Pulmonary function testing is an important part when it comes to evaluating patients with or at risk for lung diseases. Measurement of the diffusing capacity with carbon monoxide (DLCO) of the lung is a very important parameter and reflects how well the gas exchange work. Traditionally the DLCO have been measured by the single breath (SB) method which requires a forcefully inhalation and a 10 second breath-hold. Not all patients are able to perform the method due to illness or related problems therefore it would be favourable if the ward could change to an easier method called intrabreath (IB). The IB method is not depending on a breath-holding manoeuvre, which should make it easier to perform. Eleven volunteers participated in the study. They all performed both DLCO techniques, starting with the SB followed by IB. The DLCO, when determined with the IB technique, had an excellent correlation to the SB technique. However, the IB systematically showed a lower value for DLCO, and can therefore not use the same references as SB. Before the ward can change from the SB- to the IB- method there are needs for further studies. New studies should include more volunteers so more trustworthy reference values can be made, they should also include sick patients as a check-up for the new reference values. For the moment the ward have to stay with the SB method.

Durant ce travail de thèse, d’importants paramètres concernant la synthèse de matériaux catalytiques nanostructurés à base de manganèse et d’oxydes de cobalt ont été établis. La corrélation entre les propriétés structurales du catalyseur et l’activité catalytique, ainsi que le mécanisme d’oxydation du CO ont été analysé au moyen d’une grande variété de méthodes expérimentales physico-chimiques.<p>De l’oxyde de manganèse non-stœchiométrique (MnOx) a été préparé par décomposition spinodale d’oxalate de manganèse trihydraté en ayant recours à la technique d’oxydation programmée en température (TPO). Tant l’analyse quantitative relatives à ces données TPO que les résultats obtenus par spectroscopie de structure au front d’absorption des rayons X (XANES), ainsi que par spectroscopie des photoélectrons X (XPS) ont permis d’estimer la stœchiométrie de l’oxyde avec un x situé entre 1.61 et 1.67. En accord avec à la fois la surface spécifique élevée et la combinaison d’isothermes d’adsorption/désorption de type I et IV, la microscopie électronique à transmission à haute résolution (HRTEM) démontre la présence de micro-bâtonnets caractéristiques et « imbriqués » les uns dans les autres, accompagné de particules nanocristalline à l’extrémité de ces bâtonnets.<p>Les découvertes faites par spectroscopie infra-rouge de réflexion diffuse par transformée de Fourier (DRIFTS), par études isotopiques et cinétiques suggère que l’adsorption des deux molécules, CO et O2, est suivie par leur réaction en surface via des intermédiaires de type carbonate/formate, pour finalement produire du CO2. Nous supposons un mécanisme de type Mars-van Krevelen où l’oxygène appartenant à la structure de type MnOx prend part dans l’oxydation catalytique du CO à basse température. Cependant, ces espèces mobiles d’oxygènes ne faisaient pas partie du cœur de phase du réseau d’oxyde, et de ce fait, ont été capables de « sauter » sur la surface et approvisionner les espèces oxygénées nécessaires à l’oxydation du CO déjà adsorbé.<p>Une structure spinelle d’oxyde de cobalt Co3O4 dans lequel le cobalt présente deux états de valence (+2 et +3) a été choisie pour élucider l’effet de la taille des particules sur l’activité lors de la réaction d’oxydation du CO. Tout d’abord, des nanoparticules monodispersées de cobalt métallique présentant une déviation standard en taille inférieure à 8% ont été synthétisées à partir de carbonyle de cobalt (Co2(CO)8) par une méthode optimisée «d’injection chaude». Un contrôle de la taille des nanoparticules dans la gamme 3 à 11 nm a pu être obtenu en variant la température d’injection du carbonyle de cobalt dans une solution de dichlorobenzène et d’acide oléique. La microscopie électronique à transmission (TEM) nous