Stage m1 - m2 étude des sources de monoxyde d'azote dans les écosystèmes forestiers influencés par les activités humaines h/f

Unité : Centre de recherche Énergie Environnement

Responsable hiérarchique : Nadine LOCOGE

Responsable fonctionnel : Sébastien DUSANTER

Nature de l'emploi : Stage M1 ou M2 - 6 mois

Lieu de travail : IMT Nord Europe - Campus de Bourseul à Douai

Contexte :

Ecole sous tutelle du ministère de l'économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, et école de l'Institut Mines Télécom, IMT Nord Europe a 3 missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle ; mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée ; soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l'innovation et les créations d'entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels. Idéalement située au carrefour de l'Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe a l'ambition de devenir un acteur majeur des grandes transformations industrielles, numériques et environnementales du XXIème siècle en combinant, tant dans ses enseignements et que dans sa recherche, les sciences de l'ingénieur et les technologies du digital.

Localisée sur 2 sites principaux d'enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s'appuie sur plus de 20000 m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d'excellence dans les domaines suivants :
- Systèmes Numériques
- Energie Environnement
- Matériaux et Procédés

Pour plus de détails, consulter le site internet de l'Ecole : www.imt-nord-europe.fr

Le stage est à pourvoir au sein du CERI Energie Environnement et de l'axe thématique Observations, Sources et Processus physico-chimiques Atmosphériques (OSPA). L'équipe OSPA concentre ses recherches sur des thématiques liées à la qualité de l'air et à l'impact des activités humaines sur la composition de l'air extérieur. Les projets de recherche s'appuient sur de la recherche fondamentale et appliquée et visent à améliorer la compréhension des processus physico-chimiques impliqués dans la génération, le transport et la transformation des polluants gazeux et particulaires.

L'application de nouvelles réglementations sur les émissions anthropiques entraîne des changements majeurs dans la composition chimique de l'atmosphère. Toutefois, la prévision de ces évolutions reste hautement incertaine dans le contexte actuel de changement climatique, en particulier dans les environnements naturels tels que les forêts (biogéniques) soumis à l'influence des émissions urbaines. Le projet ACROSS (xxxx), dans lequel s'inscrit ce sujet de stage, a pour objectif d'améliorer notre compréhension des impacts du mélange entre masses d'air urbaines et biogéniques sur la composition et la capacité oxydante de l'atmosphère. Dans ce cadre, une campagne de mesures intensives a été menée durant l'été 2022, mobilisant plusieurs plateformes d'observation dans la région parisienne. L'un des sites d'observation principaux était situé dans la forêt de Rambouillet, au sud-ouest de Paris, une zone occasionnellement exposée aux panaches de pollution de la capitale.

Sur ce site forestier, le groupe OSPA a déployé un ensemble d'instruments de pointe permettant de mesurer des espèces atmosphériques clés, telles que les Composés Organiques Volatils (COV), des espèces radicalaires (HO2 et RO2), les oxydes d'azote (NO et NO2) et les aérosols secondaires (SOA et SIA). Un résultat particulièrement intéressant a été l'observation quotidienne, en matinée, d'un pic inattendu de monoxyde d'azote (NO) au-dessus de la canopée de la forêt. Cette observation questionne les connaissances actuelles sur les sources de NO en milieu forestier influencé par les activités humaines et requière d'être étudiée plus en détail.

Missions : Nous proposons d'identifier et de quantifier la contribution des principales sources en monoxyde d'azote au-dessus de la canopée de la forêt de Rambouillet en utilisant les observations atmosphériques réalisées lors de la campagne ACROSS.

Activités :

Le stage se déroulera selon les étapes suivantes :

1- Familiarisation avec le jeu de données de la campagne ACROSS

Dans un premier temps, le stagiaire effectuera une analyse descriptive du jeu de données relatif aux espèces gazeuses sur le site de Rambouillet, incluant les COV, les NOx et les espèces radicalaires. Ce travail impliquera la création et l'interprétation de séries temporelles ainsi que l'élaboration de graphiques de corrélation afin d'explorer les relations et les tendances au sein des données.

2- Etude du bilan en monoxyde d'azote au-dessus de la canopée de la forêt

Le travail consistera ensuite à analyser le bilan en NO au-dessus de la canopée, en identifiant et en quantifiant l'ensemble de ses sources et puits. Dans ce cadre, une modélisation de boite (0-D) sera utilisée pour établir un bilan détaillé et approfondir la compréhension des processus physicochimiques mis en jeu.