PARTICULES ATMOSPHÉRIQUES

Composition des principales particules primaires

Les particules primaires ont une composition chimique qui est proche de celle du substrat dont elles sont issues. Elles contiennent principalement de la matière minérale lorsqu’elles proviennent des sols ou des zones marines, du carbone élémentaire lorsqu’elles sont des suies de combustion, ou encore de la matière organique lorsqu’il s’agit de pollen.

Les particules atmosphériques provenant des sols ou des déserts sont produites de façon mécanique, par le choc des grains de sable soulevés par le vent sur les agrégats d’argiles présents dans le sol. Ce contact va permettre la désagrégation des argiles et la formation de grains assez fins pour rester en suspension dans l’atmosphère. Ainsi, la composition de ces aérosols dits désertiques est liée à la fraction la plus fine des sols et est donc riche en minéraux argileux associés à du quartz.

Les aérosols marins, ou sels de mer, sont produits à la suite de l’éclatement de bulles générées par le vent lorsque sa vitesse, à dix mètres au-dessus de la surface de l’eau, est supérieure à 4 mètres par seconde (m/s), c’est-à-dire lorsque les vagues créent de l’écume blanche. Ce processus émet des gouttelettes qui, en s’évaporant, laissent en suspension dans l’atmosphère un aérosol d’un large spectre de tailles (de la dizaine de nanomètres à plusieurs micromètres). Cet aérosol est majoritairement constitué de chlorure de sodium (NaCl) auquel peuvent être associés d’autres composés présents dans l’eau de mer comme le soufre, le magnésium ou encore le strontium. Le carbone organique pouvant aussi être observé dans ces sels de mer est issu de la mise en suspension de divers composés organiques « flottant » à la surface des océans et provenant de l’activité biologique marine (restes de virus, bactéries, phytoplancton).

Les suies proviennent des combustibles fossiles qui, en brûlant, forment des composés polyaromatiques, appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces composés sont en partie déshydrogénés lors du processus de combustion de façon à produire du carbone élémentaire qui s’agglomère pour former des billes, d’où la forme en chapelets des particules constituant les suies. Étant très réactives chimiquement, les suies vieillissent assez rapidement au cours de leur transport dans l’atmosphère et sont généralement recouvertes de carbone organique ou de sulfates secondaires venus condenser à leur surface.

Composition des principales particules secondaires

Les particules secondaires sont, par définition, le résultat de la conversion au sein de l’atmosphère d’espèces gazeuses en particules. Leur production est l’une des manifestations les plus visibles de la chimie atmosphérique. Selon le nombre d’espèces mises en jeu et leurs caractéristiques de réactivité, la nature chimique des particules qui en résultent est très variée.

Les plus petites particules (correspondant au mode nucléation) contiennent des sulfates et des composés organiques oxydés. Celles du mode accumulation – produites par des phénomènes de combustion, par coagulation des particules du mode nucléation, par condensation de composés semi-volatils sur des particules préexistantes – peuvent contenir du carbone,[...]