RÉSUMÉ

Dans le domaine de la chimie atmosphérique, peu de données relatent l'impact de la photochimie lors de la dissolution des aérosols dans les gouttes d'eau nuageuse. Pour combler en partie ce manque d'information, ce travail propose, par le biais de simulations expérimentales en laboratoire, d'étudier l'influence de l'irradiation sur les vitesses de dissolution de 9 éléments chimiques (Na, K, Mg, Ca, Sr Mn, Fe, Al, Si) contenus dans 4 types de particules analogues à des aérosols désertiques (particules originaires de Chine, de Tunisie, du Cap-Vert et du Niger). Un réacteur de dissolution permettant de contrôler l'irradiation ainsi que le flux de phase aqueuse a été mis au point puis validé. Les expériences de dissolution ont ensuite été conduites avec deux orientations. Une première partie a eu pour objectif d'étudier l'effet direct de l'irradiation à la surface de la particule: c'est l'effet constaté avec une solution aqueuse la plus inerte photochimiquement possible. La seconde partie concerne les possibles répercussions photochimiques sur une phase aqueuse plus complexe. Dans ce cas, une étude préliminaire avec du peroxyde d'hydrogène a été réalisée.

Concernant l'effet direct ce travail a montré que l'irradiation favorisait en général la dissolution du fer et du manganèse avec un effet d'autant plus important que le métal est peu soluble. La thèse avancée ici pour expliquer cet effet photochimique est la réduction des métaux oxydés en une forme plus soluble sous l'effet de la lumière. Une étude cinétique a par ailleurs montré que l'effet de l'action de l'irradiation ne porte pas sur la réactivité mais sur la quantité de matière potentiellement soluble laissant penser que la lumière ne solubilise pas de nouvelles phases mais rend plus soluble une phase qui l'était peu dans l'obscurité.

L'étude préliminaire menée en présence de H₂O₂ sur le sol du Niger, montre une variation antagoniste de la vitesse de dissolution du fer et du manganèse. Le passage en solution du fer est inhibé alors que dans le même temps la dissolution du manganèse est accentuée. Il semble que H₂O₂ joue alors un rôle d'oxydant vis-à-vis du fer et un rôle de réducteur vis-à-vis du manganèse. Dans les deux cas la lumière accentue les vitesses de dissolution.

Ce travail montre que les effets de la photochimie atmosphérique doivent être pris en compte pour évaluer la composition chimique de la goutte nuageuse et de la pluie qui en découle.

Mots-Clés : Nuages, Dissolution, Solubilité, Photochimie, Cinétique, Fer, Manganèse, H₂O₂, Radicaux, Particules terrigènes, ICP-AES, pH, Carbonates