28/06/2013 - L'UPC participe à une campagne visant à étudier la pollution atmosphérique en Méditerranée

Menéame

La qualité de l’air dans toute la Méditerranée, et en particulier dans les îles, se dégrade et a des conséquences sur la santé humaine et le climat. La mer Méditerranée est un laboratoire naturel qui permet d’étudier l’effet du réchauffement climatique et de valider la prévision de la qualité de l’air dans une grande partie de l’Europe.

Et c’est que dans ce bassin s’accumulent des particules atmosphériques et des aérosols provenant d’Europe et d’Afrique du Nord, surtout en été, lorsque les pics de pollution et les intrusions de poussière minérale provenant du désert du Sahara sont plus fréquents.

Pour mieux étudier comment ce phénomène se produit dans la zone occidentale nord de la Méditerranée, le groupe Remote Sensing Laboratory(RSLab) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarceloneTech (UPC) participe cet été à la mesure des particules atmosphériques, à travers diverses techniques, de Barcelone et de Minorque. Ces mesures sont prises dans le cadre du projet Chemistry-Aerosol Méditerranéen Experiment(Charmex), dont l’objectif est de mieux comprendre les interactions entre la pollution atmosphérique et le climat. Cette interaction pourrait être à l’origine de la dégradation des conditions météorologiques (plus chaudes et sèches) et de la détérioration de la qualité de l’air dans le bassin méditerranéen, notamment en été.

Le projet est coordonné par leLaboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), un centre de recherche de l’Agence nucléaire française (CEA), l’Agence de recherche nationale française (CNRS) et l’Université de Versailles Saint-Quentin (UVSQ) de France.

Quelque 150 personnes, provenant d’une trentaine d’entités, principalement d’Espagne, de France et d’Italie, ainsi que d’Allemagne, d’Algérie, de Chypre, de Grèce, d’Italie et de Malte, du Maroc et de Turquie, étudient les particules du bassin méditerranéen pour établir l’inventaire le plus complet des espèces chimiques présentes dans l’atmosphère, et étudient leurs transformations tout au long du transport des masses d’air, ainsi que leurs impacts sur le climat régional. Outre le groupe RSLab de l’UPC, participent au projet le Barcelona Supercomputing Center - Centre national de superinformatique (BSC-CNS), le Centre de recherche énergétique, environnementale et technologique (CIEMAT) du ministère de l’économie et de la compétitivité; Instituto de Diagnosis Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA) et le Institut méditerranéen d’études avancées - tous les deux Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC)- la Consejería de Medio Ambiente del Gobierno Balear; l’entreprise GESA-ENDESA; la Université de Grenade, de l’Université des îles Baléares et la Université Miguel Hernández, d’Elche.

Le groupe de recherche Remote Sensing Laboratory (RSLab), situé sur le Campus Norte de l’UPC, à Barcelone, est responsable de la campagne de mesures qui se déroule, du 10 juin au 5 juillet, dans la capitale catalane et à Minorque, coordonnée par le professeur Michaël Sicard, du Département de la théorie du signal et des communications de l’UPC à Barcelone, et par le professeur François Dulac, du LSCE de France et coordinateur du projet ChARMEx. Le RSLab fournit des systèmes lidars atmosphériques, qui utilisent une technique de forage vertical de l’atmosphère pour détecter les particules en suspension. Cette technique est basée sur le même principe que les systèmes radar pour mesurer à distance, mais dans ce cas en utilisant des fréquences optiques, à partir de l’émission d’un laser.

Cette phase de la campagne de mesure consistera à lancer des ballons sous pression depuis l’aéroport de Sant Lluís (Menorca); des mesures de télédétection avec multi-nstruisation dans le Cap d’en Font (Menorda) et de télédétection dans le Campus Norte de l’UPC (Barcelone). La campagne se poursuivra ensuite à Majorque, jusqu'au 9 août.

Depuis le campus nord de l’UPC, deux systèmes lidaires sont utilisés pour le sondage vertical de l’atmosphère: l’un automatique avec 2 canaux d’acquisition fonctionnant en continu 24 heures sur 24 et l’autre avec 6 canaux d’achat, qui fonctionne à la demande pour des cas identifiés et qui nécessite un opérateur. Ces deux systèmes permettent d’estimer l’intensité et l’origine de la contamination et de déterminer la hauteur des panaches qui forment les particules détectées.

