Conclusion générale - Cycle atmosphérique du mercure dans des zones reculées de l’Hémisphère Su

Le mercure est préoccupant à l’échelle mondiale de par sa propagation atmosphérique sur de longues distances, loin des sources d’émissions, sa persistance dans l’environnement, son potentiel de bioaccumulation dans les chaînes alimentaires aquatiques et ses effets néfastes sur la santé humaine. Les modèles atmosphériques, utilisés pour retracer son cheminement depuis les sources d’émissions jusqu’aux dépôts au sein des écosystèmes, sont entachés de fortes incertitudes en raison notamment de notre compréhension partielle des processus atmosphériques (réactions d’oxydo-réduction, dépôts, réémissions) et du manque de données d’observations à l’échelle planétaire. Dans le cadre du programme GMOS et avec le soutien logistique et financier de l’IPEV, trois stations de mesures ont été installées par le LGGE début 2012 ; la première sur l’Ile d’Amsterdam (AMS) dans la couche limite marine subantarctique, les deux autres sur le continent antarctique : à Dumont d’Urville (DDU) sur la côte Est et à Concordia (DC) sur la calotte glaciaire à plus de 3200 m d’altitude. Nous disposons ainsi aujourd’hui de séries temporelles pluriannuelles uniques de concentrations en espèces mercurielles atmosphériques et de flux de dépôts humides (Figure 3-7) permettant d’évaluer et contraindre les modèles atmosphériques. A partir de ces données, l’objectif principal de ces travaux de thèse a été d’améliorer notre compréhension du cycle atmosphérique du mercure dans ces zones reculées de l’Hémisphère Sud.

Les principaux résultats obtenus à AMS sont résumés par la Figure 7-1. Les quatre années de suivi des espèces divalentes avec une unité de spéciation révèlent des concentrations de l’ordre du pg m^-3, c’est-à-dire au niveau des limites de détection instrumentales. Malgré des cumuls de précipitations importants, les flux de dépôts humides quantifiés depuis 2013 s’avèrent faibles (1,6-2,0 µg m-2 an-1) en raison d’une concentration moyenne pondérée en mercure total peu élevée (~ 2 ng L-1). Ces résultats suggèrent une réactivité atmosphérique in situ limitée dans cette zone de l’océan Indien. Les concentrations en Hg(0) sont par ailleurs très stables (1,04 ± 0,07 ng m^-3 entre janvier 2012 et fin juillet 2016) ce qui corrobore cette hypothèse. Bien que non quantifié dans le cadre de cette étude, il semble peu probable que le flux de dépôts secs soit plus important que le flux de dépôts humides au vu des conditions météorologiques dans le secteur d’AMS (bruine très fréquente). Les réémissions de Hg(0) par les sols ont par ailleurs certainement peu d’influence sur le signal enregistré à AMS compte tenu des rares pics de concentrations en 220Rn observés (traceur de masses d’air continentales locales). Les échanges de Hg(0) à l’interface air-océan n’ont pas été étudiés, la station de mesures étant située à plus de 55 m au-dessus du niveau de la mer. Notre compréhension des mécanismes d’oxydo-réduction dans cette région du globe demeure à ce jour partielle compte-tenu i) des difficultés rencontrées avec l’unité de spéciation (limite de détection élevée, concentrations probablement sous-estimées,

IRQFWLRQQHPHQWHUUDWLTXHGHO¶LQVWUXPHQWLLGHO¶DEVHQFHWRWDOHSHQGDQWODGXUpHGHO¶pWXGH GHPHVXUHVGHFRQFHQWUDWLRQVHQR[\GDQWVHWLLLGHQRWUHLQFDSDFLWpjGpWHUPLQHUODVSpFLDWLRQ H[DFWHGX+J,,/DGpWHUPLQDWLRQGHVPpFDQLVPHVUpDFWLRQQHOVQpFHVVLWHUDLWGHVRXWLOVHWGHV pWXGHV FRPSOpPHQWDLUHV YRLU VHFWLRQ 3HUVSHFWLYH &HV WUDYDX[ GH WKqVH PRQWUHQW SDU DLOOHXUV TX¶$06 XQH GHV vOHV OHV SOXV LVROpHV DX PRQGH Q¶HVW TX¶RFFDVLRQQHOOHPHQW LQIOXHQFpHSDUGHVPDVVHVG¶DLUFRQWLQHQWDOHVSROOXpHV $O¶LQYHUVHOHVVWDWLRQVGHPHVXUHV VLWXpHVj&DSH3RLQWHQ$IULTXHGX6XGHWj&DSH*ULPHQ7DVPDQLHQpFHVVLWHQWO¶DFTXLVLWLRQ GH GRQQpHV FRPSOpPHQWDLUHV S H[ &2 5Q GLUHFWLRQ GX YHQW WHQHXU HQ DpURVROV SHUPHWWDQWGHILOWUHUOHVGRQQpHV/DVWDWLRQG¶$06SHUPHWODPHVXUHGLUHFWHGXEUXLWGHIRQG DWPRVSKpULTXH DX[ PR\HQQHV ODWLWXGHV GH O¶+pPLVSKqUH 6XG HW LO V¶DJLW DLQVL G¶XQ VLWH FOp SRXUODVXUYHLOODQFHVXUOHORQJWHUPHGHVFRQFHQWUDWLRQVDWPRVSKpULTXHVHQ+J&RPSWH WHQX GH OD VWDELOLWp GX VLJQDO HW GHV FRQWUDLQWHV EXGJpWDLUHV XQ VXLYL j KDXWH IUpTXHQFH WHPSRUHOOHSDVGHWHPSVPLQGHVFRQFHQWUDWLRQVHQ+JQHVHPEOHSDVQpFHVVDLUH