montre que ces particules de cobalt sont quasiment hémisphériques. Ensuite, de la silice poreuse (de type MCF-17) a été imprégnée par des nanoparticules de cobalt, et ensuite activée par TPO menant à des nanoparticules d’oxyde de cobalt. Des études par diffraction des rayons X (XRD) et spectroscopie des photoélectrons X (XPS) ont démontré la structure spinelle Co3O4. Finalement, l’activité des catalyseurs obtenus vis-à-vis de l’oxydation du monoxyde de carbone fut mesurée à 423 K et ce en fonction de la taille des particules. Les particules de Co3O4 présentant une taille allant de 5 à 8 nm se sont révélées les plus actives. Ceci peut s’expliquer par une plus grande mobilité des atomes d’oxygène en surface des nanoparticules d’oxyde de cobalt.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The inhalation lesion is one of the biggest mortality causes in fire exposed patients at closed places. Medium and long follow-up respiratory consequences are still rarely reported at world literature. Alveolar-capillary membrane commitment caused by inhaled particles can persist during several years and progress to bronchiolitis obliterans. Thereby, the objective of this work was to evaluate the Diffusing Capacity for Carbon Monoxide (DLCO) lung test, at patients that inhaled toxic smoke at a fire in the nightclub Kiss at January 2013, in Santa Maria, parallel 29°, south Brazil, after first year follow-up. Were included 64 patients that were submited to DLCO and 6-minutes Walk Test (WT6) measurements. Dates were obtained by standard formularies including demographic characteristics, respiratory symptoms and inhalatory medication use. DLCO average was 63% (20,95 mL/mmHg/min) from predict and WT6 distance was 505,55 meters. At studied sample, 21,8% were asthmatics and when compared to no-asthmatics, they had better DLCO (p = 0,017). There was no statistical significance when compared other variables how: tracheal intubation, dyspnea, tabagism, dessaturation at WT6, smoke exposure time and intubation duration to DLCO results. Studied patients had a DLCO reduction greater than current literature. Development of chronic pulmonary complications, especially bronchiolitis obliterans, is a concrete possibility and must be better clarified and adequate screened. Late development of this kind of complication makes a prolonged ambulatorial follow-up indispensable. / A lesão inalatória é uma das grandes causas de mortalidade em pacientes expostos a incêndios fechados. As consequências respiratórias a médio e longo prazo nos sobreviventes ainda é pouco relatada na literatura mundial. O comprometimento da membrana alvéolo capilar pelas partículas inaladas pode persistir ao longo dos anos e progredir para bronquiolite obliterante. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o teste de difusão do monóxido de carbono (DLCO), nos pacientes que inalaram fumaça tóxica no incêndio ocorrido na Boate Kiss em Janeiro de 2013, em Santa Maria, paralelo 29°, no Sul do Brasil, após o primeiro ano do incêndio. Ao todo foram incluídos 64 pacientes, os quais foram submetidos à medida da DLCO e ao teste de caminhada de seis minutos (TC6). Os dados foram obtidos através de questionário contendo informações que incluíam características dos pacientes, sintomas respiratórios e uso de medicação inalatória. A DLCO média foi 63% do previsto (20,95 mL/mmHg/min) e a média da distancia no TC6 foi 505,5 metros. Na amostra estudada, 21,8% eram asmáticos e quando comparados a não asmáticos, possuíam melhor DLCO com p 0,017. Não houve significância estatística quando comparados outras variáveis como: intubação orotraqueal, dispneia, tabagismo, dessaturação no TC6, tempo de exposição, dias de intubação ao resultado da DLCO. Os pacientes estudados apresentaram redução na DLCO maior que a encontrada na literatura. O desenvolvimento de complicações pulmonares crônicas, em especial, bronquiolite obliterante, é uma possibilidade concreta e deve ser esclarecida e adequadamente rastreada. A característica tardia dessas complicações torna o seguimento ambulatorial prolongado imprescindível.

