Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère

Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère PDF Author: Bastien Radola
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Dans ce travail de thèse, des méthodes de simulation numérique ont été utilisées afin de modéliser, à l’échelle moléculaire,l’interaction entre des aérosols carbonés et diverses molécules de l’atmosphère.L’objectif était de caractériser les propriétés physico-chimiques de ces aérosols, qui jouent un rôle majeur dans le climat, en particulier via leur capacité à former des noyaux de condensation pour les molécules d’eau. En premier lieu, les techniques de la dynamique moléculaire ont été appliquées à la détermination de l’organisation d’agrégats d’acide carboxylique sur lesquels sont adsorbées des molécules d’eau. Les résultats montrent une influence à la fois de la température, du taux d’humidité et du type d’acide considéré sur le comportement global des agrégats. Par contre, il a été montré qu’un mélange binaire d’acides n’a que peu d’influence sur ce comportement. En second lieu, des techniques de simulation moléculaires quantiques, à la fois statiques et dynamiques, ont été appliquées à l’étude de la chloration de surfaces de suie, modélisées par de grands HAP, ainsi qu’à la caractérisation de leur affinité pour les molécules d’eau. Les résultats ont montré une forte propension de Cl, Cl2 et HCl à former des HAP chlorés à la faveur de la présence de défauts structurels. Ces structures chlorées présentent une forte hydrophilicité, ce qui pourrait expliquer la nature fortement hygroscopique de suies émises lors d’incendies industriels.

Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère

Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère PDF Author: Bastien Radola
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Dans ce travail de thèse, des méthodes de simulation numérique ont été utilisées afin de modéliser, à l’échelle moléculaire,l’interaction entre des aérosols carbonés et diverses molécules de l’atmosphère.L’objectif était de caractériser les propriétés physico-chimiques de ces aérosols, qui jouent un rôle majeur dans le climat, en particulier via leur capacité à former des noyaux de condensation pour les molécules d’eau. En premier lieu, les techniques de la dynamique moléculaire ont été appliquées à la détermination de l’organisation d’agrégats d’acide carboxylique sur lesquels sont adsorbées des molécules d’eau. Les résultats montrent une influence à la fois de la température, du taux d’humidité et du type d’acide considéré sur le comportement global des agrégats. Par contre, il a été montré qu’un mélange binaire d’acides n’a que peu d’influence sur ce comportement. En second lieu, des techniques de simulation moléculaires quantiques, à la fois statiques et dynamiques, ont été appliquées à l’étude de la chloration de surfaces de suie, modélisées par de grands HAP, ainsi qu’à la caractérisation de leur affinité pour les molécules d’eau. Les résultats ont montré une forte propension de Cl, Cl2 et HCl à former des HAP chlorés à la faveur de la présence de défauts structurels. Ces structures chlorées présentent une forte hydrophilicité, ce qui pourrait expliquer la nature fortement hygroscopique de suies émises lors d’incendies industriels.

Modélisation à l'échelle moléculaire de la réactivité des aérosols atmosphériques

Modélisation à l'échelle moléculaire de la réactivité des aérosols atmosphériques PDF Author: Césaire Rostand Fotsing Kwetche
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Languages : fr
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Cette thèse constitue une contribution à la modélisation à l'échelle moléculaire de la réactivité des aérosols atmosphériques. L'objectif est de mettre au point une méthodologie hybride classique/quantique permettant de traiter la réactivité hétérogène à la surface des aérosols atmosphériques attaqués par diverses espèces réactives de nature radicalaire (Cl, OH ou peroxyles RO2) ou saturée (dioxygène, ozone). Tout d'abord, l'approche quantique de la réactivité entre le chlore et les molécules d'acide carboxyliques (acide valérique) ou acides gras (acide palmitique) a été validée en phase gaz. Les résultats ont permis, d'une part, de mettre en évidence la spontanéité de l'abstraction des atomes d'hydrogène de l'acide par le chlore et d'autre part l'augmentation de la constante de vitesse de réaction lorsque la chaîne de la molécule d'acide s'allonge. Dans la deuxième partie dédiée à la simulation d'un aérosol modèle, nous avons, à partir de la dynamique moléculaire classique, construit un agrégat d'acide palmitique et analysé ses propriétés structurales et énergétiques. Ensuite, en ajoutant des molécules d'eau, on constate que celles-ci forment des îlots à la surface de l'agrégat. Enfin, nous avons étudié la réactivité hétérogène à la surface de l'aérosol en découpant le système en deux régions traitées de manière différenciée (approche dite "QM/MM", " Quantum Mechanics/Molecular Mechanics"). Nous avons identifié un échantillon d'atomes hydrogène à la surface de l'agrégat pouvant être capté par le Chlore et calculé pour chacun d'eux la constante de réaction. Nous avons finalement pu déterminer pour la première fois une valeur théorique du coefficient de capture (" uptake") réactif, qui peut être comparée aux résultats expérimentaux.

