Stage M1/m2 Étude Des Réactions de Recombinaison Des Radicaux Peroxyles en Conditions Atmosphériques

**Unité**: Centre de recherche Énergie Environnement

**Responsable hiérarchique**: Nadine LOCOGE

**Responsable fonctionnel**: Sébastien DUSANTER, Alexandre TOMAS et 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 20000 m² 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’axe thématique Observations, Sources et Processus physico-chimiques Atmosphériques (OSPA). L’équipe OSPA 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 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.

Le radical hydroxyle (OH) et les radicaux peroxyles (HO2 et RO2), communément appelés ROx, sont des espèces importantes de la chimie atmosphérique. OH réagit avec la plupart des gaz à l’état de traces dans l’atmosphère, incluant les composés organiques volatils, dont l’oxydation conduit à la formation de HO2 et RO2 qui reforment OH en présence de monoxyde d’azote. Ce cycle radicalaire contrôle la capacité oxydante de l’atmosphère, et par conséquent, affecte de nombreux processus atmosphériques tels que le bilan radiatif de la planète, en impactant la durée de vie des gaz à effet de serre (CH4, HCFC ). Il influence également la qualité de l’air sur une large échelle géographique, en modulant la formation de polluants secondaires (ozone, aérosol organique secondaire ). Une connaissance détaillée du bilan en ROx de l’atmosphère, et plus particulièrement de leurs mécanismes de production, de destruction et de conversion, représente un enjeu fondamental en physico-chimie atmosphérique.

De nombreuses études publiées dans la littérature scientifique ont mis en évidence des divergences significatives entre les observations expérimentales de terrain des radicaux ROx et les simulations des modèles atmosphériques. Ces écarts, observés dans divers environnements tels que les zones urbaines, forestières ou marines, révèlent une compréhension encore incomplète des mécanismes réactionnels impliquant ces radicaux. Les manques identifiés dans les modèles atmosphériques sur la chimie des ROx concernent principalement les radicaux peroxyles organiques (RO2), la chimie des radicaux OH et HO2 étant relativement bien comprise.

Dans ce stage, nous proposons d’étudier l’effet de la vapeur d’eau sur les cinétiques de réactions du type RO2+RO2 dans des conditions de température et de pression représentatives de l’atmosphère.

**Missions**: L'objectif principal de ce stage consistera à valider un nouveau dispositif de laboratoire pour l’étude de réactions du type radicaux + radicaux en phase homogène gazeuse.

**Activités**:
Le stage se déroulera selon les étapes suivantes:
1- Familiarisation avec le dispositif expérimental et les outils analytiques

Dans un premier temps, le stagiaire se familiarisera avec le dispositif expérimental (tube à écoulement), ainsi qu’avec l’outil de mesure des radicaux peroxyles (PERCA : Peroxy Radical Chemical Amplifier).

2- Étude d’un système chimique de référence

Ensuite, une réaction chimique de référence bien connue, la réaction HO2 + HO2, sera étudiée afin de valider le dispositif expérimental pour l’étude des réactions de type RO2 + RO2. Cette étape consistera à déterminer la constante de vitesse de la réaction HO2 + HO2. Une attention particulière sera portée à la réalisation d’expériences sous des conditions d’humidité var