Les hydrates de gaz sont des cristaux composés de molécules d’eau formant des cages, piégeant des molécules de gaz. A l’état naturel, ces hydrates se forment en présence de mélanges gazeux dans les fonds océaniques et seraient impliqués dans la formation des comètes et des planètes. Comprendre la sélectivité moléculaire et la stabilité des hydrates mixtes (co-incluant plusieurs espèces gazeuses) est primordiale et constitue le coeur de ce travail de doctorat. En s’appuyant sur la spectroscopie Raman et la diffraction des neutrons, complétés de calculs de chimie quantique, les hydrates formés à partir de mélanges de CO, N2 et de CO2 ont été étudiés.Outre leur intérêt astrophysique, ces systèmes permettent d’appréhender l’impact de propriétés physico-chimiques (moment dipolaire,solubilité, adsorption sur la glace) sur la sélectivité.La cinétique de formation et les signatures vibrationnelles des molécules encapsulées dans différents types de cages ontété analysées pour la première fois dans les hydrates purs de CO et de N2. En variant pression et température, une capacité exceptionnelle de diffusion des molécules gazeuses à travers les cages est révélée. La sélectivité moléculaire, la stabilité structurale et l’occupation des cages ont été étudiées dans les hydrates mixtes CO-N2, CO-CO2 et CO2-N2.L’affinité aqueuse et le moment dipolaire des molécules gazeuses pilotent la sélectivité des gaz piégés (encapsulation préférentielle du CO et du CO2). De plus, l’azote joue un rôle de promoteur cinétique des structures formées. Ces résultats fondamentaux ouvrent de nouvelles perspectives tant appliquées (séparation des gaz) que fondamentales (hydrates en milieu naturel). / Gas hydrates are crystalline compounds consisting of water molecules forming cages within which gas molecules are encapsulated. In natural environments, gas hydrates are formed in the presence of gaseous mixtures in the ocean floor and would be involved in the formation of comets and planets. Understanding the molecular selectivity and the stability of mixed hydrates (co-including several gaseous species) is crucial and constitutes the core of this research work. With the help of Raman spectroscopy and neutron diffraction,supplemented by quantum chemistry calculations, hydrates formed from mixtures of CO, N2 and CO2 have been investigated. In addition to their astrophysical interest, these systems offer the opportunity to better understand the impact of physical-chemistry properties (dipolar moment, water solubility,adsorption on ice) on the selectivity.The formation kinetics and the vibrational signatures of the encapsulated molecules in various types of cage have been analyzed in pure CO and N2 hydrates for the first time. By varying pressure and temperature, the gaseous molecules exhibit an exceptional ability for diffusing through the cages. Molecular selectivity, structural stability and cage occupancy have been studied in the mixed hydrates CO-N2, CO-CO2 and CO2-N2. The aqueous affinity and the dipolar moment of the gas molecules trigger the selectivity of the trapped gases (preferential encapsulation of COand CO2). In addition, the nitrogen molecule acts as a kinetic promoter of the formed structure. These fundamental results open new opportunities on both applied (gas separation)and fundamental (hydrates in natural environment) aspects.

