Réactivité multiphasique des composés dicarbonylés dans l'atmosphère

Parmi les composés organiques volatils (COVs) présents dans l’atmosphère, les composés carbonylés sont à la fois primaires et secondaires, d’origine biogénique ou anthropique. Ces composés constituent des intermédiaires incontournables des chaînes d’oxydations atmosphériques des COVs et sont réactifs, hydrosolubles et peuvent contribuer à la formation de l’aérosol organique secondaire (AOS). Dans ce travail, la réactivité multiphasique atmosphérique de deux composés dicarbonylés, le glyoxal (éthanedial) et du muconaldéhyde (2,4-hexadiènedial), a été étudiée. Le glyoxal est un composé α-dicarbonylé dont la réactivité atmosphérique a été largement étudiée en laboratoire, bien que son analyse soit toujours difficile à réaliser. De plus, les travaux expérimentaux précédents semblent montrer que la réactivité du glyoxal en phase aqueuse diluée est différente de celle observée dans l’aérosol. Ces travaux ont porté sur le développement analytique d’une nouvelle méthode de mesure du glyoxal en phase aqueuse, compatible avec les concentrations en traces observées dans les brouillards et les nuages. Afin de se rapprocher des conditions atmosphériques réelles, la réactivité multiphasique du glyoxal a également été étudiée en chambre de simulation atmosphérique en présence d’aérosols déliquescents de sulfate d’ammonium. Les résultats ont permis de déterminer le partitionnement gaz-particules du glyoxal dans ces conditions et également d’observer la formation de produits réactionnels oxygénés et azotés. La réactivité du glyoxal s’est avérée bien plus rapide qu’en phase aqueuse diluée et avec de potentielles différences de mécanismes réactionnels. Ces observations appuient l’importance d’une approche multiphasique de la réactivité des composés a-dicarbonylés pour en déterminer l’impact atmosphérique. Le muconaldéhyde est un composé insaturé dicarbonylé non commercial, secondaire, issu de la réactivité atmosphérique des composés aromatiques, mais sa réactivité en phase condensée n’a jamais été décrite auparavant. Après avoir développé une méthode de synthèse de cette molécule, la détermination de sa constante d’hydratation ainsi que sa constante de Henry ont révélé que le muconaldéhyde présente une solubilité intermédiaire. Plusieurs voies réactionnelles ont été explorées, et des expériences de cinétique chimique ont révélé que sa réactivité multiphasique est majoritairement diurne et photochimique, permettant ainsi un transport atmosphérique nocturne. Dans l'ensemble, ces travaux montrent que les composés dicarbonylés sont très réactifs, avec des durées de vie très courtes dans l'atmosphère (inférieures à 3 h de jour). Cependant, des différences très significatives de réactivité en phase condensée ont été observées entre les deux molécules, soulignant la nécessité d’approfondir les connaissances actuelles de la chimie en phase condensée des composés polyfonctionnels afin d’en évaluer les impacts atmosphériques multiphasiques