Les retombées atmosphériques sont caractérisées par la très forte variabilité spatiale et temporelle de leurs flux vers les milieux récepteurs. Ceci est dû à la nature même des émissions qui sont localisées et sporadiques et des processus atmosphériques impliqués dans leurs dispersion et dépôt. Plusieurs études originales ont été menées afin d’utiliser cette variabilité pour remonter aux sources et/ou aux processus physico-chimiques mis en jeu jusqu’à leur dépôt Un de nos objectifs est de documenter la variabilité des dépôts atmosphériques et de produire des données permettant de contraindre aussi bien que possible la représentation de leurs termes dans les modèles de chimie transport d'échelle régionale. A terme cela devrait permettre de mieux représenter les processus et de tester le bilan de masse dans les modèles de poussières, c'est-à-dire d’évaluer la cohérence globale entre émissions, concentrations dans l'atmosphère et dépôt dans les simulations.

 

Certains de nos travaux antérieurs ont ainsi portés sur la mesure du dépôt total d’aérosols minéraux liées aux événements de transport de poussières sahariennes sur la Méditerranée occidentale et le sud de la France. Ces espèces sont peu réactives (ce qui minimise les termes de pertes ou de productions chimiques au cours du transport) et les événements de dépôt associés sont intenses donc facilement mesurables. Par ailleurs, les trajectoires de ces panaches sont bien établies permettant de définir des stratégies d'échantillonnage optimales. Enfin, ces poussières sont très souvent responsables des dépassements de seuil en PM10 observés à proximités des zones d’émissions et même à distance (comme par exemple dans le sud de l’Europe soumis au transport de panaches de poussières sahariennes même en surface). Un ensemble de collecteurs de dépôt de poussières désertiques, conçus au laboratoire en collaboration avec la société ICARE (Fig. 1 gauche), a été déployé sur plusieurs sites du pourtour méditerranéen et du sud de la France permettant de documenter la variabilité des dépôts en masse et voies de transport de poussières sahariennes sur cette région (projet DEMO, thèse J. Vincent) (Vincent et al., 2016 ; Fu et al., 2017).

 

 

 

Figure 1 : Photo de gauche : collecteur autonome de dépôt atmosphérique (CARAGA développé) par le LISA et la société ICARE installé sur l’île du Frioul (Méditerranée) ; Photo de droite : système de distribution des fractions successives de pluie du collecteur séquentiel développé au LISA.

 

 

Plus récemment, et pour répondre à la question de la variabilité intra-événementielle des dépôts, le LISA a développé un collecteur permettant d’échantillonner de manière séquentielle des fractions successives de pluie tout au long d’un même événement (Fig.1 droite, projet DATSHA, thèse T. Audoux). Le suivi de l’évolution de la composition élémentaire et ionique des fractions particulaires et dissoutes des dépôts humides a permis de suivre les signatures différentes d’aérosols d’origines anthropiques et désertiques et de les discuter au regard des sources et processus de transport et lessivage (Audoux et al., 2023a). L’expertise du LISA et les protocoles de chimie analytique originaux mis en oeuvre ont permis de mener ce suivi même sur des espèces traces (de l’ordre de la dizaine de ppb). Par ailleurs, la synergie d’observation couplant mesures de dépôt, d’aérosols atmosphériques et dynamiques, ont permis de sélectionner des cas d’étude pour discuter les processus mis en jeu et quantifier les poids relatifs des mécanismes de lessivage dans (rainout) et sous (washout) le nuage (Audoux et al., 2023b). Ces mécanismes de lessivage ont été discutés au regard de déterminants clés comme les sources des particules déposées, la dynamique et les conditions météorologiques. Enfin, elles ont permis de fournir des coefficients de lessivage propres à chaque composé chimique, ce qui est essentiel à la modélisation de leurs flux atmosphériques. En complément de ces activités sur les dépôts humides, un travail original a été mené pour documenter les flux de dépôt sec au cours d’un événement au Sahel et de questionner à partir de mesures in-situ les paramétrisations de dépôt sec sur une large gamme taille (Bergametti et al., 2018).