Photochimie des complexes organiques/ion métallique de transition dans les aérosols troposphériques et les nuages – REACTE

Depuis 1992 et le premier sommet de la Terre, les états reconnaissent un changement climatique d’origine humaine et s’engagent à lutter dans le cadre d’une convention internationale. C’est dans ce contexte que sous l’égide de l’ONU, des COP (Conference of parties) réunissant de nombreux pays sont organisées pour prendre des engagements. Cependant, afin que des mesures pertinentes soient prises il est important que les scientifiques du monde entier s’unissent pour fournir les bonnes données aux politiques. C’est dans ce contexte que le projet REACTE, impliquant des chercheurs français et allemands reconnus internationalement sur des domaines scientifiques respectifs très complémentaires, est proposé.
L’atmosphère est un système complexe et hautement réactif où de nombreux processus bio-physicochimiques ont lieu. Il est donc crucial de bien connaître ce système et son évolution en fonction des différentes pressions qu’il subit. Un des points clés est donc de bien connaître la capacité d’un tel système à réagir en fonction des espèces présentes. Les réactions redox font partie des voies prépondérantes de transformation à bien considérer pour mieux comprendre l’évolution de l’atmosphère. Le projet REACTE va se concentrer sur la (photo)chimie des métaux de transition (MT) qui représente une source majeure d’espèces hautement réactives dans les aérosols et la phase aqueuse des nuages troposphériques. En effet, très peu de données existent actuellement sur le rôle exact et sur la réactivité de ces métaux qui sont actuellement presque uniquement considérés sous forme libre, c’est-à-dire non complexés, alors qu’ils sont connus pour être présents très majoritairement sous forme de complexe dans les milieux naturels. Le projet REACTE s’attachera à répondre aux questions suivantes : i) Comment la complexation des MT influencera leur photo-réactivité et les réactions d'oxydoréduction via le métal directement et/ou avec H2O2 à travers les réactions de type "Fenton" ; ii) Quelles seront les espèces réactives associées à ces réactions, H2O2, HO?, HO2?/O2?- et leurs rendements de formation ? Quel sera leur impact sur la capacité oxydante de l’atmosphère et donc sur sa composition chimique en général ? Les résultats obtenus seront ensuite implémentés dans un modèle de chimie atmosphérique multiphasique impliquant les mécanismes chimiques des radicaux en phase aqueuse (CAPRAM) pour prédire leur influence sur la transformation de la matière organique, le bilan des HOx et les états de valence des MT dans les gouttelettes atmosphériques ou les aérosols. Le projet REACTE qui associe des compétences scientifiques complémentaires, permettra de mieux connaître la chimie des complexes de MT présents dans l’atmosphère et donc d’appréhender leur rôle sur la chimie atmosphérique. Plus généralement, il fournira des données pour mieux comprendre/évaluer leur impact sur le climat et la pollution de l'air, impact qui est fortement sous-estimé actuellement.