L’ammoniac (NH₃) est la forme d’azote utilisable la plus abondante dans l’environnement et l’un des gaz principaux émis par l’agriculture. Le NH₃ contribue à la perte de biodiversité, aux épisodes de pollution par les particules fines (PM_2.5) et à l’acidification des surfaces d’eau et des sols. Depuis la révolution industrielle, les émissions d’ammoniac ont augmenté en continu, avec l’intensification de l’agriculture et de la demande alimentaire. Les concentrations atmosphériques devraient continuer à augmenter notamment à cause du réchauffement climatique.

Dans ma thèse, j’ai utilisé les mesures de la mission satellite IASI pour étudier l’évolution temporelle et spatiale de l’ammoniac dans différentes régions agricoles. J’ai d’abord étudié l’effet des fluctuations météorologiques sur les concentrations atmosphériques associées à différentes pratiques agricoles. Je me suis ensuite concentrée sur les échanges sol – atmosphère, pour dériver un facteur d’émission de NH₃, pendant la saison de croissance agricole en Europe.

Pour réaliser ces études, j’ai utilisé différents jeux de données : les données météorologiques provenant de la réanalyse (ERA5) de l’EUropean Organisation for the Exploitation of METeorological SATellites (ECMWF), la couverture terrestre et la surface brûlée provenant du sondeur MODIS embarqué Aqua et Terra satellites, et des données de simulation de modèle provenant du modèle de chimie-transport GEOS-Chem.

Enfin, j’ai étudié les fluctuations de l’ammoniac atmosphérique en Syrie, pour analyser l’impact du conflit sur les terres cultivées.

English

Ammonia (NH₃) is the most abundant usable form of nitrogen in the environment, and one of the main gases emitted from agriculture. NH₃ contributes to the loss in biodiversity, fine particulate matter (PM_2.5) pollution episodes, and acidification of the water and soil bodies.

Since the industrial revolution, ammonia emissions are constantly increasing, along with the increase in agricultural intensification and food demand. In my thesis I used measurements from the IASI mission to study the temporal and spatial evolution of ammonia in different agricultural regions.

I first studied the effect of meteorological fluctuations on atmospheric concentrations linked to agricultural practices. I then focused on the soil – atmosphere exchange to derive a soil emission factor of NH₃ during the growing season in Europe. To perform these studies, I used a variety of datasets: meteorological data from the EUropean Organisation for the Exploitation of METeorological SATellites (ECMWF) reanalysis (ERA5), land cover type and burned area from the sounder MODIS onboard the Aqua and Terra satellites, and model simulation data from the chemical-transport model GEOS-Chem.

Finally, I studied the fluctuations of atmospheric ammonia in Syria, to analyze the effect of conflict on agricultural activities.

Lieu de la soutenance
Sorbonne Université • Campus Pierre et Marie Curie (Jussieu)
4, place Jussieu Parias 5^e
Salle de conférence RC27 à l’Atrium (niveau Saint-Bernard)

En ligne
https://us02web.zoom.us/j/88094615448?pwd=bWw3Wm9mYWc2dHFDVUVsbmFQaHA3QT09

• Sébastien Payan – LATMOS (Président du jury)
• Jean-François Müller – Institut royal d’Aéronomie spatiale de Belgique (Rapporteur)
• Eloise Marais – Department of Geography, University College London, London, UK (Rapportrice)
• Didier Hauglustaine – LSCE (Examinateur)
• Gaëlle Dufour – LISA (Examinatrice)
• Martin Van Damme –  Université libre de Bruxelles (ULB), Brussels, Belgium (Examinateur)
• Jeffrey Geddes – Department of Earth and Environment, Boston University, Boston, MA, USA (Examinateur)
• Sarah Safieddine – LATMOS (Co-encadrante de thèse, invitée)
• Cathy Clerbaux – LATMOS/ULB (Directrice de thèse)