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Apresentação da Ideia e Empreendedor do Negócio

Capítulo I- Revisão de Literatura

3.1 Apresentação da Ideia e Empreendedor do Negócio

a une mol´ecule de gaz pour ˆetre adsorb´e `a la surface. Ainsi pour l’ozone, cette

vitesse de d´epˆot est de l’ordre de 1 cm.s

−1

[239]. Lee et al. [140] ont mesur´e des

vitesses comprises entre 0.27 et 4 cm.

−1

pour l’acide nitrique `a l’Observatoire de

Mauna Loa.

2.3.3 Les donn´ees de la campagne MLOPEX-I

Du 1

er

mai au 4 juin 1988, des mesures simultan´ees de constituants

azot´es, d’hydrocarbures, de peroxydes, d’acides organiques, du formald´ehyde et

d’autres constituants ont ´et´e effectu´ees `a l’Observatoire de Mauna Loa (MLO).

Les valeurs moyennes des concentrations de ces compos´es sont donn´ees au tableau

2.2 pour les deux r´egimes de vent (ascendant et descendant) et la valeur moyenne

pour les deux r´egimes. Les mesures de la troposph`ere libre sont celles prises entre

22h00 et 10h00 (heure locale) quand la vitesse du vent descendant est d’au moins

1m.s

−1

[203]. Les mesures correspondant au r´egime de vents ascendants sont

prises entre 11h00-19h00 (heure locale). Ce sont ces mesures que nous d´esirons `a

pr´esent discuter.

Les oxydes d’azote

Les oxydes d’azote NO et NO

2

ont ´et´e mesur´es simultan´ement par les

techniques de chimiluminescence pour NO et de conversion photolytique pour

NO

2

[204]. Dans les conditions de vents descendants (troposph`ere libre), les

valeurs moyennes sont de 10 ppt pour NO et 24 ppt pour NO

2

. L’apr`es-midi les

valeurs typiques sont de 12 ppt pour NO et 25 `a 30 ppt pour NO

2

indiquant une

influence mod´er´ee des sources de l’ˆıle.

Table 2.2: Concentrations moyennes et variance (entre parenth`eses) de quelques

compos´es mesur´es entre le 1

er

mai et le 4 juin 1988 `a l’Observatoire de Mauna

Loa.

Conditions du vent

Gaz Toutes Descendantes Ascendantes

[O

3

] (ppb) 39.9 (11) 43.3 (12) 34.5 (7.6)

[NO

x

] (ppt) 38 (20) 32 (13) 43 (21)

[PAN] (ppt) 21 (17) 17 (14) 27 (20)

[HNO

3

] (ppt) 123 (79) 109 (60) 130 (80)

[NO

y

] (ppt) 272 (128) 271 (111) 255 (106)

[CH

3

ONO

2

] (ppt) 3.9 (1.8) 3.7 (2.1) 4 (1.5)

Σ[RONO

2

] (ppt) [1] 3.8 (2.2) 2.7 (1.4) 5.0 (2.2)

[CO] (ppb) 143 (17) 136 (11) 148 (16)

[CH

4

] (ppb) 1657 (46) 1655 (41) 1660 (49)

[H

2

O

2

] (ppt) 1017 (424) 1053 (265) 903 (409)

[CH

2

O] (ppt) 138 (70) 105 (42) 190 (72)

[CH

3

O

2

H] (ppt) 153 (64) 137 (52) 154 (62)

[C

2

H

4

] (ppt) 81 (76) 53 (40) 89 (71)

[C

2

H

6

] (ppt) 819 (216) 751 (151) 867 (258)

[C

5

H

8

] (ppt) 13.6 (34) 1 (3) 26 (46)

[1] ΣRONO2 est la somme des nitrates d’alkyles avec au moins 3 atomes de carbone ppt: parties par 10−12 en volume

Table 2.3: Rapport de concentrations de certains gaz et de l’ensemble des

com-pos´es azot´es NO

y

`a partir des mesures de MLOPEX-I. Les valeurs de la table

sont les valeurs moyennes mesur´ees durant la campagne MLOPEX-I.