)LJXUH&\FOHDWPRVSKpULTXHGXPHUFXUHj$065pFDSLWXODWLI GHVSULQFLSDX[UpVXOWDWV

/HV SULQFLSDX[ UpVXOWDWV REWHQXV HQ $QWDUFWLTXH VRQW UpVXPpV SDU OD )LJXUH /HV GRQQpHVDFTXLVHVj'&GpPRQWUHQWO¶H[LVWHQFHG¶XQHUpDFWLYLWpDWPRVSKpULTXHLQWHQVHVXUOD FDORWWHJODFLDLUHSHQGDQWO¶pWpHQUDLVRQQRWDPPHQWGHVFRQFHQWUDWLRQVpOHYpHVHQR[\GDQWV GHODG\QDPLTXHGHODFRXFKHOLPLWHDWPRVSKpULTXHHWGHVpFKDQJHVG¶HVSqFHVPHUFXULHOOHVj O¶LQWHUIDFH DLUQHLJH %LHQ TXH QRQ PHVXUpHV GDQV OH FDGUH GH FHWWH pWXGH QRXV IDLVRQV O¶K\SRWKqVH GH FRQFHQWUDWLRQV pOHYpHV HQ HVSqFHV GLYDOHQWHV DWPRVSKpULTXHV HQ pWp &HWWH K\SRWKqVHVHEDVHVXUOHVFRQFHQWUDWLRQVpOHYpHVHQPHUFXUHWRWDOPHVXUpHVGDQVOHVFRXFKHV VXSHUILFLHOOHVGXPDQWHDXQHLJHX[MXVTX¶jaQJ/HWVXUOHVFRQFHQWUDWLRQVHQHVSqFHV GLYDOHQWHV PHVXUpHV j 3{OH 6XG ± QJ P SDU %URRNV HW DO D /HV WHVWV SUpOLPLQDLUHVUpDOLVpVDXFRXUVGHODFDPSDJQHG¶pWpDYHFGHVILOWUHV3(6FRUURERUHQW FHWWHK\SRWKqVHFRQFHQWUDWLRQVGHO¶RUGUHGHSJPYRLUVHFWLRQ /¶DQDO\VH GHVFRQFHQWUDWLRQVHQ+JjGLIIpUHQWHVSURIRQGHXUVGDQVO¶DLUGXPDQWHDXQHLJHX[DSHUPLV GH PHWWUH HQ pYLGHQFH O¶H[LVWHQFH GH UpDFWLRQV G¶R[\GRUpGXFWLRQ TXHOOH TXH VRLW OD VDLVRQ

