Characterizing methane (CH4) emissions in urban environments (Paris)

Le but de cette these est de mesurer les concentrations de methane (CH4), sa signature isotopique en carbone (δ13CH4) et le ratio ethane/methane (C2H6:CH4) de diverses sources en Ile-de-France avec des mesures mobiles proche des sources en utilisant l’instrument CRDS G2201-i.Les tests en laboratoire ont montre que le CRDS G2201-i presentaient de bonnes performances, notamment un bon accord avec les mesures de δ13CH4 par IRMS. En effet, la precision du CRDS est moins elevee que celle de l’IRMS, mais elle s’ameliore avec des concentrations plus elevees en methane (chapitre 2). Les performances et les limites de l’instrument ont ete egalement testees pour la mesure du ratio C2H6:CH4 au laboratoire et sur le terrain. Il est possible d’utiliser le G2201-i quand l’elevation de CH4 au-dessus des valeurs ambiantes est superieure a 1pmm et que l’air mesure est seche. Cela permet d’utiliser un seul instrument pour mesurer deux proxies des sources de methane (δ13CH4 et C2H6:CH4 ) (chapitre 3).Ensuite, la plateforme de mesures mobiles a ete adaptees pour des campagnes de mesure dans Paris et sa petite couronne. La, trois sources de CH4 ont ete trouvees: des fuites du reseau de gaz naturel, des fuites du reseau d’assainissement et des fuites au niveau de grilles d’aeration associees a des chaudieres. Cette derniere categorie a ete decouverte lors de mesures a pied et n’etait pas decrite precedemment dans la litterature. Par rapport a d’autres villes, en majorite americaine, les emissions parisiennes de CH4 sont relativement faibles et comparables a celles des villes ayant un reseau moderne de distribution de gaz. La comparaison avec les inventaires a montre que pour le secteur de l’energie, les emissions estimees etaient quinze fois plus faibles que celles de d’AIRPARIF ajustees pour Paris (chapitre 4). Enfin, a l’echelle du site industriel, δ13CH4 et δDCH4 ont ete determines et contribuent a enrichir la base de donnees de signatures isotopiques europeenne pour CH4. Le ratio C2H6:CH4 mesure sur les stations de compression de gaz sont comparables a celles observees dans d’autres etudes dans d’autres pays. Pour certains sites, les emissions sont ete egalement estimees, soit avec un modele Gaussien soit avec le methode traceur (chapitre 5).Les resultats de cette these peuvent etre utilises comme support pour de futures campagnes de mesures en Ile-de-France.