Stage M1/m2 Utilisation de Drones Instrumentés Pour La Mesure de Profils Verticaux en Ozone

**Unité**: Centre de recherche Énergie Environnement

**Responsable hiérarchique**: Nadine LOCOGE

**Responsable fonctionnel**: Sébastien DUSANTER, Joel F. DE BRITO, Marina JAMAR

**Nature de l’emploi**: Stage M1 ou M2 - 6 mois

**Lieu de travail**: IMT Nord Europe - Campus de Bourseul à Douai

**Contexte**:
Ecole sous tutelle du ministère de l’économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, et école de l’Institut Mines Télécom, IMT Nord Europe a 3 missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle ; mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée ; soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l’innovation et les créations d’entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels. Idéalement située au carrefour de l’Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe a l’ambition de devenir un acteur majeur des grandes transformations industrielles, numériques et environnementales du XXIème siècle en combinant, tant dans ses enseignements et que dans sa recherche, les sciences de l’ingénieur et les technologies du digital.

Localisée sur 2 sites principaux d’enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s’appuie sur plus de 20000m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d’excellence dans les domaines suivants:

- Systèmes Numériques
- Energie Environnement
- Matériaux et Procédés

Le stage est à pourvoir au sein du CERI Energie Environnement et de l’équipe Sciences de l’Atmosphère et Génie de l’Environnement (SAGE). L’équipe SAGE concentre ses recherches sur des thématiques liées à la qualité de l’air et à l’impact des activités humaines sur la composition de l’air intérieur et extérieur. Les projets de recherche s'appuient sur de la recherche fondamentale et appliquée et visent à améliorer la compréhension des processus physico-chimiques impliqués dans la génération, le transport et la transformation des polluants gazeux et particulaires.

L'ozone troposphérique (O₃) est un polluant secondaire formé par l'oxydation des composés organiques volatils (COV) en présence d'oxydes d'azote (NOₓ) sous l'effet de l’irradiation solaire. C’est un polluant nocif pour la santé qui tend à aggraver les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Il agit également comme un gaz à effet de serre, contribuant au réchauffement climatique. Sa concentration dans la troposphère présente un profil vertical caractéristique, avec des niveaux élevés près de la surface en raison des émissions locales de ses précurseurs (COV et NOₓ), et une décroissance progressive avec l'altitude. La mesure des profils verticaux de l'ozone est cruciale pour tester et affiner les modèles de chimie atmosphérique, en particulier les processus physico-chimiques simulant sa formation et sa transformation.

Ces dernières années, les drones multicoptères se sont révélés être des outils accessibles et complémentaires aux plateformes de mesure fixes et mobiles (avion, ballon). Bien que les drones aient déjà été utilisés pour échantillonner les gaz à effet de serre, les aérosols et certains COV, l’évolution rapide des technologies liées aux drones et aux outils de mesure permet désormais l’assemblage de systèmes plus légers, plus intelligents, et capables de mesurer un plus grand nombre d’espèces, telles que l’ozone. Les travaux proposés dans ce stage contribueront au développement de la prochaine génération de drones instrumentés et permettront, à terme, de mieux caractériser la composition chimique de la troposphère.

**Missions**:
Le projet OSEAMS (Tropospheric Ozone in Southeast Asia: Budget and Mitigation Strategies), financé par l'agence nationale de la recherche, vise en partie à étudier les profils verticaux de l’ozone et sa chimie de formation sur des sites urbain et périurbain de Taiwan.

L'objectif de ce projet est de valider un outil analytique pour la mesure de l’ozone à bord d'un drone DJI M600 Pro, un dispositif de 1,7 m de large capable d'emporter jusqu'à 5 kg de charge utile.

**Activités**:
Les activités porteront sur:

- **_la validation d'un analyseur miniature d'ozone_**, en le comparant à une technique de référence au cours d'expériences réalisées dans une chambre de simulation atmosphérique,
- **_la conception d'un système d’attache permettant de fixer l'analyseur sur le drone_**, ainsi que sa fabrication à l’aide d’imprimantes 3D,
- **_l'acquisition de profils atmosphériques d'ozone_** lors de campagnes de terrain, afin d'étudier sa variabilité en fonction des emplacements géographiques et des conditions météorologiques.

Ce sujet de stage s'adresse à un étudiant de M1 ou M2 ayant des connaissances de base en chimie atmosphérique et une forte volonté d'apprendre. Une curiosité scientifique, une capacité d'adaptation