1.2 Oxydation des COV dans la troposphère
Les réactions chimiques dans l'atmosphère se
déroulent principalement dans la troposphère (Camredon 2007). Le
terme de "capacité oxydante de la troposphère" est
communément utilisé en référence à la
vitesse des mécanismes d'oxydation.
1.2.1 Mécanisme d'oxydation des COV
Les COV regroupent une très grande diversité
d'espèces. Les COV d'origine primaire sont principalement des
hydrocarbures. A l'échelle globale, environ 90Zdes hydrocarbures
émis dans la troposphère provient de sources naturelles
(Müller 1992; Brasseur et al. 1999) . A l'échelle locale, les COV
d'origine anthropique peuvent être majoritaires à proximité
des zones urbaines. Ils ont un temps de vie très variable allant de
quelques heures pour les espèces les plus réactives, à
plusieurs années pour des espèces comme le méthane
(Atkinson 2000). Les concentrations de COV non méthaniques varient de
quelques ppbC en milieu éloigné de sources intenses
d'émissions à plusieurs centaines de ppbC en milieu urbain
(Firlayson et Pitts 2000; Seinfeld et Pandis 2006). La représentation
des mécanismes majeurs impliqués dans le processus de formation
des COV est schematisée ci-dessous : L'oxydation
Figure 1.1 Principaux mécanismes impliqués dans
l'oxydation troposphérique des COV (d'après Camredon et Aumont,
2007a)
des COV passe par une chaîne radicalaire complexe
imbriquée dans le cycle catalytique des
HOX (OH, HO2 et RO2 ) et des
NOx. Cette oxydation est progressive. Elle implique une
multitude de composés organiques intermédiaires (Aumont et al.
2005). Les COV sont principalement consommés par réaction avec le
radical OH, menant à la formation d'un radical péroxyle
(RO2). Ce radical évolue, principalement par réaction
avec NO, vers un radical alkoxyle (RO). Cette réaction est
concurrencée par la formation d'une espèce stable selon les
réactions RO2 + NO (formation de nitrates
RONO2) ou RO2 + HO2 (formation
d'hydropéroxydes ROOH). Les radicaux alkoxyles (RO) vont réagir
avec O2 pour former des composés stables carbonylés. Les
espèces stables réagissent à leur tour avec le radial OH
pour former un composé à nouveau oxydé et ainsi de suite
jusqu'à l'oxydation totale du carbone en CO2. Ces processus
d'oxydation gazeuse mènent donc à la formation de COV d'origine
secondaire, portant des fonctions oxygénées et azotées.
La nature des groupes fonctionnels progressivement
ajoutés au squelette carboné de la molécule primaire lors
de l'oxydation est extrêmement variable ( on a par exemple les alcools,
aldéhydes, cétones, nitrates, hydropéroxydes, acides
carboxyliques). Elle dépend des conditions environnementales
considérées, notamment de la température (Atkinson 2000).
L' oxydation des COV s'effectue en plusieurs étapes dont il est
important de reléver.
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