Les aérosols

Les aérosols PDF Author: Bruno Guillaume
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Languages : fr
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On regroupe sous le nom d'« aérosols carbonés » deux espèces chimiques différentes : le « carbone suie » (« Black Carbon » BC) et le carbone organique ( « Organic Carbon » OC). BC est intégralement émis par les sources de combustion tandis que OC comporte à la fois une partie émise (OC primaire, OCp) et une partie formée secondairement par photochimie dans l'atmosphère (aérosols organiques secondaires, SOA). La complexité de ce type d'aérosols n'est aujourd'hui que peu représentée dans les modèles existants. On relève deux sources principales d'incertitude dans l'étude de l'impact climatique des aérosols carbonés. La première porte sur les inventaires d'émissions, la deuxième sur la modélisation complexe de leur évolution dans l'atmosphère (transport, interactions gaz-particules, dépôts sec et humide). Dans le contexte de ma thèse réalisée au Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (LA), j'ai pris en compte cette complexité en développant un inventaire d'émissions d'aérosols carbonés sur l'Europe mais aussi un nouvel outil de modélisation 3D à l'échelle globale. Stratégiquement, mon travail s'articule en cinq étapes:une meilleure caractérisation des inventaires d'émissions de BC et OCp, en développant un nouvel inventaire des sources principales que sont les combustions de fuels fossiles et de biofuels (secteur industriel, secteur domestique, trafic). Cet inventaire, de résolution 25kmx25km, fournit les émissions de BC et OCp pour 1995, 2000, 2005, 2010 et comporte deux zooms régionauxsur la France à la résolution 10kmx10km et sur la région de la campagne Escompte à la résolution 1kmx1km, le développement d'un nouvel outil de modélisation globale de BC et OC (primaire et secondaire) par couplage du module d'aérosol ORISAM (module sectionnel) (LA/INERIS/ADEME) avec le modèle global de chimie-transport TM4 (collaboration LA/KNMI), qui permet à la fois la prise en compte d'une distribution des aérosols suivant 8 classes de taille (0.04μm-10 μm) et la prise en compte d'une composition chimique détaillée des aérosols (BC et OCp constituant le noyau de la particule sur lequel condensent plus de 6 réactifs chimiques organiques/inorganiques), des simulations avec ce nouveau modèle global baptisé ORISAM-TM4, des confrontations de résultats avec les mesures de BC et OC et l'étude du transport longue distance des aérosols, des tests de sensibilité sur la formation des aérosols organiques secondaires (SOA) portant sur différentes familles de composés organiques volatils (COV) précurseurs de SOA et portant également sur l'hygroscopicité des SOA (caractère hydrophile/hydrophobe), enfin, j'ai couplé ce nouvel outil ORISAM-TM4 à un module radiatif pour déterminer les propriétés optiques des aérosols (épaisseur optique, albédo de simple diffusion) en mélange interne à l'échelle globale.

El Niño

El Niño PDF Author: Bruno Voituriez
Publisher: UNESCO
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Category : Science
Languages : en
Pages : 132

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El Nino, caprice of the heavens, scapegoat for every calamity? The general public cannot really understand what is behind the El Nino phenomenon. The book offers a tour of the Earth's climate to understand one of its normal but extreme components.

An Introduction to Differential Manifolds

An Introduction to Differential Manifolds PDF Author: Jacques Lafontaine
Publisher: Springer
ISBN: 3319207350
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 408

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Book Description
This book is an introduction to differential manifolds. It gives solid preliminaries for more advanced topics: Riemannian manifolds, differential topology, Lie theory. It presupposes little background: the reader is only expected to master basic differential calculus, and a little point-set topology. The book covers the main topics of differential geometry: manifolds, tangent space, vector fields, differential forms, Lie groups, and a few more sophisticated topics such as de Rham cohomology, degree theory and the Gauss-Bonnet theorem for surfaces. Its ambition is to give solid foundations. In particular, the introduction of “abstract” notions such as manifolds or differential forms is motivated via questions and examples from mathematics or theoretical physics. More than 150 exercises, some of them easy and classical, some others more sophisticated, will help the beginner as well as the more expert reader. Solutions are provided for most of them. The book should be of interest to various readers: undergraduate and graduate students for a first contact to differential manifolds, mathematicians from other fields and physicists who wish to acquire some feeling about this beautiful theory. The original French text Introduction aux variétés différentielles has been a best-seller in its category in France for many years. Jacques Lafontaine was successively assistant Professor at Paris Diderot University and Professor at the University of Montpellier, where he is presently emeritus. His main research interests are Riemannian and pseudo-Riemannian geometry, including some aspects of mathematical relativity. Besides his personal research articles, he was involved in several textbooks and research monographs.