<p> Meine Doktorarbeit ist ein Beitrag zum Gebiet der Reaktionsdynamik an Oberflächen. In diesem Forschungsbereich wird daran gearbeitet, ein detailliertes mikroskopisches Verständnis von chemischen Prozessen an Oberlächen zu erzielen. Fortschritt resultierte dabei häufig aus der Zusammenarbeit von experimentell und theoretisch arbeitenden Forschern und die vorliegende Arbeit führt diese Tradition weiter. Ausgangspunkt meiner Untersuchungen war eine bemerkenswerte theoretische Vorhersage, die ich experimentell überprüft habe. Dabei habe ich mehrere neue Beobachtungen gemacht, von denen ich hoffe, dass sie zu Weiterentwicklungen in der theoretischen Chemie beitragen. </p> <p> Ein aktuelles und wichtiges Thema auf das ich meine Forschung gerichtet habe, ist das Versagen der Born-Oppenheimer Näherung und die damit einhergehenden elektronisch nichtadiabatischen Energietransferprozesse an Oberflächen. Dafür habe ich das Streuverhalten von hoch schwingungsangeregtem Stickstoffmonoxid (NO) an der (111)-Oberfläche eines Goldkristalls untersucht. Dieses System war bereits vor dieser Arbeit ein bedeutendes Modellsystem für nichtadiabatische Prozesse an Oberflächen. Beim Stoß mit der Oberfläche geben die hochschwingungsangeregten NO Moleküle Schwingungsenergie an elektronische Freiheitsgrade im Metall ab. Dieser sehr effiziente Energietransfer kann nur im Rahmen eines nichtadiabatischen Effektes (Versagen der Born-Oppenheimer Näherung) erklärt werden und der aktuelle Stand der Forschung ist, dass dieser Prozess durch einen transienten Elektronentransfer (ET) von der Oberfläche zum Molekül verursacht wird. </p> <p> Gemessen habe ich Schwingungs- und Rotationsverteilungen von in verschiedenen angeregten Schwingungszuständen (<i>v</i>_i = 3, 11, und 16) präparierten NO Molekülen nach dem Stoß mit der Au(111) Oberfläche. Dabei wurden die einfallende Translationsenergie (<i>E</i>_i^trans=0.05 - 1 eV) und die Orientierung der Moleküle systematisch variiert. Dies sollte den Einfluss dieser Parameter auf den durch ET getriebenen Energietransfer aufzeigen, sowie generell zu einem besseren Verständnis der Gesetzmäßigkeiten beitragen, nach denen Prozesse an Oberflächen ablaufen. Um die angestrebten Experimente durchführen zu können, habe ich an der Entwicklung von zwei neuen experimentellen Methoden mitgewirkt: 1) einer Methode um polare Moleküle in einem elektrischen Feld auszurichten ( "Optische Zustandsselektion mit adiabatischer Orientierung") und 2) einer Methode für die Unterdrückung von spontaner Emission beim optischen Pumpen ("Pump-Dump-Sweep"). </p> <p> Der Einfluss der Orientierung ist sowohl drastisch als auch komplex. Für NO in <i>v</i>_i = 3 und 11 wird die Schwingungsrelaxation stark durch eine Ausrichtung der Moleküle mit dem N-Atom in Richtung der Oberläche gegenüber einer Ausrichtung mit dem O-Atom in Richtung der Oberfläche verstärkt. Für diese Zustände nimmt die Relaxation außerdem mit steigender einfallender Translationsenergie zu. Interessanterweise verschwinden sowohl der Einfluss der Translationsenergie, als auch der Orientierung für NO in <i>v</i>_i = 16 und alle Moleküle relaxieren zu niedrigeren Schwingungszuständen. Die Rotationsverteilungen der gestreuten Moleküle hängen ebenfalls stark von der einfallenden Translationsenergie, Orientierung sowie dem Schwingungszustand ab und zeichnen sich durch ausgeprägte nicht-thermische Maxima ("Rotationsregenbögen") aus. Dies ist die erste Beobachtung von Rotationsregenbögen in Molekülen, die zuvor Schwingungsenergie durch einen Stoß mit einer Oberfläche verloren haben. </p> <p> Die Messergebnisse weisen eine komplizierte Abhängigkeit von Orientierung, Einfallsenergie und Schwingungszustand auf. Trotzdem können die beobachteten Trends in der Schwingungsrelaxationswahrscheinlichkeit mit einem einfachen Modell verstanden werden, welches auf einer energetischen Barriere der zugrundeliegenden Elektronentransferreaktion basiert. Die Höhe dieser Barriere nimmt mit zunehmender einfallender Schwingungsenergie ab. Dies erklärt den Trend hin zu stärkerer Schwingungsrelaxation, wenn <i>v</i>_i