Ces informations sont mises à jour en temps réel sur un serveur Internet qui fournit des données pour les autres groupes impliqués dans le projet et qui participent également à la campagne de mesure de cet été à Minorque. À l’aérodrome de Sant Lluís de l’île, l’UPC, l’Agence spatiale française (CNES), la CEA, le CNRS et l’Université Paul Sabatier (UPS) de Toulouse ont installé une station de lancement de ballons avec instrumentation pour le suivi des panaches de pollution et une station d’instruments de télédétection au Cap d’en Font. Cette station est équipée d’un autre lidar, de photomètres solaires, de compteurs de particules et de mesureurs des propriétés optiques des particules.

L’une des innovations du projet, par rapport à la campagne menée l’année précédente, est le déploiement conjoint de ballons instrumentés. Depuis Minorque, deux types de ballons sont lancés sous pression. Ces ballons mesurent à la fois la concentration d’ozone et le nombre de particules. L’un d’eux dérive avec le vent et se déplace ensuite à la même altitude et à la même vitesse que les aérosols, pour suivre son évolution au cours de sa trajectoire dans l’atmosphère, tandis que l’autre grimpe dans la colonne atmosphérique jusqu'à plus de 30 kilomètres, fournissant ainsi un profil vertical de la pollution.

Cette collecte de données utilise également des avions équipés d’instruments à bord pour collecter des échantillons. in situ à différentes altitudes des aérosols et des polluants, qui se joignent aux différents types de systèmes de télédétection qui permettront de connaître les propriétés optiques des aérosols et polluants ainsi que leur distribution verticale dans l’atmosphère.

Les ballons servent de tracés pour les avions, afin d’analyser les mêmes masses d’air à plusieurs stades de leur transport. Ces ballons permettront pour la première fois de suivre l’évolution de la concentration d’ozone et du nombre de particules dans différentes classes de taille, le long de leur trajectoire à travers des centaines de kilomètres. Il s’agit d’une méthode particulièrement puissante pour détecter la formation d’ozone et/ou la sédimentation de particules naturelles, comme les particules de poussière provenant du Sahara, et les confronter à la prévision de modèles de transport.

La Méditerranée, laboratoire climatique d’Europe

En cours depuis 2010, Charmex, qui fait partie du programme international Mediterranean Integrated Studies At Regional and Loacal Scales (MISTRALS) a mené une première campagne de mesures en juin-juillet 2012, avec la participation du groupe RSLab de l’UPC, ainsi que d’autres équipes espagnoles. La campagne en cours, d’une portée sans précédent en Méditerranée occidentale septentrionale, permettra d’acquérir de nouvelles données, en particulier sur les endroits à faible instrumentation, comme les îles méditerranéennes, fortement touchés par l’accumulation de polluants en été. Grâce à l’utilisation de ballons, d’avions et de technologies de pointe, pour la première fois dans le cadre du projet, des mesures seront disponibles au-delà du continent dans des endroits plus reculés, tels que les îles Baléares, la Corse ou Lampedusa (Italie). Ces résultats contribueront à améliorer la représentation des processus chimiques et dynamiques des particules dans les modèles de climatologie et de qualité de l’air.

La Méditerranée est un réceptacle de toutes sortes de pollution, tant d’origine humaine que naturelle. D’une part, il reçoit des polluants des continents qui entourent le bassin, notamment du nord et à travers les grandes vallées et des rivières comme le Rhône ou le Po, ou directement des grands complexes industriels portuaires, tels que ceux de Barcelone, Marseille, Gênes, Alger ou Sfax. D’autre part, depuis le centre du Sahara, il reçoit des particules sous forme de gigantesques panaches de poussière désertique.

Tous ces types de pollution convergent dans le bassin qui agit comme un immense réacteur chimique. Sous l’effet du climat méditerranéen, chaud, ensoleillé et sec, cette pollution évolue: de nouvelles espèces chimiques apparaissent, tandis que d’autres se transforment ou disparaissent. Une partie de cette pollution, comme la formation d’ozone ou de poussières ultra fines, peut provoquer des troubles respiratoires et cardiovasculaires. Il peut également modifier le climat en provoquant encore plus de sécheresse.

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UPC

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