HDR Yény Tobon, Laboratoire LASIRE, Université de Lille

Yeni Tobon soutiendra son HDR : Contribution de la micro-spectroscopie Raman à l'étude des particules individuelles d'intérêt atmosphérique : vers une meilleure compréhension de leur (photo)réactivité et de leur comportement de phase

Mercredi 12 novembre, à 14h00, Amphithéâtre de l'Institut Chevreul

Résumé : L’étude des aérosols atmosphériques constitue un enjeu majeur en sciences de l’atmosphère et en chimie environnementale. Ces particules en suspension, issues de sources naturelles ou anthropiques, influencent profondément le climat, la qualité de l’air et la santé humaine. Elles interviennent de façon déterminante dans la formation des nuages et modifient le bilan radiatif de la Terre. Pourtant, les mécanismes micro-physicochimiques qui gouvernent leur évolution restent encore mal compris, en raison de la complexité des interactions multiphasiques et de l’hétérogénéité interparticulaire.
Le présent manuscrit propose une synthèse des travaux de recherche menés depuis mon recrutement au laboratoire LASIRE. Ces recherches s’appuient sur la mise en place et l’utilisation de dispositifs de lévitation acoustique et optique, couplés à la microspectroscopie Raman, permettant d’étudier in situ et sans contact des particules individuelles en suspension. Cette approche originale a rendu possible l’exploration, dans des conditions atmosphériques contrôlées, de la dynamique des transitions de phase (déliquescence, efflorescence, séparation liquide-liquide), des propriétés hygroscopiques, ainsi que de la réactivité chimique et photochimique de microgouttelettes complexes.
Les résultats obtenus révèlent des comportements inattendus, mettant en lumière le rôle clé des interfaces, des gradients de composition et de la viscosité dans la réactivité des particules. Ces travaux fournissent des éléments nouveaux pour mieux comprendre le devenir des particules dans l’atmosphère et améliorer leur représentation dans les modèles de chimie atmosphérique.
 

Title : Contribution of Raman microspectroscopy to the study of individual atmospheric particles : Towards a better understanding of their (photo)reactivity and phase behavior

Abstract : The study of atmospheric aerosols is a major challenge in atmospheric sciences and environmental chemistry. These suspended particles, originating from both natural and anthropogenic sources, profoundly influence climate, air quality, and human health. They play a crucial role in cloud formation and alter the Earth’s radiative balance. Yet, the micro-physicochemical mechanisms that govern their evolution remain poorly understood, due to the complexity of multiphase interactions and interparticle heterogeneity.
This manuscript presents a synthesis of the research conducted since my recruitment at the LASIRE laboratory. These studies rely on the development and use of acoustic and optical levitation devices coupled with Raman microspectroscopy, enabling in situ and contact-free investigations of individual suspended particles. This original approach has made it possible to explore, under controlled atmospheric conditions, the dynamics of phase transitions (deliquescence, efflorescence, liquid–liquid phase separation), hygroscopic properties, as well as the chemical and photochemical reactivity of complex microdroplets.
The results highlight unexpected behaviors, emphasizing the key role of interfaces, compositional gradients, and viscosity in particle reactivity. These findings provide new insights into the atmospheric fate of aerosols and contribute to improving their representation in atmospheric chemistry models