erhöht wird. Die Änderung der Barriere erklärt auch, warum die Schwingungsrelaxation für <i>v</i>_i = 3 und 11 stark von der Translationsenergie beeinflusst, für <i>v</i>_i = 16 hingegen kaum benötigt wird. Die Barrierenhöhe wird außerdem durch eine Ausrichtung der Moleküle mit dem N-Atom in Richtung der Oberfläche verringert und führt zu einem starken Anstieg der Relaxation für diese Orientierung. </p> <p> Die experimentellen Daten aus dieser Arbeit ermöglichen einen sehr detaillierten Test für Methoden der theoretischen Chemie. Aktuelle Berechnungen zu dem untersuchten System basierend auf den Methoden der Elektronischen Reibung ("electronic friction") oder IESH ("independent electron surface hopping") scheitern bei der Vorhersage der erzeugten Schwingungsverteilungen und deren Abhängigkeiten von den Bedingungen des Streuexperiments. Ich hoffe, dass die neuen Daten als Grundlage für weitere theoretische Arbeiten dienen, um so noch tiefere Einblicke in dieses bedeutende Beispiel eines nichtadiabatischen Prozesses in der Oberflächendynamik zu erhalten. </p> <p> Ein unabhängiges Thema, welches in der vorliegenden Arbeit zusätzlich behandelt wird, ist die Erzeugung eines Molekularstrahls hoch schwingungsangeregter CO Moleküle. Dafür habe ich eine Methode entwickelt, die "Pump-pump-perturb and dump" genannt wird und auf dem optischen Pumpen in erster Näherung dipolverbotener elektronischer Übergänge beruht. Ich demonstriere die erfolgreiche Implementierung der Methode in dem bestehenden Versuchsufbau.

Poor air quality has been projected to be the world’s top cause of environmental premature mortality by 2050 surpassing poor sanitation and dirty water (IGBP / IGAC press release, 2012 ). One of the major challenges of air quality management is how to adequately quantify both the spatial and temporal variations of pollutants for the purpose of implementing necessary mitigation measures. The work described in this thesis aims to address this problem using novel electrochemical based air quality (AQ) sensors. These instruments are shown to provide cost effective, portable, reliable, indicative measurements for urban air quality assessment as well as for personal exposure studies. Three principal pollutants CO, NO and NO2 are simultaneously measured in each unit of the AQ instrument including temperature / RH measurements as well as GPS (for time and position) and GPRS for data transmission. Laboratory studies showed that the electrochemical sensor nodes can be highly sensitive, showing linear response during calibration tests at ppb level (0-160 ppb). The instrumental detection limits were found to be < 4 ppb (CO and NO) and < 1 ppb for NO2 with fast response time equivalent to t90 < 20 s. Several field studies were carried out involving deployment of both the mobile and static electrochemical sensor nodes. Results from some short-term studies in four different cities including Cambridge (UK), London (UK), Valencia (Spain) and Lagos (Nigeria) are presented. The measurements in these cities represent snapshot of the pollution levels, the stark contrast between the pollution level especially CO (mean mixing ratio of 16 ppm over 3 hrs) in Lagos and the other three cities is a reflection of the poor air quality in that part of the world. Results from long-term AQ monitoring using network of 46 static AQ sensors were used to characterise pollution in different environments ranging from urban to semi-urban and rural locations. By coupling meteorological information (wind measurements) with pollution data, pollution sources, and phenomena like the street canyon effect can be studied. Results from the long-term study also revealed that siting of the current fixed monitoring stations can fail to represent the actual air quality distribution and may therefore be unrepresentative. This work has shown the capability of electrochemical based AQ sensors in complementing the existing fixed site monitors thus demonstrating an emerging measurement paradigm for air quality monitoring and regulation, source attribution and human exposure studies.

