ETUDE DES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS BIOGENIQUES DANS UNE FORET DE QUERCUS

Le chapitre suivant rassemble les résultats de la campagne intensive CANOPEE qui a eu lieu sur la plateforme expérimentale de l‘O3HP (Oak Observatory at OHP) dans une forêt de chêne pubescent. Dans un premier temps les objectifs et l‘organisation de cette campagne sont décrits. Par la suite, les résultats des mesures de COV à l‘échelle de la branche des végétaux sont exposés. Enfin, l‘analyse plus approfondie des mesures de concentrations et flux de COV à l‘echelle de la canopée est présentée. La biosphère terrestre est une composante clé des interactions entre la surface du globe et l‘atmosphère. Source dominante de composés organiques volatils, les écosystèmes sont impliqués à la fois dans des réactions en phase gazeuse et particulaire, comme par exemple le cycle de l‘ozone ou la formation d‘aérosols organiques secondaires. La végétation est également un puit pour de nombreux composés qui sont détruits par dépôt à la surface des feuilles ou par des réactions d‘oxydation se déroulant au sein même de la canopée. Ces processus intra-canopée sont d‘une grande importance quant à la détermination du flux net des composés dans l‘atmosphère mais ne sont généralement pas considérés dans les modèles globaux de végétation et de chimie-transport.

Cette étude s‘inscrit dans la problématique du programme CANOPEE (ANR-JCJC 2011-2014, coordinatrice J.Lathière) qui a pour objectif de comprendre et de quantifier le rôle des processus intra- canopée dans les échanges de composés organiques volatils entre la surface et l‘atmosphère. La réalisation de ces objectifs s‘appuie sur une campagne de mesures intensive dans une forêt de chêne pubescent à l‘Observatoire de Haute-Provence. Le projet CANOPÉE repose sur une approche transversale permettant de prendre en compte des aspects liés à la dynamique, la chimie et l‘écologie. Son originalité repose sur la combinaison des activités de mesure et de modélisation, avec des mesures allant de l‘échelle de la branche à l‘échelle de la canopée, pour la détermination des caractéristiques structurelles, chimiques et écologiques de la forêt. Mon travail de thèse avait pour objectif de répondre au dernier volet. J‘ai également participé au développement du volet 2 par la mise en œuvre du PTR-MS pour les mesures des flux d‘émission à l‘échelle de la branche. C‘est pourquoi une description de ma contribution à cet axe de travail est présentée ci-après, avant les résultats du troisième volet présentés sous forme d‘article.

Dans le cadre des travaux de thèse d‘Anne-Cyrielle Génard (IMEP, Université de Provence, financement ADEME-PACA), le suivi in situ des taux d‘émission d‘isoprène a été réalisé pour des branches de chênes blancs situées à différentes hauteurs de la canopée de l‘OHP. Ce suivi a été réalisé sur une durée de deux semaines, à l‘aide de chambres dynamiques d‘échantillonnage (FIGURE 3.1) et les échantillons collectés ont été mesurés à postériori par GC-MS pour la quantification de l‘isoprène. Dans l‘objectif de renseigner les taux d‘émission du chêne pubescent ainsi que de l‘érable de Montpellier pour un plus grand nombre de COV, l‘analyseur PTR‐MS du LSCE a également été déployé durant deux cycles diurnes complets. Le PTR-MS a échantillonné alternativement par séquence de quinze minutes, l‘air entrant (c‘est-à-dire l‘air ambiant) puis sortant des chambres dynamiques. Plus d‘information liées à la mise en œuvre et aux performances des mesures sont disponibles dans le Chapitre 2, section 3.1.9. Le suivi journalier des concentrations d‘isoprène dans l‘air sortant de la chambre enfermant une branche de chêne est représenté FIGURE 3.2. Les concentrations en sortie de chambre affichent des variations diurnes, typiques des composés biogéniques, dont les émissions varient en fonction de la température et de la lumière. Une variabilité similaire a également été observée pour les monoterpènes.