Soutenance

Mon activité de recherche est structurée autour de deux thématiques principales : i) la variabilité spatio-temporelle et le cycle de vie de deux espèces essentielles pour la qualité de l’air et le climat : les aérosols et l’ozone troposphérique et ii) le rôle des processus dynamiques dans la troposphère de la microéchelle à l’échelle synoptique sur le transport tridimensionnel (3D) de ces espèces. Ces thématiques sont au cœur des préoccupations sociétales et environnementales de la communauté internationale. Les aérosols et l’ozone troposphérique sont en effet les deux espèces atmosphériques les plus néfastes pour la santé des populations et les écosystèmes, ainsi que des acteurs majeurs du climat. Dans ce contexte, la télédétection s’avère un outil indispensable, étant le seul moyen pour observer les aérosols et l’ozone de la micro à la mésoéchelle (avec des plateformes sols et aéroportés) et de l’échelle régionale à la globale (par satellite), ainsi que pour analyser les processus atmosphériques qui affectent leur variabilité. Cependant, les observations journalières classiques des aérosols et de l’ozone sont issues typiquement d’un seul instrument et depuis l’espace elles permettent de mesurer l’ozone troposphérique au plus bas dans la troposphère libre (au-dessus de 3 km d’altitude) et les aérosols uniquement en 2 dimensions (la répartition horizontale ou des transects de profils verticaux).

Vu ces limitations, j’ai décidé de développer des méthodes innovantes de télédétection par synergie multi-observation, afin d’analyser d’une manière originale les répartitions des aérosols et de l’ozone troposphérique et les processus qui les contrôlent. Grâce à cela, mes résultats scientifiques les plus marquants constituent trois premières mondiales en observation atmosphérique: i) la restitution de la distribution journalière des panaches de pollution à l’ozone situés dans la très basse troposphère (en dessous de 3 km d’altitude), ii) l’observation de la répartition 3D des panaches de poussières désertiques à l’échelle journalière et iii) la mesure du cycle diurne des profils verticaux des poussières au cœur du Sahara. Ces nouvelles observations m’ont permis de quantifier la répartition des aérosols (ses propriétés microphysiques et optiques) et de la pollution à l’ozone et de mettre en évidence des mécanismes de transport qui contrôlent leur répartition 3D dans la troposphère (mélange turbulent, stratification, descentes d’air stratosphérique, convection nuageuse, poches d’air froide, ondes, etc). Grâce à ces résultats novateurs, j'ai été le lauréat du prix La Recherche 2014, dans la catégorie environnement. De même, ces travaux ont été soutenus par une "Chaire d'excellence" du CNES et de l’UPEC durant 5 ans. Mes recherches se distinguent aussi par une étroite collaboration avec les groupes travaillant sur les mesures de laboratoire, l’instrumentation de terrain et les outils de modélisation à mésoéchelle au LISA, à l’IPSL et à l’international (en Allemagne, Angleterre, Etats Unis, Japon et Chine), qui sont nécessaires pour le développement et l’exploitation optimale des méthodes de télédétection. Le rayonnement scientifique de mes activités inclut la distribution à la communauté scientifique internationale de deux produits satellitaires que j’ai développés, via le pôle national de données AERIS, du rapport international sur l’ozone troposphérique TOAR et le programme européen CCI-Aerosols.

Dans les prochaines années, mes recherches sont centrées sur une préoccupation sociétale majeure : la pollution de l'Asie de l'est. Celle-ci nécessite urgemment d’une meilleure caractérisation afin de développer des stratégies efficaces pour réduire ses nuisances catastrophiques. Mon travail de recherche permettra la première quantification observationnelle en 3D des contributions anthropiques et naturelles de deux polluants atmosphériques les plus néfastes, les aérosols et l'ozone, en lien avec les mécanismes de transport qui les déterminent. Il s'agira d'une étude multi-échelle, des évolutions journalière à pluriannuelle aux échelles régionale à continentale. Mon approche de recherche sera basée sur les observations satellitaires innovantes issues des méthodes que je développe, avec des capacités uniques pour observer la distribution 3D des aérosols et de l'ozone au plus proche possible de la surface, et sera soutenue par des programmes scientifiques internationaux.