La détection de gaz potentiellement dangereux représente une problématique d’actualité pour la protectiondes personnes mais aussi un enjeu d’avenir pour le stockage des énergies renouvelables. Les outils desimulations développés au sein du Département Temps-Fréquence de l’Institut FEMTO-ST, associés aux outilstechnologiques proposés par la centrale MIMENTO ont permis la mise au point de capteurs SAW apportantdes réponses à ces problématiques. Ces derniers fondés sur les propriétés des ondes de Love ont ainsi permis ladétection du monoxyde de carbone dans la gamme du ppm. De même, la mesure de concentration d’hydrogènede l’ordre du pourcent a pu être réalisée par le biais de dispositifs s’appuyant sur les ondes Rayleigh. Les effortsfournis pour l’optimisation des dispositifs électro-acoustiques ont aboutis à la réalisation de lignes à retard surquartz affchant des pertes d’insertion de 16 dB. La limitation de ces pertes, généralement de l’ordre de 25 dB à30 dB sur quartz, augmente les potentialités de nos capteurs en terme d’autonomie et de fonctionnalisation desurface. La connaissance des phénomènes physiques gouvernant leur fonctionnement représente, à notre sens,la base de leur développement futur. De cette idée découle notre démarche d’identification et de compréhensionde ces derniers par le biais des différentes techniques de caractérisations et d’analyses disponible au sein denotre l’institut. Des pistes, telles que le recours à un alliage métallique pour la fonctionnalisation des surfacessensibles et la mise en œuvre d’une méthode de séparation des puces limitant les perturbations du signal directdes dispositifs électro-acoustiques, ont été explorées et ont permis d’améliorer la réponse des capteurs. Lepotentiel des composants à ondes élastiques guidée pour la détection de grandeurs chimiques en phase gazeusea pu être établi sur la base des résultats expérimentaux obtenus au cours de cette thèse. Dans la continuité decette dernière, deux projets de recherche (P-AIR et SMARTY) visant le contrôle de la qualité de l’air en milieuurbain ont d’ors et déjà été engagés. / The detection of hazardous gas is a topical issue for the protection of persons. Besides, it represents a challenge linked to the storage of renewable energy. Simulation tools developed within the Time and Frequency Department attached to the FEMTO-ST Institute together with technological facilities available at MIMENTO center have enabled the development of SAW sensors providing answers to these issues. These Love wave’sbased sensors properties have enabled the detection of carbon monoxide in the ppm range. Similarly, hydrogen concentrations of the percent order has been measured by mean of Rayleigh wave’s based sensors. The efforts to optimize electro-acoustic devices have led to achieve delay lines built on quartz with insertion losses of 16 dB.Usually around 25 dB to 30 dB, the reduction of the insertion losses improves the potential of these sensorsin terms of autonomy and surface functionalization. Knowledge of the physical phenomena governing theoperation of these sensors represent the basis of their future development. Thus, different characterization and analysis techniques available in our institute have been carried out to reveal these phenomena. From there, the functionalization of sensor’s sensitives surfaces with metallic alloys and implementation of a chip separation method limiting the disturbance of the direct signal of the electro-acoustic devices, have been explored to improve the performance of the sensors. Based on the experimental results obtained in this thesis, the potential of elastic guided wave’s sensors applied to the detection of chemical quantities in gas phase can be established.In continuation of this study, two projects (P-AIR and SMARTY) dedicated to the control of the urban air quality have already been engaged.

Tropospheric oxidation modulates pollution chemistry and greenhouse gas lifetimes. The hydroxyl radical (OH) is the primary oxidant and the main sink for methane, the second-most influential anthropogenic contributor to climate change. OH is produced following the photolysis of ozone, an oxidant, respiratory irritant and greenhouse gas. Trends in methane or ozone are frequently attributed to their sources, but sink-driven variability is less often considered. I investigate the influence of fluctuations in turbulent loss to the Earth’s surface, also known as deposition, on tropospheric ozone concentrations and chemistry over the relatively polluted eastern United States. I use idealized sensitivity simulations with the global chemistry-climate model AM3 to demonstrate that coherent shifts in deposition, on the order recently observed at a long-term measurement site, affect surface ozone concentrations as much as decreases in its precursor emissions have over the past decade. I conclude that a sub-regional deposition measurement network is needed to confidently attribute trends in tropospheric ozone. Next, I turn to the remote marine troposphere to evaluate two theoretical