%LHQTXHOHVWUDQVLWLRQVUHVWHQWLQH[SOLTXpHVO¶pTXLOLEUHHQWUHR[\GDWLRQHWUpGXFWLRQYDULHHQ IRQFWLRQGHODSURIRQGHXUHWG¶XQHVDLVRQjXQHDXWUH(QpWpOHVFRQFHQWUDWLRQVHQ+JVRQW PD[LPDOHV GDQV OHV FRXFKHV VXSHUILFLHOOHV GX PDQWHDX QHLJHX[ HW GHV SURFHVVXV GH UppPLVVLRQVSURYRTXHQWXQSLFGHFRQFHQWUDWLRQGDQVODFRXFKHOLPLWHDWPRVSKpULTXHjODPL MRXUQpH(QKLYHUHQO¶DEVHQFHGHUppPLVVLRQVGH+JSDUOHPDQWHDXQHLJHX[QRXVDYRQV SXREVHUYHUXQHGLPLQXWLRQSURJUHVVLYHGHODFRQFHQWUDWLRQHQ+JGDQVODFRXFKHOLPLWH DWPRVSKpULTXH &H SKpQRPqQH SRXUUDLW V¶H[SOLTXHU SDU XQ GpS{W VHF GH +J DX FRXUV GH O¶KLYHU 'H PrPH TX¶j $06 QRWUH FRPSUpKHQVLRQ GHV PpFDQLVPHV G¶R[\GRUpGXFWLRQ GHPHXUHjFHMRXUSDUWLHOOHFRPSWHWHQXLGHO¶DEVHQFHGHVXLYLVXUXQHDQQpHFRPSOqWH DX PRLQV GHV FRQFHQWUDWLRQV HQ HVSqFHV GLYDOHQWHV HW HQ R[\GDQWV LL GH QRWUH LQFDSDFLWp j GpWHUPLQHUODVSpFLDWLRQH[DFWHGX+J,,HWLLLGHQRWUHFRPSUpKHQVLRQOLPLWpHGHVSURFHVVXV GHFKLPLHKpWpURJqQHQRWDPPHQWVXUOHVVXUIDFHVFRXUDPPHQWUHQFRQWUpHVHQ$QWDUFWLTXHS H[QHLJHFULVWDX[GHJODFH/HVGRQQpHVDFTXLVHVHQSDUDOOqOHjODVWDWLRQF{WLqUHGH''8HW O¶DQDO\VHGHFU\SWRJDPHVPRXVVHVOLFKHQV%DUJDJOLDGpPRQWUHQWTXHOHVSURFHVVXV REVHUYpVVXUODFDORWWHJODFLDLUHLQIOXHQWVXUOHF\FOHGXPHUFXUHjO¶pFKHOOHFRQWLQHQWDOHHQ UDLVRQ GHV IRUWV YHQWV FDWDEDWLTXHV TXL V¶pFRXOHQW YHUV OHV F{WHV HW HQJHQGUHQW GHV GpS{WV G¶HVSqFHV GLYDOHQWHV DX VHLQ GHV pFRV\VWqPHV F{WLHUV /¶LQIOXHQFH GH FHV SURFHVVXV HW QRWDPPHQWOHU{OHGXPDQWHDXQHLJHX[HQSpULRGHGHIRQWHVXUOHF\FOHELRJpRFKLPLTXHGX PHUFXUH j SOXV ODUJH pFKHOOH GHPHXUH FHSHQGDQW LQFRQQXH &RPPH LQGLTXp DX VHLQ GX &KDSLWUHLOVHUDLWLQWpUHVVDQWGHUpDOLVHUGHVVLPXODWLRQVjO¶DLGHGHPRGqOHVFRXSOpVRFpDQ DWPRVSKqUH/HVXLYLGHVFRQFHQWUDWLRQVHQ+JQ¶HVWSOXVHIIHFWLIj''8PDLVHVWWRXMRXUV HQ FRXUV j '& /¶LQWpUrW VWUDWpJLTXH GH FHWWH VWDWLRQ HVW GRXEOH LO V¶DJLW GDQV XQ SUHPLHU WHPSVG¶XQHVWDWLRQGHEUXLWGHIRQGDWPRVSKpULTXHTXLSHUPHWWUDGHVXLYUHO¶pYROXWLRQVXUOH ORQJWHUPHGHVFRQFHQWUDWLRQVHQ+JDX[KDXWHVODWLWXGHVGHO¶+pPLVSKqUH6XG/DFDORWWH JODFLDLUH DQWDUFWLTXH HVW HQ RXWUH XQ YpULWDEOH ODERUDWRLUH j FLHO RXYHUW SHUPHWWDQW G¶pWXGLHU SOXVDYDQWODUpDFWLYLWpDWPRVSKpULTXHGXPHUFXUH

- 166 -

La comparaison des données d’observations en régions polaires avec les sorties de différents modèles globaux, proposée au sein du Chapitre 6, a déjà permis d’identifier un certain nombre de lacunes concernant notre compréhension du cycle atmosphérique du mercure en régions polaires et de proposer des axes de recherche à privilégier. La section 7.2 ci-dessous présente des perspectives d’ordre plus général qui m’apparaissent prioritaires.

Dans le document Cycle atmosphérique du mercure dans des zones reculées de l’Hémisphère Sud : cas de la couche limite marine subantarctique et du continent Antarctique (Page 168-171)