le modele de chimie-transport Polyphemus/Polair3D. Les concentrations de polluants simulees avec le modele ont ete comparees aux concentrations mesurees durant la campagne estivale afin d'evaluer le modele. Les resultats obtenus revelent que le modele est capable de simuler de maniere satisfaisante les concentrations d'ozone (O3), de NOX et la plupart des composes presents dans les particules fines. Les differences entre le modele et les mesures peuvent resulter des incertitudes dans les donnees d'entree qui ont une tres grande influence sur les sorties du modele. Pour cela, une reduction des incertitudes engendrees par les donnees d'entree et plus specifiquement celles liees a l'inventaire des emissions est necessaire. Par ailleurs, des mesures chimiques sur plusieurs sites sont aussi necessaires dans le futur afin de mieux evaluer les simulations des concentrations de polluants