L’oxydation troposphérique des composés organiques volatils (COV) constitue une contribution importante à la formation de photooxydants. L’évaluation de l’impact environnemental des COV rend indispensable d’acquérir une bonne compréhension des processus en jeu. Ce travail porte donc sur l’étude en atmosphère simulée de la réactivité troposphérique avec le radical nitrate (NO3) de COV oxygénés appartenant à une série homogène d’éthers vinyliques aliphatiques (méthyl, éthyl, propyl et butyl vinyl éthers), et à une série de trois esters (acétates d’isopropényle, de vinyle, et d’allyle), auxquelles s’ajoute le 2,3,2 méthylbutènol (MBO). Pour tous ces composés, des études cinétiques (destinées à mesurer la constante d’oxydation par NO3 des produits étudiés) ont été menées selon la méthode relative, et pour certains composés selon la méthode absolue. Des études mécanistiques (destinées à identifier et quantifier les produits de la réaction, et à élucider le mécanisme réactionnel) ont également été menées. Une réévaluation de la constante cinétique d’oxydation du propène par NO3, qui a été mesurée selon la méthode absolue, a également été faite. Les expériences ont été menées dans la chambre de simulation atmosphérique du LISA, à température ambiante et à pression atmosphérique. Les durées de vie des composés étudiés vis-à-vis de NO3 ont été calculées, et comparées à celles vis-à-vis du radical OH et de l’ozone. Les résultats montrent que NO3 peut constituer un puits majeur pour les COV les plus réactifs, comme les éthers vinyliques. Par ailleurs, les apports de nos résultats aux règles de réactivité des COV ont été discutés / The tropospheric oxidation of the volatile organic compounds (VOC) constitutes an important contribution to the formation of photooxydants. It is necessary to acquire a good comprehension of the concerned chemical processes in order to correctly evaluate the environmental impact of the VOC. This work thus concerns the study under simulated conditions of the tropospheric reactivity with the nitrate radical (NO3) of oxygenated VOC pertaining to a homologous series of aliphatic vinyl ethers (methyl, éthyl, propyl and butyl vinyl ethers), and to a series of three esters (allyl and vinyl, isopropenyl acetates). In addition, the 2,3,2 méthylbutènol (MBO) has been studied too. For all these compounds, kinetic studies (in order to measure the rate constant of NO3 oxidation of the studied products) were performed according to the relative rate method, and for some compounds according to the absolute method. Mechanistic studies (in order to identify and quantify the reaction products, and to elucidate the chemical mechanism) were also performed. A revaluation of the rate constant of NO3 oxidation of propene, which was measured according to the absolute method, was also performed. The experiments were carried out in the LISA atmospheric simulation chamber, at room temperature and atmospheric pressure. The lifetimes of the studied compounds with respect to NO3 were calculated, and were compared to those with respect to OH radical and to ozone. The results show that NO3 can be a major sink for the most reactive VOC, like the vinyl ethers. In addition, the contributions of our results to the rules of reactivity of the VOC were discussed

L'étude des mécanismes des transformations chimiques des composés organiques dans l'atmosphère exige de pouvoir mener des expériences en phase gazeuse dont les résultats peuvent être d'une part interprétables et d'autre part fiablement extrapolables aux conditions physico-chimiques de l'atmosphère. Ces deux contraintes impliquent donc de pouvoir s'affranchir de la complexité et de la variabilité de la composition atmosphérique et simultanément de pouvoir travailler dans des domaines de pression, de température et de concentrations proches de celles rencontrées dans l'atmosphère. La simulation expérimentale permet de remplir ces objectifs. Ce travail de doctorat porte donc sur la mise en œuvre de techniques de simulation atmosphérique expérimentale dans le cadre d'études de la réactivité du radical nitrate vis-à-vis de composés organiques volatils d'intérêt troposphérique. L'utilisation de cette méthode nous a conduit à développer une chambre de simulation atmosphérique. Des méthodes d'analyse par spectrométrie optique UV-visible (DOAS UV-visible) et infrarouge à transformées de Fourier (IRTF) à très long trajet optique ont été adoptées ce qui nous a conduit au développement d'un nouveau type de cellule multi-reflexion infrarouge stabilisée. Les résultats qui ont été obtenus portent sur l'étude des mécanismes d'oxydation initiés par NO3 vis-à-vis du formaldéhyde, de l'acétaldéhyde, du propionaldéhyde, du benzène et du toluène. Nos résultats ont permis de décrire complètement le schéma d'oxydation des aldéhydes et de déterminer les constantes cinétiques associées à ces espèces. Nos expériences ont aussi confirmé l'existence d'une réaction entre les radicaux peroxyacyles et NO3 et permis son étude sous conditions atmosphériques simulées. La discussion de son impact atmosphérique montre qu'il pourrait être considérable. Plus généralement, l'importance la chimie des radicaux nitrate vis-à-vis des espèces radicalaires secondaires apparaissant au cours du processus d'oxydation a été démontré. Le radical nitrate étant l'une des espèces-clefs de la troposphère nocturne, ces résultats intéressent la compréhension de l'évolution des polluants atmosphériques durant la nuit. Il résulte de ces recherches que l'utilisation d'une chambre de simulation, équipée de puissants moyens d'analyse spectrométrique in-situ, permet de mener des études mécanistiques avec des bilans complets ainsi que des études portant sur la génération et l'évolution de composés radicalaires intermédiaires.

Durant la nuit, le radical nitrate (NO3) est le principal oxydant troposphérique des composés organiques. La compréhension de l'implication des composés organiques dans les processus de chimie troposphérique exige donc une connaissance des constantes cinétiques de leurs réactions avec le radical NO3. Toutefois, au regard du nombre considérable de composés organiques émis ou formés dans la troposphère, il est difficilement envisageable d'appréhender la réactivité de chaque composé en nous reposant exclusivement sur des études de laboratoire. Celles-ci se doivent d'être complétées par l'usage de méthodes prédictives. Nous avons donc, au cours de ce travail, développé une relation de type structure-réactivité (SAR) qui permet le calcul des constantes de vitesse des réactions des composés organiques avec le radical nitrate. Cette méthode prédictive empirique permet d'estimer la réactivité d'un composé à partir de sa structure moléculaire et a été élaborée à partir de constantes cinétiques expérimentales publiées dans la littérature. De plus, conjointement au développement de cette SAR, les constantes cinétiques des réactions d'aldéhydes et d'éthers insaturés avec le radical nitrate ont été mesurées au laboratoire. Ces études expérimentales ont ainsi contribué à étoffer la base de données cinétiques sur laquelle repose cette SAR afin de permettre son parachèvement. Cette SAR reproduit, à un facteur deux près, plus de 90% des constantes cinétiques des alcènes et des composés aliphatiques oxygénés saturés et insaturés / The nitrate radical (NO3) is the main oxidant of organic compounds in the night-time troposphere. Thus, comprehension of organic compounds involvement in tropospheric chemical processes requires the knowledge of the rate coefficients for their reactions with the nitrate radical. Nevertheless, considering the wide range of organic compounds emitted or formed in the atmosphere, it is difficult to determine the reactivity of each compound only with laboratory studies. Thereby, these experimental studies have to be completed by predictive methods. In this study, a group-additivity method is therefore used to develop a new Structure-Activity Relationship (SAR) which allows prediction of the rate constants for reactions of organic compounds with the NO3 radical. This empirical method is based on the prediction of a rate constant leaning only on the molecular structure of the organic compound. It relies on experimental rate constants available in the literature. Moreover, the rate constants of unsaturated aldehydes and ethers with the nitrate radical have been measured. Thereby, these experimental studies contribute to expend the kinetic database used for the SAR development and allow its improvement. For saturated and unsaturated oxygenated compounds, more than 90% of the rate constants are reproduced within a factor of two