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Mieux connaître l’impact des particules de suie sur le climat

Les particules carbonées émises par les processus de combustion ont un impact non-négligeable sur la balance radiative de la planète Terre et sont soupçonnées de participer à son réchauffement. Aujourd’hui, ces particules et, d’une manière plus générale, les aérosols atmosphériques constituent une des sources majeures d’incertitude sur les évolutions futures du climat à cause de leur grande variabilité en terme de sources d’émission, de taille, de composition chimique et d’évolution dans l’atmosphère.

Une meilleure quantification de l’impact des particules de suie sur le climat requiert donc de mesurer avec précision leurs propriétés d’interaction avec le rayonnement (propriétés d’absorption et de diffusion). Ces informations sont toutefois difficiles à obtenir expérimentalement sur une grande gamme de longueurs d’ondes et les travaux de modélisation peuvent donc être d’une grande aide. Toutefois, les modèles actuellement disponibles sont pour la plupart d’entre eux basés sur de nombreuses approximations qui ne prennent pas en compte précisément toutes les spécificités structurelles et chimiques des particules de carbone constituant les suies.

En appliquant un modèle basé sur l’approche théorique dite PDI (Point Dipole Interaction) à des particules de suie simulées sur ordinateur, une équipe de chercheurs bisontins vient pourtant de montrer que les caractéristiques atomiques de ces particules de suie peuvent avoir une grande influence sur leurs propriétés d’absorption du rayonnement. Les résultats des calculs montrent en particulier que les défauts structurels et chimiques présents en grand nombre dans les particules de suie changent de manière importante leurs propriétés d’interaction avec le rayonnement. Or ce degré de précision atomique n’est pas pris en compte dans les modèles standards utilisés dans la communauté des sciences de l’atmosphère, approximation qui a pour conséquence de conduire à de mauvaises estimations des propriétés d’absorption des suies.
Ce travail montre donc qu’il est nécessaire de mieux caractériser les suies à l’échelle atomique si l’on veut calculer de manière précise leur impact sur les évolutions climatiques.

Ce travail, financé par le programme LEFE du CNRS et la Région Franche-Comté est le fruit d’une collaboration entre l’Institut UTINAM et l’Institut FEMTO-ST de Besançon. Il a impliqué un doctorant cubain en co-tutelle internationale de thèse.

Contacts
Institut UTINAM : Sylvain Picaud
Institut FEMTO-ST : Michel.Devel

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