Explorer les sources du méthane en région source et de transport

Sujet de stage : Le méthane (CH4) est le deuxième gaz à effet de serre après le CO2. Il est responsable pour 20 à 30% du forçage radiatif terrestre. Etant donné sa durée de vie plus courte que celle du CO2, la réduction de ses émissions anthropiques offre des solutions d’atténuation intéressantes dans de nombreux secteurs (Climate Change, 2022). Cependant, la connaissance de ses émissions reste incertaine. Des travaux récents ont montré la valeur ajoutée de croiser les mesures de gaz réactifs comme les Composés Organiques Volatils (COV) à celles des gaz à effet de serre comme CH4 ou encore le protoxyde d’azote pour accéder à une meilleure compréhension de leurs sources. Ces études peuvent s’appuyer sur l’analyse des corrélations entre les concentrations de la famille des alcanes légers (ex. éthane, isopentane et n-pentane) et celles du méthane, retranchées de leur valeur de fond, compte tenu de leur co-émission pour certains secteurs d’activité (ex. exploitation pétrolière, gaz naturel). L’étude des rapports des concentrations de certains alcanes légers (C2-C5) permet également de discriminer la signature de différentes sources compte tenu de leur proportion différente à l’émission, proportions conservées au cours de leur transport atmosphérique en raison de la longue durée de vie de ces composés ( de quelques jours à plusieurs semaines) (Germain-Piaulenne et al., 2023). Des approches source-récepteur incluant le méthane et une plus grande diversité de COV permettent enfin une approche plus quantitative permettant d’évaluer les contributions respectives des sources aux concentrations mesurées (Guha et al., 2015 ; Kuwayama et al., 2019). L’objectif de ce projet de master est de croiser les mesures de CH4 et des COV légers sur deux sites contrastés périurbain et de fond : l’observatoire du SIRTA et la station du puy de Dôme (CO-PDD) afin de mieux comprendre les sources du méthane. L’un est à proximité des sources (SIRTA) ; l’autre est soumis au transport longue distance des émissions (CO-PDD). Ces deux sites hébergent depuis plusieurs années les mesures du méthane du réseau ICOS et déploient les mesures des COV légers en C2-C6 dans le cadre de la surveillance long terme (CO-PDD depuis 2024) ou de campagne de mesures. Dans un premier temps, il s’agira de traiter en partie les chromatogrammes et d’analyser les concentrations, leurs variabilités saisonnière et spatiale pour un mois d’hiver et un mois d’été sur les deux sites. Cette première étape fera également appel aux données météorologiques Dans un deuxième temps, les analyses des corrélations et des rapports inter-espèces seront conduits, analysés et comparés au regard des rapports reportés dans la littérature. Des premières informations sur les sources du méthane pourront être extraites selon la variabilité trouvée. Les réunions au LaMP auront lieu une fois par semaine et à fréquence plus élevée au début du stage. Au cours de ces réunions il sera demandé à l’étudiant.e de présenter son avancée sous forme de diapositives (power point). A partir de mars l’équipe du SIRTA participera à ces échanges (visio). Une séjour de une semaine est envisagé au SIRTA au cours du stage. A la fin du stage les fichiers de traitement des données seront transmis à l’équipe encadrante Description de l'employeur L’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC) est un Observatoire des Sciences de l’Univers (OSU) du CNRS INSU et une composante de l’Université Clermont Auvergne (UCA). Descriptif du profil recherché Etudiant(e) en Master 2 Compétences : physico-chimie atmosphérique – analyse de données