Dans le Sud-Est de la France, le département des Alpes-Maritimes, singulier du fait de son relief contrasté, est soumis au jeu des brises et inversions thermiques nocturnes. L’agglomération littorale contribue aux émissions de particules qui sont un des polluants les plus nocifs pour la santé humaine. La pollution de l’air n’est évidemment pas répartie de manière homogène dans le temps et dans l’espace. Les topoclimats sont un protagoniste de la pollution de l’air au sein de cet espace littoral montagneux. La problématique centrale de cette thèse consiste donc à comprendre pourquoi et comment les topoclimats influencent la variabilité spatio-temporelle des concentrations de particules dans le sud-ouest du département, tout en considérant qu’ils ne sont pas seuls à expliquer les concentrations. Afin de répondre à cette question, plusieurs objectifs privilégiant les mesures de terrain, et la modélisation ont été fixés :- exploiter des données de concentrations de particules et de variables météorologiques acquises à l’aide de plusieurs appareils de mesures, de manière fixe et itinérante, en plusieurs endroits et à différentes échelles spatio-temporelles ;- caractériser les écoulements d’air à faible altitude à l’aide de ballons équilibrés (dits CLB) et les mettre en relation avec les niveaux de PM10 mesurés ; - caractériser chimiquement les PM10 pour évaluer la contribution des principales sources d’émissions ;- tester la capacité d’un logiciel de dispersion atmosphérique à simuler en relief contrasté les effets des topoclimats sur la variabilité spatio-temporelle des PM10.L’influence des topoclimats sur la pollution de l’air particulaire a été établie. / In the Southeastern of France, the department of the Alpes-Maritimes is singular by contrasting terrain and is submitted to breezes and temperature inversions. The coastal urbanization contributes to the particulate matters emissions that are part of the most harmful substances to human health. Air pollution is not spread heavenly in time and space, of course. Topoclimates are one of the protagonists of air contamination within this mountainous coastal area. The focus of this thesis work is to understand why and how topoclimates have impact on the spatio-temporal variability of particle concentrations in the Southwest of the department, while considering that they are not alone to explain the concentrations. The researcher identified several objectives to answer this question and he gave priority to ground measures and modeling: - To explore data about the particulate matters and meteorological characteristics that were collected through the use of several measuring tools, in a fixed and travelling way, in different places and on various spatio-temporal scales;- To identify and characterize air flows at low altitude with CLB (Constant Level Balloon) and cross compare them with the measured levels PM10; - To chemically analyse PM10 to assess the contribution of the main sources of emission;- To test the capacity of an atmospheric dispersion software to simulate the impact of topoclimates on the spatio-temporal variety of PM10 on mountainous and uneven landscapes.The influence of topoclimates on the air pollution has been scientifically established.

The promulgation of revised standards for atmospheric fine particles (PM2.5) by the US EPA has sparked renewed interest in the ability to accurately measure and characterize suspended atmospheric particulate matter. Semi-volatile material (SVM), consisting of ammonium nitrate and semi-volatile organic material (SVOM), is not accurately measured by EPA accepted methods such as the Federal reference method (FRM) or Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM). However, SVM is often a major fraction of urban aerosols. Recent advances in atmospheric sampling instrumentation allowed for the semi-continuous characterization of urban PM2.5, including SVM. The Filter Dynamic Measurement System (FDMS) was shown to measure total PM2.5 mass including semi-volatile species. Validation of the FDMS was performed by comparison with the particle concentrator-Brigham Young University organic sampling system (PC-BOSS) and the real-time total ambient mass sampler (RAMS). Semi-continuous ambient particulate concentrations of sulfate, nitrate and ammonium ion were measured by a newly developed Dionex instrument which was field tested and validated for the first time in Fresno, CA. Either a modified Sunset Laboratory carbon monitor, collocated with a conventional Sunset carbon monitor employing a common inlet, or the newly developed dual-oven Sunset monitor allowed for the semi-continuous determination of both nonvolatile and semi-volatile organic material. This was the first attempt to characterize both nonvolatile and semi-volatile fractions of an urban aerosol in a semi-continuous manner using all semi-continuous instruments. A suite of instruments for semi-continuous PM2.5 monitoring was recommended including, an R&P FDMS for the measurement of PM2.5 mass, a dual-oven Sunset monitor for the measurement of nonvolatile and semi-volatile carbonaceous species, and a Dionex GP-IC for the measurement of inorganic species. A TEOM monitor is also recommended to measure nonvolatile PM2.5 mass. Using these instruments, semi-continuous mass closure was obtained for the first time during a study conducted in Riverside, CA. The advantage of using semi-continuous sampler data in the application of source apportionment was elucidated. Local aerosols are often impacted by short-term pollution episodes that cannot be temporally resolved using integrated samplers. One-h averaged data applied to source apportionment models was shown to increase the power of the model to predict sources, both primary and secondary, that exhibit diurnal short-term episodes.

Dans le Sud-Est de la France, le département des Alpes-Maritimes, singulier du fait de son relief contrasté, est soumis au jeu des brises et inversions thermiques nocturnes. L'agglomération littorale contribue aux émissions de particules qui sont un des polluants les plus nocifs pour la santé humaine. La pollution de l'air n'est évidemment pas répartie de manière homogène dans le temps et dans l'espace. Les topoclimats sont un protagoniste de la pollution de l'air au sein de cet espace littoral montagneux. La problématique centrale de cette thèse consiste donc à comprendre pourquoi et comment les topoclimats influencent la variabilité spatio-temporelle des concentrations de particules dans le sud-ouest du département, tout en considérant qu'ils ne sont pas seuls à expliquer les concentrations. Afin de répondre à cette question, plusieurs objectifs privilégiant les mesures de terrain, et la modélisation ont été fixés :- exploiter des données de concentrations de particules et de variables météorologiques acquises à l'aide de plusieurs appareils de mesures, de manière fixe et itinérante, en plusieurs endroits et à différentes échelles spatio-temporelles ;- caractériser les écoulements d'air à faible altitude à l'aide de ballons équilibrés (dits CLB) et les mettre en relation avec les niveaux de PM10 mesurés ; - caractériser chimiquement les PM10 pour évaluer la contribution des principales sources d'émissions ;- tester la capacité d'un logiciel de dispersion atmosphérique à simuler en relief contrasté les effets des topoclimats sur la variabilité spatio-temporelle des PM10.L'influence des topoclimats sur la pollution de l'air particulaire a été établie.