Conditions du vent

Rapport Toutes Descendantes Ascendantes

[O

x

]/[NO

y

] 0.155 0.143 0.171

[HNO

3

]/[NO

y

] 0.454 0.427 0.511

[PAN]/[NO

y

] 0.087 0.07 0.111

[NO

−3

]/[NO

y

] 0.204 0.145 0.238

Σ[NO

y

]

i

/[NO

y

] 0.934 0.789 1.072

1

[1]: La somme des concentrations des esp`eces azot´ees mesur´ees s´epar´ement ne coˆıncide pas avec la mesure de la concentration de la somme des compos´es azot´es. [CH3NO2] et Σ[RONO2] ne compte que pour 1% de [NOy].

Famille des compos´es azot´es

La famille des compos´es azot´es non-appari´es NO

y

est la somme de tous les

constituants azot´es impairs (NO

y

)

i

qui sont r´eactifs dans l’atmosph`ere [12]. Pour

la basse et moyenne troposph`ere, les constituants principaux sont NO, NO

2

, NO

3

,

N

2

O

5

, HNO

3

, HNO

2

, PAN, RONO

2

, NO

−3

. Les valeurs de [NO

3

] et [N

2

O

5

] sont

de l’ordre de quelques ppt et peuvent ˆetre n´eglig´ees dans le calcul de [NO

y

]. La

mesure de NO

y

consiste `a convertir tous les compos´es azot´es r´eactifs en NO avant

quantification. Les mesures s´epar´ees des constituants azot´es par des techniques

diff´erentes permet d’´etablir la r´epartition des compos´es azot´es impairs au sein

de NO

y

. Normalement la somme des concentrations des constituants mesur´es

s´epar´ement doit ˆetre ´egale `a la valeur mesur´ee pour NO

y

. Cependant plusieurs

´

etudes ont montr´e qu’il existe un d´es´equilibre significatif au profit de NO

y

[73];

[202]; [123]; [12]. Ce d´eficit indique qu’il y a un constituant azot´e manquant dans

la liste de la famille NO

y

. Nous avons repris `a la table 2.3 les valeurs des rapports

entre la concentration des constituants azot´es impairs (NO

y

)

i

et la concentration

de NO

y

en distinguant le r´egime des vents (ascendant, descendant). Dans les

conditions de vents descendants correspondant `a la troposph`ere libre, la somme

des concentrations de NO

x

, HNO

3

, PAN, NO3

−

, CH3ONO

2

, et ΣRONO

2

est

en moyenne 25% inf´erieure `a la concentration mesur´ee de NO

y

. HNO

3

est le

principal compos´e azot´e impair.

Table 2.4: Concentrations moyennes du m´ethane, monoxyde de carbone et de

quelques hydrocarbures non-m´ethaniques mesur´es `a MLO pendant la campagne

MLOPEX-I.

Conditions du vent

Gaz Toutes Descendantes Ascendantes

[CH

4

] (ppb) 1670 1666 1677

[CO] (ppb) 138 136 143

[C

2

H

6

] (ppt) 773 742 820

[C

2

H

4

] (ppt) 60 44 62

[C

3

H

8

] (ppt) 35 29 44

[C

3

H

6

] (ppt) 17 11 17

[C

5

H

8

] (ppt) 2 0 11

ppb: parties par 10−9en volume ppt: parties par 10−12 en volume

de NO

x

en HNO

3

ou d’autres r´eservoirs azot´es. Une diminution du NO

x

refl`ete

le temps de transformation en d’autres compos´es au sein de la famille NO

y

et

´egalement la dilution due au m´elange pendant le transport. L’ˆage photochimique

peut aussi ˆetre mesur´e par le rapport NO

x

/NO

y

, ´etant donn´e que NO

x

diminue

avec le temps au profit de NO

y

. Cependant NO

y

n’est pas conserv´e `a cause du

d´epˆot `a la surface terrestre et du lessivage rapide de HNO

3

. Quand des masses

d’air sont originaires du Pacifique central et se d´eplacent lentement, on observe un

rapport [HNO

3

]/[NO

y

] ´elev´e et un faible rapport [NO

x

]/[NO

y

] [12]. A l’oppos´e,

quand des masses d’air proviennent d’Asie, le rapport NO

x

/NO

y

est ´elev´e et

[HNO

3

]/[NO

y

] est faible. Il pourrait sembler qu’il existe une corr´elation entre

le rapport [NO

x

]/[NO

y

] et [NO

y

]. Cependant il n’en est rien, car l’air analys´e

`

a MLO est en g´en´eral un m´elange de masses d’air d’origines diff´erentes qui ont

donc des ˆages photochimiques diff´erents [12].