Aeronomy

Aeronomy PDF Author: P. M. Banks
Publisher: Elsevier
ISBN: 1483260666
Category : Science
Languages : en
Pages : 445

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Book Description
Aeronomy, Part A is an attempt to make a comprehensive exposition of the processes in aeronomy, the study of composition, movement, and thermal balance of the upper regions of the planetary atmosphere. The text covers topics such as atmospheric regions and atmospheric density, the temperature and molecular mass of the atmosphere; the permanent constituents and the molecular and isotonic composition of the homosphere; and the transition from the homosphere to the heterosphere. Also covered are topics such as the temperature gradient and energies in the thermosphere, conditions at 200km and above 250km, solar radiation and ionization, and aeronomic reactions. The book is recommended for scientists, especially natural physicists, who would like to know more about the field of aeronomy and its advances.

Minimum competence in scientific English

Minimum competence in scientific English PDF Author: Sue Blattes
Publisher: L'Editeur : EDP Sciences
ISBN: 9782868835888
Category : English language
Languages : fr
Pages : 264

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Book Description
Cet ouvrage, devenu célèbre sous son sigle MCSE, a déjà été utilisé par plus de 50 000 étudiants, chercheurs, professionnels. L'objectif est de lire et écrire des textes en anglais scientifique avec facilité et pertinence. L'ouvrage est conçu pour que l'apprenant devienne un véritable utilisateur de l'anglais. La méthode originale repose sur l'analyse des fonctions et structures nécessaires : measurement, frequency, comparison, modification, link words, time, cause and consequence, hypothesis, modality, purpose and process, impersonal forms, compound nouns and adjectives. Dans chaque unit, des tests d'auto-évaluation permettent de se situer et de construire son parcours de formation, d'abord en définissant ses objectifs à l'aide des key points et du lexis, puis, de façon plus personnalisée, en puisant dans les examples in context, checkpoints (back to basics, word web), web search, FAQs... MCSE est l'outil de base d'une méthode qui comprend aussi d'autres outils dans la même collection (Listening Comprehension for Scientiflc English et Speaking Skills in Scientitic English). L'ouvrage est destiné à tout apprenant de niveau baccalauréat qui désire acquérir une réelle compétence dans l'écriture et la lecture de textes en anglais scientifique.

Popular Astronomy

Popular Astronomy PDF Author: Camille Flammarion
Publisher:
ISBN:
Category : Astronomy
Languages : en
Pages : 732

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Air Pollution Modeling and its Application XXIV

Air Pollution Modeling and its Application XXIV PDF Author: Douw G. Steyn
Publisher: Springer
ISBN: 3319244787
Category : Science
Languages : en
Pages : 640

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Book Description
Current developments in air pollution modelling are explored as a series of contributions from researchers at the forefront of their field. This newest contribution on air pollution modelling and its application is focused on local, urban, regional and intercontinental modelling; data assimilation and air quality forecasting; model assessment and evaluation; aerosol transformation. Additionally, this work also examines the relationship between air quality and human health and the effects of climate change on air quality. The work is comprised of selected papers presented at the 34th International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and its Application held in Montpellier, France in 2015. The book is intended as reference material for students and professors interested in air pollution modelling at the graduate level as well as researchers and professionals involved in developing and utilizing air pollution models.

Global Soil Security

Global Soil Security PDF Author: Damien J. Field
Publisher: Springer
ISBN: 3319433946
Category : Nature
Languages : en
Pages : 454

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Book Description
This book introduces the concept of soil security and its five dimensions: Capability, Capital, Condition, Connectivity and Codification. These five dimensions make it possible to understand soil's role in delivering ecosystem services and to quantify soil resource by measuring, mapping, modeling and managing it. Each dimension refers to a specific aspect: contribution to global challenges (Capability), value of the soil (Capital), current state of the soil (Condition), how people are connected to the soil (Connectivity) and development of good policy (Codification). This book considers soil security as an integral part of meeting the ongoing challenge to maintain human health and secure our planet's sustainability. The concept of soil security helps to achieve the need to maintain and improve the world’s soil for the purpose of producing food, fiber and freshwater, and contributing to energy and climate sustainability. At the same time it helps to maintain biodiversity and protects ecosystem goods and services.