La matière particulaire et le climat

La matière particulaire est un mélange de particules solides et de gouttelettes présentes dans l'air. Les particules affectent le climat parce qu'elles absorbent les rayons du soleil à différents niveaux, ce qui peut influencer la formation des nuages.

Comme son nom l'indique, le carbone noir est celui qui absorbe le plus de lumière au sein de la matière particulaire. Il s'agit d'un produit dérivé de la combustion incomplète du carburant. La compréhension du rôle joué par le carbone noir dans le réchauffement de la planète constitue l'une des questions les plus importantes auxquelles les chercheurs sont confrontés. Telle a été l'origine du projet CHEMBC («Chemical and optical properties of black carbon particles») financé par l'UE.

Les scientifiques du projet CHEMBC ont utilisé des techniques d'aérosologie et d'analyse de données les plus avancées. La spectrométrie de masse de particules isolées figure parmi les rares méthodes disponibles pour établir la concentration de carbone noir dans l'environnement. Les chercheurs travaillent sur les sources du carbone noir et son traitement chimique lors du transport atmosphérique; des phénomènes qui seraient à l'origine de sa capacité à disséminer et absorber le rayonnement solaire.

Pour la première fois, ils ont mis au point de nouvelles techniques d'exploration de données afin d'établir la composition en particules isolées sur la base du spectre de masse. La méthode a ainsi permis de ventiler les sources de carbone noir pour Paris en fonction des nouvelles sources d'émission et des particules plus anciennes extérieures à la ville. Le recours à l'entropie théorique et aux mesures de diversité pour établir la composition en particules isolées est une première. Elle a autorisé l'évaluation du mélange sur une échelle de 0 à 100 %.

Une nouvelle méthode d'exploration de données a été mise au point pour évaluer la tendance des particules de carbone noir à accumuler l'eau atmosphérique sur la base de la spectrométrie de masse des particules isolées. D'ordinaire, l'analyse concerne l'aérosol global. Lors du projet CHEMBC, la propension de chaque particule isolée à former de nouveaux nuages a pu être évaluée pour la première fois.

Le projet CHEMBC offre de nombreux atouts pour la précision des modèles climatiques. Il permettra par ailleurs aux politiques de prendre des décisions éclairées. L'influence du carbone noir sur le climat est un peu plus claire. Les méthodes et les techniques mises au point devraient lever le voile sur d'autres phénomènes climatiques. La vidéo du projet est consultable sur cette page web.