proxies for variability in the methane sink, OH, with observations from the NASA Atmospheric Tomography (ATom) aircraft campaign. The low concentration and short lifetime of OH preclude the development of a representative measurement network to track its fluctuations in space and time. This dearth of constraints has led to discrepancies in the methane lifetime across models that project atmospheric composition and climate. Observational and modeling studies suggest that few processes control OH fluctuations in relatively clean air masses, and the short OH lifetime implies that it is at steady-state (total production is equal to loss). I leverage this chemistry by evaluating a convolution of OH drivers, OH production scaled by the lifetime of OH against its sink with carbon monoxide, as a potential “steady-state” proxy. I also assess the predictive skill of formaldehyde (HCHO), an intermediate product of the methane and OH reaction. I find that both proxies broadly reflect OH on sub-hemispheric scales (2 km altitude by 20° zonal bins) relative to existing, well-mixed proxies that capture, at best, hemispheric OH variability. HCHO is produced following methane loss by reaction with OH and reflects the insolation influence on OH, while the steady-state proxy demonstrates a stronger relationship with OH and offers insight into its sensitivity to a wider array of drivers. Few components—water vapor, nitric oxide, and the photolysis rate of ozone to singlet-d atomic oxygen—dominate steady-state proxy variance in most regions of the remote troposphere, with water vapor controlling the largest spatial extent. Current satellite instruments measure water vapor directly, and other retrievals like nitrogen dioxide columns or aerosol optical depth or could be used to infer nitric acid or the rate of ozone photolysis. Thus satellite observations may be used to derive a steady-state proxy product to infer OH variability and sensitivity in the near-term. HCHO is also retrieved from satellite instruments, and an OH product using satellite-observed HCHO columns is already in development. The relatively high fluctuation frequency of HCHO or the steady-state proxy advances our insight into the connection between OH and its drivers. The observed steady-state proxy demonstrates a widespread sensitivity to water vapor along the ATom flight tracks, and I conclude that an improved and consistent representation of the water vapor distribution is a necessary step in constraining the methane lifetime across global chemistry-climate models.

Transport, whose intensity year by year increase, has assuredly influence on air quality. This issue solution will be focused especially on localities burden with transport in urban areas. The contribution of transport to increased values of air pollution will be evaluated with regards to meteorological conditions. Background stations from Czech Hydrometeorological Institute categorization will be chosen such as comparative sites. Pollutants emitted from traffic such as particulate matter, nitrogen oxides and carbon monoxide will be observed except meteorological conditions.

L'objectif général de la thèse est de caractériser la distribution géographique, les cycles saisonniers et l'évolution récente de l'ozone et du monoxyde de carbone dans la haute troposphère - basse stratosphère (UT - LS) au-dessus de huit régions d'intérêt, aux moyennes latitudes de l'hémisphère Nord. Pour cela, nous avons analysé les observations aéroportées IAGOS. Nous avons montré une tendance positive de l'ozone dans l'UT sur 1994 - 2013, et une tendance négative du monoxyde de carbone liée à la décroissance des émissions en surface. Nous avons comparé les mesures à la simulation de composition chimique sur le climat récent issue du modèle MOCAGE dans l'exercice d'intercomparaison CCMI. Pour ce faire, nous avons développé une nouvelle méthode permettant de projeter les mesures IAGOS sur le maillage du modèle et de traiter ainsi 20 ans d'observations. Cette méthode s'est révélée pertinente pour évaluer la simulation et pourrait être étendue à d'autres simulations et d'autres modèles. / The overall objective of the thesis is to characterize the geographical distribution, seasonal cycles and recent trends of ozone and carbon monoxide in the upper troposphere- lower stratosphere (UT-LS) over eight regions of interest, in the northern mid-latitudes. For this purpose, we first analyzed the IAGOS airborne observations. We have shown a positive trend in ozone in the UT over 1994-2013, and a negative trend in carbon monoxide, the latter being linked to the decrease in surface emissions. We then compared the observations to the recent climate chemical composition simulation performed by the MOCAGE model in the CCMI intercomparison exercise. To do this, we have developed a new method to project IAGOS measurements onto the model grid, allowing us to process long observation periods. This method has proven to be relevant for evaluating the simulation and could be extended to other simulations and models.