Florent LOUIS

maître de conférences-HDR - Chimie physique
CNU : SECTION 31 - CHIMIE THEORIQUE, PHYSIQUE, ANALYTIQUE
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Florent LOUIS

maître de conférences-HDR - Chimie physique

Axes de recherche

Chimie atmosphérique de composés halogénés à très courte durée de vie

 

L'importance des composés halogénés et en particulier de l'iode dans l'atmosphère est connue depuis plus de deux décennies. Parmi les effets fréquemment discutés de l'iode, on trouve : i) la disparition d'ozone dans la basse stratosphère due à la présence de IO et OIO, ii) le rôle des composés iodés dans la formation de particules d'aérosols dans les environnements marins, iii) la réactivité troposphérique des halogènes à travers l'interactin de composés iodés avec les autres composés halogénés contenant des atomes de chlore et de brome, iv) la présence d'iode dans les agents extincteurs.

Les océans sont un grand réservoir d'iode et d'halogène sous toutes les formes. Les sources majeures d'iode émises dans l'atmosphère à partir des océans correspondent principalement à des composés d'origine biologiuqe (CH3X, CH2IX (X = Cl, Br, I), C2H5I, C3H7I) et à l'iode sous sa forme moléculaire I2.

Les halogénoalcanes sont produits notamment par les macroalgues et le phytoplanction dans la couche limite marine. Ils peuvent participer à la génération de particules d'aérosols en milieu côtier et possèdent des durées de vie relativement courtes (quelques heures à quelques jours) ce qui permet potentiellement leur transport à longue distance dans l'atmosphère. Ces composés peuvent atteindre la basse stratosphère et ainsi participer à des cycles catalytiques de destruction de l'ozone stratosphérique. Leur dégradation atmosphérique peut se faire de plusieurs façons : soit par photolyse, soit par réaction avec des photo-oxydants OH, NO3, Cl, HO2, etc. La cinétique de ces réactions impliquant ces composés halogénés suscite l'intérêt des expérimentateurs et des théoriciens. Les données thermo-cinétiques ainsi obtenues peuvent servir de données d'entrée dans les modèles globaux  atmosphériques de chimie-transport.

Chimie atmosphérique de composés mercurés oxygénés

Etude de la réaction du radical BrHgO avec CO

Cette réaction peut constituer un réaction de réduction du nombre d'oxydation du mercure dans l'atmosphère. La surface d'énergie potentielle a été caractérisée avec des énergies potentielles calculées au niveau de théorie CCSD(T)/CBS en incluant des corrections dues aux effets relativistes à partir de paramètres géométriques optimisés avec la méthode MP2. Les calculs cinétiques ont été réalisés en résolvant la master equation afin de déterminer les facteurs pouvant influencer la constante de vitesse globale.

Cette réaction est analogue à celle de OH avec CO. Cependant, l'intermédiaire réactionnel BrHgOCO est beaucoup plus stable que HOCO par rapport à la perte de CO2. Ceci conduit à une dissociation immédiate de BrHgOCO évitant sa stabilisation dans l'atmosphère. A cause de la valeur de la constante de vitesse pour la réaction BrHgO + CO et de l'abondance de CO dans l'atmosphère, cette réaction peut gouverner le devenir atmosphérique de BrHgO. Le produit BrHg peut alors se dissocier pour donner du mercure Hg(0), ce dernier pouvant être alors transféré dans les écosytèmes.

Pour plus de détails, voir l'article publié dans ACS Earth and Space Chemistry en 2020.

Analyse thermodynamique des interactions chimiques aux hautes températures des combustibles nucléaires ATF (Accident Tolerant Fuel)