CNRS
Selon le dernier rapport du Giec, les nuages et les aérosols contribuent à la plus grande part des incertitudes dans les estimations des facteurs du réchauffement climatique. S’il est certain que les aérosols sont indispensables à la formation des nuages, leur influence dans le processus qui condense la vapeur d’eau en goutte de nuage est encore mal comprise. Les chercheurs d’Ircelyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1) en collaboration avec le Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (CNRS/Université Joseph Fourier – Grenoble) décryptent aujourd’hui une partie du comportement physico-chimique des tensioactifs(3) contenus dans les aérosols atmosphériques. Ces comportements sont déterminants pour la compréhension de la formation des nuages et étaient jusqu’alors absents des modèles climatiques. Paraissant dans la revue Naturecommunications du 25 février 2014, ces travaux sont les premiers à proposer une étude des propriétés dynamiques des tensioactifs issus des aérosols atmosphériques.
Les aérosols jouent un rôle déterminant dans la chimie de l’atmosphère et sont des éléments incontournables de la formation des nuages. En effet, c’est grâce à ces particules que la vapeur d’eau va se condenser et former les nuages. Dans le phénomène qui régit cette formation, deux paramètres physico-chimiques entrent en ligne compte : la tension de surface (induite par les tensioactifs contenus dans les aérosols) et les lois liées aux pressions de vapeur (plus exactement la loi de Raoult). Aucune technique à l’heure actuelle ne permet de mesurer directement dans l’atmosphère ces paramètres essentiels, ce qui limite leur intégration dans les modèles de prédiction climatique. Des données très indirectes étant mesurées, les comparaisons entre théorie et observation deviennent difficiles et certains aspects peuvent être ignorés. En particulier, le rôle des tensio-actifs est probablement sous-estimé.
L’enjeu est néanmoins de taille. Dans le bilan des facteurs du réchauffement climatique, la formation des nuages et les aérosols constituent les plus importantes entités contribuant au refroidissement de la surface de la Terre. Le rôle des tensioactifs dans la formation des gouttes de nuage est une des sources d’incertitude clairement identifiées par le Giec dans son dernier rapport (1).
L’équipe d’Ircelyon, emmenée par Barbara Nozière, a développé il y a quelques années la première méthode pour extraire directement des aérosols les tensioactifs. Grâce à cette prouesse, les chercheurs ont pu effectuer une étude des propriétés physico-chimiques de ces espèces en temps réel. Avec les équipes grenobloises, ils ont montré que ces tensioactifs atmosphériques sont sujets à des barrières énergétiques(4) ignorées aujourd’hui par les modèles : l’efficacité de ces espèces dans la formation de nuage est en réalité plus élevée. Ce résultat met en lumière certaines limites qu’auraient les instruments utilisés jusqu’à présent à observer les effets de ces tensioactifs.
méridianes géo 