Soutenance de thèse de Alexander NIES

Cette thèse développe un modèle couplant la chimie de la combustion et de l'atmosphère au sein des panaches volcaniques. Le modèle fait appel à la cinétique chimique dans son ensemble et intègre un schéma de mélange et de dilution physiquement cohérent. Il retrace toutes les principales espèces magmatiques (C-H-O-S), y compris les halogènes (Br-Cl) et le mercure (Hg). Les simulations du modèle couvrent une gamme d'échelles et de processus, depuis l'émission chaude du panache initial jusqu'à la chimie multiphasique dans le panache refroidi, transporté et dilué par le vent. La température des émissions des gaz magmatiques s'avère être un facteur clé de contrôle des processus d'oxydation qui peuvent se produire à haute température lorsque les gaz magmatiques se mélangent à l'air. L'utilisation du modèle dans un cas d'étude (Mont Etna) fournit des résultats en accord avec les mesures observées du monoxyde de brome (BrO) et des gaz réduits dans le panache. Dans les fumeroles de l'île Vulcano, les observations des espèces de mercure réactifs prouvent l'existence de processus d'oxydation à la source. La thèse fournit un nouvel outil de modélisation axé sur les processus physiques et chimiques pour étudier comment les gaz magmatiques évoluent chimiquement dans les premières secondes et minutes après l'émission, ce qui constitue un développement essentiel pour relier les mesures de gaz du panache à l'activité volcanique.