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Les COV constituent un élément essentiel de la chimie de l’atmosphère qui participe à la production de polluants dangereux pour la santé humaine et l’environnement : l’ozone (O₃) et les aérosols organiques secondaires (SOA) (Chameides & Davis, 1980; Andreae & Crutzen, 1997). Les flux de la plupart des COV, dont 90% sont d’origine biologique (COVB), ne sont pas quantifiés et pas de façon exhaustive. Les écosystèmes gérés, qui représentent environ 50% des surfaces terrestres en Europe, constituent le potentiel le plus important d’émissions de COVB. On estime aujourd’hui à 55% la part des forêts,  27% celle des couverts agricoles, et 18% les prairies, zones humides et arbustes (Karl, 2009). Ces estimations ne tiennent pas compte de façon satisfaisante des effets des pratiques agricoles par manque de données fiables: épandages de lisiers, décomposition des litières et résidus de cultures, application de pesticides.

Dans ce projet nous proposons de fournir de nouvelles références de flux de la vaste majorité des COVB par une méthode directe sur un panel représentatif des agro-écosystèmes en France : grandescultures et forêts gérées. Nous proposons également d’acquérir des références sur les émissions liées aux pratiques agricoles identifiées comme sources principales de COVB et COSV (semi-volatils) et en particulier les apports de produits résiduaires organiques et décomposition des litières. Des mesures annexes seront réalisées afin d’établir les relations entre les flux de COVB et le fonctionnement de ces écosystèmes, dans le but d’extrapoler nos résultats dans le temps et l’espace, et de donner les éléments pour réévaluer les potentiels d’émissions de COVB par ces écosystèmes en France.

Pour aboutir à ces objectifs, le projet propose de mettre au point une méthode directe de mesure des flux de COVB par « Eddy Covariance (EC)[1] » réalisable grâce à un instrument de pointe, dernier né de la série des PTR-TOF- MS (Time of flight Proton Transfer Mass Spectrometer). La sensibilité et la fréquence d’acquisition de cet instrument permet d’envisager cette mesure par EC pour un large spectre de COVB. Cet instrument et des mesures par GC-MS (chromatographie en phase gazeuse) seront réalisées dans les différents compartiments de l’écosystème (chambres et profils) afin identifier les sources et puits ainsi que sur des échantillons de lisiers et de litières au laboratoire. Bien que donnant un accès à un très grand nombre de composés, cette méthode ne permet pas de mesurer les COV de manière exhaustive. C’est pourquoi nous proposons une validation indirecte par mesure de la réactivité OH.

[1] Méthode de mesure des flux basée sur la mesure des fluctuations turbulentes des composantes du vent et des rapports de mélange des composés étudiés. Cette méthode sera explicitée dans la suite du document.