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Evaluation des méthodes d'estimation de la pression de
vapeur pour la modélisation des aérosols
organiques
secondaires
KOMKOUA MBIENDA Armand Joël
11 avril 2011
Dédicaces
A la mémoire de papa MBIENDA Jean,
à maman TCHOUANWOU Louise,
qui ont toujours été là pour moi, et qui
m'ont donné un magnifique modèle de labeur et de
persévérance. J'espère qu'ils trouveront dans ce travail
toute ma reconnaissance et tout mon amour.
Je leur dédie ce mémoire.
Remerciements
Je tiens tout d'abord à remercier le Professeur
TCHAWOUA Clément, qui malgré ses multiples occupations s'est
montré disponible pour diriger ce travail jusqu'à la fin.
Je remercie également le Professeur MKANKAM KAMGA
François, chef du Laboratoire de Modélisation Environnemental et
de Physique de l'Atmosphère (LAMEPA) pour sa rigueur, la qualité
de ses enseignements et les conditions de travail adéquates dont nous
avons bénéficiées.
J'exprime ma profonde reconnaissance à tous les
enseignents du LAMEPA : Pr. NZEUKOU, Pr. MONKAM, Dr. MBIAKE, Dr. NKEGNE, Dr.
LENOUO pour toute la formation dont ils nous ont offerte.
Je tiens à remercier les membres du jury pour l'honneur
qu'ils me font en acceptant de participer à ce jury.
Ma gratitude va aussi à l'endroit du Professeur OWONO
OWONO Luc Calvin et au Dr. MBOUNGA Jean Marie, tous deux enseignants à
l'Ecole Normale Supérieure de l'Université de Yaoundé I
pour la qualité de leur enseignement et les conseils qui resterons
toujours gravés dans notre mémoire.
Mes remerciements vont au Dr. Marie CAMREDON du Laboratoire
Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) de
l'Université de Paris 12 et Paris 7 pour sa collaboration qui nous a
permis d'avoir certains articles et nous a motivé pour contruire la base
de données utilisée dans notre mémoire.
Je remercie Dr. VONDOU Débertini et Dr. Djiotang Lucie
du LAMEPA pour leur disponibilité et les efforts consentis à
notre égard.
Je remercie nos aînés du LAMEPA : POKAM Wilfried,
NGUENANG Guy, YEPDO Zephirin, TANESSONG Roméo, TCHAKOUTIO Alain, MOUDI
Pascal pour leur disponibilité et conseil.
Ma reconnaissance va aussi à mes camarades FOUELEFACK,
BABALE, TAKONG, SONFAFK, KAÏSSASSOU, EMBOLO, NONO, AMOUGOU, MOTIO, ZEBAZE,
PENKA, CHAMANI, NKOA, pour leur précieuse collaboration.
Je n'oublie pas bien sûr les innombrables personnes qui
m'ont soutenu, encouragé ou qui, tout simplement, m'ont offert leur
amitié durant ces années travail.
Le meilleur est pour la fin. A ma famille, j'ai choisi parmi
tout les mots de la Terre et même de l'univers, les plus scincères
et ceux que mon coeur préfère pour vous dire simplement merci.
Dédicace i
Remerciements ii
Liste des figures vi
Liste des tableaux vii
Table des abréviations viii
Résumé ix
Abstract x
Introduction Générale 1
1 Généralités 3
1.1 Eléments de base sur les aérosols 3
1.1.1 Définition 3
1.1.2 Les sources des aérosols 3
1.1.3 La composition chimique 4
1.1.4 Les puits d'aérosols 4
1.2 Oxydation des COV dans la troposphère 5
1.2.1 Mécanisme d'oxydation des COV 5
1.2.2 Les étapes d'oxydation des COV 6
1.3 Thermodynamique des aérosols 7
1.3.1 Rappels fondamentaux sur la thermodynamique 7
1.3.2 Les potentiels chimiques 9
1.3.3 Potentiels chimiques de solutions 10
1.4 Représentation de l'équilibre gaz/particules
10
1.4.1 Théorie de l'équilibre gaz/particules 10
1.4.2 Equilibre thermodynamique phase gazeuse-phase particulaire
. . . . 11
2 Données et méthodes utilisées 14
2.1 La relation structure-propriété 14
2.1.1 Principe de base des techniques de contribution de groupe
14
2.1.2 Hiérachie des groupes 15
2.1.3 Techniques de contribution de groupes employées dans
le cadre de
notre travail 16
2.2 Description des méthodes d'estimation de la pression
de vapeur 17
2.2.1 Définition de la pression de vapeur 17
2.2.2 Méthode de Lee et Kesler (LK) 18
2.2.3 Méthodes basées sur l'équation de
Clausius-Clapeyron 18
2.3 Présentation des données 22
2.3.1 Données expérimentales 22
2.3.2 Données d'estimation 22
3 Résultats et analyses 25
3.1 Evaluation des propriétés de corps purs 25
3.1.1 Température d'ébullition 25
3.1.2 Température critique 26
3.1.3 Pression critique 28
3.2 Evaluation des méthodes d'estimation de la pression de
vapeur 29
3.2.1 Méthode de LK 30
3.2.2 Méthode de mM 32
3.2.3 Méthode de MY 34
Conclusion Générale et Perspectives 37
Bibliographie 38
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