Avis de Soutenance de thèse

de l’Unité Mixte de Recherche IMBE (équipe DFME)
Soutiendra publiquement ses travaux de thèse jeudi 26 Novembre 2020 à 14h00, sur le Campus Saint Charles d’Aix-Marseille Université (à huis clos).

Composition du jury

• Sandrine MOJA, Maître de conférence, Université Jean Monnet, Saint-Étienne, Rapporteur
• Thomas MICHEL Maître de conférence, HDR, Université Côte d’Azur, Nice, Rapporteur
• Anne MONOD, Professeur, LCE, Marseille, Examinatrice
• Benjamin LOUBET, Directeur de Recherche, INRAE, Thiverval-Grignon, Examinateur
• Martine HOSSAERT, Directeur de Recherche CNRS, Montpellier, Examinatrice
• Laurence GALSOMIES, Dr., ADEME, Paris, Invitée
• Elena ORMENO LAFUENTE, Chargée de Recherche, IMBE, Marseille, Directrice
• Catherine FERNANDEZ, Professeur, IMBE, Marseille, Directrice

Résumé de thèse
Les sources de Composés Organiques Volatils d’origine Biogénique (COVB) sont multiples (végétation terrestre, micro-organismes etc). Parmi les compartiments susceptibles d’émettre des COVB, la litière n’a été que très peu étudiée, contrairement à la canopée. Pourtant, la caractérisation des différentes sources est nécessaire car l’émission de COVB dans l’atmosphère peut être à l’origine de la formation d’O3 et d’aérosols organiques secondaires (SOA) impactant directement les écosystèmes, le climat et la santé humaine. Or la litière s’accumule fortement en climat tempéré et sa présence tout au long de l’année en fait une source permanente à l’inverse des émissions des arbres décidus liées à la présence de feuilles. L’objectif de ce travail a été de caractériser les émissions de COVB de la litière et d’analyser les facteurs qui les influencent quantitativement et qualitativement. Pour cela, nous avons mené des prélèvements in vitro et in situ de COVB. Par ailleurs, l’échantillonnage des COVB a été effectué offline (utilisation de cartouches et analyses en chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse, GC-MS) mais également online (via un Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry, PTR-MS).
L’analyse des émissions de la litière sénescente de 16 espèces méditerranéennes a montré de fortes variations d’émissions de COVB en fonction des espèces. En particulier, l’émission de composés terpéniques qui n’est observée que chez les espèces possédant des structures de stockage alors que l’émission de composés non-terpéniques est indépendante de la présence de ces structures. La quantité de COVB mesurée pour chaque litière a permis de classer les espèces en 3 catégories : les espèces dont la litière est une source de COVB négligeable (<0,10 µg.gMS-1.h-1), faible (0,1-1,0 µg.gMS-1.h-1) ou modérée (1,0-5,0 µg.gMS-1.h-1). Lors de cette étude, nous avons observé qu’au stade sénescent, une forte teneur en terpène n’était pas toujours synonyme d’émissions élevées. Enfin, les émissions des litières de Quercus pubescens et de Pinus halepensis ont montré un fort potentiel de formation de SOA et d’O3 pouvant altérer la qualité de l’air. Nous avons pu également démontrer que les émissions de la litière sénescente de P. halepensis, varient au cours du processus de décomposition. En effet, une forte variation qualitative et quantitative a été observée avec un pic d’émission après 3 mois de décomposition (9,18 µg.gMS-1.h-1). L’analyse online des émissions de la litière de pin d’Alep a permis de mettre en évidence la présence de composés terpéniques (monoterpènes, sesquiterpènes) mais aussi de composés non-terpéniques très volatils tels que le méthanol, l’acétone et l’acide acétique en quantité non-négligeable. Enfin, l’étude des émissions in situ de la litière de Pinus pinaster en période estivale a révélé des émissions modérées de COVB (1,3 mg.gMS-1.h-1). Ces émissions sont d’ailleurs influencées par de nombreux facteurs comme le contenu terpénique, la température et l’humidité. Enfin, nous avons estimé que cette litière avait un fort potentiel de formation de SOA et d’O3, qui, associé à une occupation régionale importante, la plaçait comme source non-négligeable de COVB en région tempérée.
Ce travail a permis de mettre en évidence que la litière de certaines espèces pouvait contribuer de façon importante aux émissions globales de COVB, notamment aux émissions d’α-pinène, de β-pinène, de limonène, de β-caryophyllène mais aussi de méthanol, d’acétone et d’acide acétique. Les émissions sont influencées par la présence de structures de stockage et la teneur en terpène des litières mais également par l’état de décomposition de la litière associé à une colonisation par les micro-organismes et enfin par les variations de température et d’humidité. Ainsi, la poursuite d’études s’intéressant à ces émissions semble nécessaire afin de pouvoir estimer leur contribution globale aux sources biogéniques de COVB et à la qualité de l’air associée.

Mots clés : COVB, litière, qualité de l’air, décomposition, température et humidité

Lieu
Amphithéâtre Sciences Naturelles
Campus Saint Charles – Aix-Marseille Université
3 place Victor Hugo
13003 Marseille

Visioconférence
Soutenance accessible en visioconférence : contacter Justine Viros pour avoir les codes d’accès sur ZOOM