Understanding of atmospheric and indoor air chemistry through HOx radical measurements

Compréhension de la chimie de l'atmosphère et de l'air intérieur grâce aux mesures des radicaux HOx Les radicaux HOx (OH+HO2) et RO2 sont impliqués dans les processus d'oxydation en phase gazeuse, générant des produits secondaires ayant un impact sur la qualité de l'air et la santé humaine. La compréhension de ces processus d'oxydation par la quantification de ces radicaux reste un défi en raison de leurs faibles concentrations (< ppt) et de leur réactivité élevée. Il n'existe que quelques instruments dans le monde permettant d'effectuer de telles mesures, dont l'instrument de l'Université de Lille (UL-FAGE: ). Il est basé sur la détection par LIF (Laser Induced Fluorescence) de OH à basse pression. Il permet la mesure directe de OH et la mesure indirecte de HO2 par conversion chimique en OH après l'ajout d'une faible concentration de NO à l'entrée de la cellule FAGE. Au cours de cette thèse, l'instrument a été amélioré pour la quantification des radicaux RO2. Deux mesures complémentaires permettent d'accéder à la concentration de RO2, soit en utilisant la cellule HO2 et en injectant une concentration élevée de NO à l'entrée de la cellule de détection, soit en couplant un réacteur de conversion ROx à une cellule FAGE. Cette technique est basée sur la conversion chimique en deux étapes des radicaux RO2 en HO2 dans le réacteur de conversion couplé à une cellule FAGE. Nous pouvons également mesurer un autre paramètre en utilisant une cellule FAGE couplée à une cellule de photolyse : la réactivité d'OH (somme des pertes OH).L'instrument UL-FAGE a été amélioré et utilisé au cours de cette thèse pour des mesures en laboratoire (configuration de réactivité) afin d'étudier les mécanismes d'oxydation importants pour la chimie intérieure et extérieure impliquant les radicaux HOx. Au cours de l'été 2022, l'UL-FAGE a participé à une campagne d'intercomparaison RO2 qui s'est déroulée dans la chambre SAPHIR (Jülich, Allemagne). Neuf groupes utilisant différents instruments ont participé à cette campagne. Les performances des instruments UL-FAGE pour la mesure de OH, HO2 et RO2 dans une large gamme de conditions chimiques atmosphériques (tels que la vapeur d'eau, le niveau en oxydes d'azote, la présence de divers composés organiques, chimie de jour et de nuit) ont été étudiées au cours de cette campagne. Enfin, l'UL-FAGE en configuration de quantification et de réactivité a été déployé pour une campagne de terrain (ACROSS) dans la forêt de Rambouillet, avec des mesures de réactivité à deux hauteurs différentes (au sol et au-dessus de la canopée) et des mesures de concentrations en radicaux au sol.