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Quantification des vitesses de dépôt par temps sec et documentation des processus d’émission des aérosols sur couvert naturel : du nanomètre au micromètre


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​Geoffrey Pellerin a soutenu sa thèse le 20 décembre 2017 à l'Université Paris-Est Créteil.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/PRP-ENV/SERIS/LRC

Auteurs > PELLERIN Geoffrey

Date de publication > 20/12/2017

Résumé

Les particules émises, dans l’atmosphère, lors de rejets chroniques ou accidentels par les installations nucléaires peuvent être soumises après dispersion à des flux verticaux par temps sec : le dépôt sec et la remise en suspension. Les flux verticaux par temps sec sont caractérisés par la vitesse de transfert vertical, qui est le rapport entre le flux de particules et la concentration atmosphérique de l'aérosol au voisinage de la surface. Lorsque cette vitesse est positive, c’est une vitesse de dépôt sec (Vd en m.s-1) et inversement, lorsqu’elle est négative, c’est une vitesse d’émission.

Il est important d'étudier le dépôt sec des particules en milieu prairial, en effet, les produits issus de ce milieu sont une composante de la chaine alimentaire de l’homme via l’élevage. De plus, pour les particules de moins de 1 μm, il y a un manque de données expérimentales, ce qui entraîne une incertitude sur les résultats des modèles, qui peuvent atteindre jusqu'à deux ordres de grandeur. En outre, il n'existe pas de données de mesure de la vitesse de dépôt in situ disponibles pour les particules inférieures à 10 nm. Ces particules sont issues de réactions gaz/particules (nucléation) et peuvent concerner certains radionucléides tels que l’iode (129,131I).

Après leur dépôt, ces radionucléides peuvent être remis en suspension sous l’effet de la contrainte créée par le vent sur le couvert. Un tel phénomène est encore observé autour de la centrale nucléaire de Fukushima. Le processus de remise en suspension des aérosols, est caractérisé par la vitesse de transfert vertical (m.s-1) mais également par le coefficient de remise en suspension (Ks en m-1) qui est le rapport entre la concentration atmosphérique et la concentration surfacique de particules. Les incertitudes sont de 2 à 3 ordres de grandeurs sur les coefficients de remise en suspension. La remise en suspension concerne l’ensemble des particules présentent sur le couvert qu’elles soient inertes ou vivantes (champignons, bactéries, levures…). Les particules vivantes, contrairement aux particules inertes, peuvent assimiler et concentrer les radionucléides. Cependant, il y a très peu de données concernant la remise en suspension des microorganismes et, en particulier, des bactéries.
Dans ce contexte, les objectifs de la thèse sont de quantifier la vitesse de dépôt sec en fonction de la taille des particules et des principaux paramètres micrométéorologique dans la gamme 1,5 nm – 1,2 µm. Le second objectif est de documenter les processus d’émission des bactéries.