Les hydrocarbures et le monoxyde de carbone

Le m´ethane, CH

4

, les hydrocarbures non-m´ethaniques (NMHC) et le

monoxyde de carbone, CO, ont ´et´e mesur´es pendant la campagne MLOPEX-I

[94]. Les valeurs des concentrations d’un certain nombre de ces compos´es sont

reprises `a la table 2.4. Les valeurs mesur´ees pour des vents descendants, entre

22h00 et 10h00 (heure locale d’Hawaii) sont caract´eristiques de la troposph`ere

libre non-pollu´ee. Les concentrations des hydrocarbures `a courte dur´ee de vie qui

sont ´emis `a la surface de l’oc´ean ou de l’ˆıle d’Hawaii, augmentent significativement

`

a l’Observatoire de Mauna Loa lorsqu’il y a un apport d’air maritime pendant

la journ´ee. Dans le cas de l’isopr`ene les ´emissions par la v´eg´etation sont peu

prononc´ees compar´ees `a celles des forˆets continentales [94] et les concentrations

mesur´ees `a MLO sont faibles.

Bilan photochimique de l’ozone

L’ozone est produit par la r´eaction (rO-O2a), et la principale production de O(

3

P)

dans la troposph`ere est la photodissociation de NO

2

. Le NO

2

est quant `a lui

produit par l’oxydation de NO par O

3

. Ces trois r´eactions constituent un cycle

nul et n’ont aucun effet net sur l’ozone. Mais dans les r´egions peu pollu´ees

(faible concentration de NO

2

) les radicaux hydroxyle, hydro-peroxyle, m´

ethyle-peroxyde et autres ethyle-peroxydes organiques peuvent oxyder NO en NO

2

. Dans ce cas,

les r´eactions rNO-HO2, rNO-CH3O2, et rNO-RiO2 constituent une production

d’ozone et le taux de production est donn´e par la relation:

P(O

3

) = (k

N O−HO2

[HO

2

] +k

N OCH3O2

[CH

3

O

2

] + Σ

i

k

N O−RiO2

[R

i

O

2

])[N O] (2.1)

o`u k sont les constantes cin´etiques de r´eaction. La destruction photochimique

dans les r´egions peu pollu´ees (faible abondance en NO) de l’ozone est le fait de

sa photodissociation et sa r´eduction par OH et HO

2

. Le taux de destruction

s’exprime alors par la relation:

D(O

3

) = j

O3b

[O

3

] + (r

HO2−O3

[HO

2

] +r

OH−O3

[OH])[O

3

] (2.2)

La production nette de l’ozone pour un ´etat stationnaire se calcule en prenant

la diff´erence entre P(O

3

) et D(O

3

). En contraignant ce calcul avec les valeurs

mesur´ees correspondant `a la troposph`ere libre, il est possible de calculer la

vari-ation diurne moyenne de la production d’ozone: en moyenne diurne une faible

destruction de 0.91×10

5

molec.jour

−1

[204] est calcul´ee.

Durant la journ´ee, le minimum mesur´e du rapport de m´elange d’environ

35 ppb refl`ete l’apport d’air maritime pauvre en ozone. La nuit, l’apport des

couches sup´erieures de la troposph`ere augmente la concentration d’O

3

jusqu’`a

une valeur d’environ 45 ppb. Il a ´et´e d´emontr´e [206] que ce maximum d’ozone

dans la troposph`ere libre au-dessus d’Hawaii n’´etait pas dˆu `a une injection depuis

la stratosph`ere o`u l’ozone est principalement produit mais ´etait reli´e `a un apport

d’air continental. Quant `a la question de savoir si l’ozone a ´et´e produit

au-dessus du continent et ensuite transport´e ou si il a ´et´e produit localement apr`es

le transport de pr´ecurseurs, elle a ´et´e d´ebattue depuis quelques temps [188]; [4];

[206].

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