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Plateforme "PEGASUS (Portable Gas and Aerosol Sampling UnitS)"

Publié le 27 novembre 2015 Mis à jour le 7 décembre 2017

PEGASUS est un ensemble de laboratoires mobiles pour le prélèvement et l'analyse des aérosols et des gaz atmosphériques.

DESCRIPTION

Unité mixte du CNRS et des Universités Paris 7 et Paris 12, le LISA est l’un des acteurs nationaux les plus importants en termes de mesure de terrain de gaz et de particules polluants affectant l’état de l’environnement atmosphérique et de détermination in-situ de leur propriétés physiques et chimiques.

Fort de son expérience d’observations sur le terrain, le laboratoire a entamé en 2009 le développement de la plateforme mobile de terrain PEGASUS (Portable Gas and Aerosol Sampling UnitS), un ensemble de deux laboratoires mobiles pour le prélèvement et l'analyse des aérosols et des gaz atmosphériques. Ce développement a bénéficié du soutien financier de l'Université Paris-Est Créteil, de la Région Ile de France (programme R2DS), de l'Institut des Sciences de l’Univers, et du Conseil Général du Val de Marne. Son développement a été rendu possible également par le fort soutien technique de la DT-INSU du CNRS, qui a pris en charge la conception et la réalisation mécanique.

La plateforme PEGASUS (Portable Gas and Aerosol Sampling UnitS) est dédié à l'étude des concentrations et des propriétés physico-chimiques des micro-contaminants atmosphériques (gaz et aérosols) qui ont de multiples impacts sur le climat, l'environnement, la santé des populations.

Elle consiste en un système d’instruments optimisés, respectivement, pour la collecte et  l'analyse d'échantillons de polluants gazeux (ozone, NOx, radicaux, composés organiques volatils, composés organiques oxydés) et particulaires d’origine anthropique (sulfates, aérosols carbonés, ...) et naturels (poussières désertiques, aérosol organiques secondaires biogéniques), ainsi qu'à l'analyse, en temps réel, de leurs propriétés physiques et optiques dans la couche limite atmosphérique. Parfaitement projetable, puisque réalisé au format standard "container", il s’agit de disposer d’ un véritable observatoire-laboratoire de campagne présentant les mêmes qualités d’équipement, d’espace, de propreté et de communication que ceux existant au laboratoire.

COMPETENCES ET EXPERTISES

 Domaine d’expertise scientifique et technique :
• physique et chimie de l’atmosphère
• pollution atmosphérique

Compétences et savoir-faire :
• échantillonnage et caractérisation des propriétés physiques des aérosols (taille, forme, propriétés optiques et hygroscopiques)
• analyses in-situ  d’espèces gazeuses et particulaires

MATERIELS DISPONIBLES

Parfaitement projetable, PEGASUS se compose de modules au format container de type marin, climatisés et autonomes du point de vue énergétique, de manière à pouvoir être utilisés indépendamment l'un de l'autre.

Pegasus

Un premier espace de travail, nommé "Observatoire"
Il est dédié au prélèvement et à la caractérisation in situ des aérosols et des composés gazeux. Le couplage de mesures en phase particulaire et des mesures en phase gaz a pour objectif de documenter la qualité de l'air de la masse d'air portant les aérosols et de permettre l'étude des processus multiphasiques de vieillissement de ceux-ci. Cette zone est équipée de systèmes de collecte des aérosols à partir des veines de prélèvement isocinétique au sol développées au LISA.

Pegasus toit

Cet "observatoire" est équipé d’une suite d'instruments de caractérisation des particules et des composants gazeux, commerciaux ou développés dans les laboratoires de recherche.

La suite instrumentale est organisée comme pour les avions de recherche: elle comprend une série d'instruments dits "de base", à demeure dans la station, et des emplacements libres pour installer des équipements ad hoc issus de la communauté pour les objectifs scientifiques spécifiques de certaines campagnes (pour faciliter cette ouverture à la communauté les rails de fixation sont identiques à ceux utilisés dans l’avion de recherche français ATR 42).

Local technique

La zone "Laboratoire : Le deuxième module de PEGASUS".

Afin  de réduire les artefacts pouvant résulter du stockage prolongé et du transport des échantillons entre le lieu de prélèvement et le laboratoire d’analyse, il est devenu indispensable d'analyser sur place les échantillons – avec la même qualité d’environnement qu’au laboratoire et ce malgré les conditions souvent difficiles du terrain.

Il s’agit d’une zone à empoussièrement contrôlé (équivalent "salle grise"») équipée pour l’analyse en temps réel des échantillons collectés à l'aide de systèmes de collecte de la zone "observatoire".

Pour ce qui est des particules, ce laboratoire est équipé d'un analyseur thermo-optique de type Sunset pour la spéciation de la fraction carbonée, ainsi que de paillasses, de hottes à flux laminaire, de systèmes de filtration d'eau, d’un réfrigérateur et d’un congélateur pour la conservation des échantillons et de zones d’accueil pour des matériels supplémentaires. 

Plateforme PEGASUS

OFFRE ET SERVICES PROPOSES

Applications potentielles de la plateforme :
• étude du changement climatique
• quantification des problèmes de la qualité de l’air

Besoins auxquels répond la plateforme :
• mesures in-situ
• campagnes de mesures

EXEMPLES DE PRESTATIONS REALISEES

• Académiques:
Campagne SOP1-a du programme international ChArMex (Chemistry-aerosol Mediterranean experiment) sur le super-site de Lampedusa, en Italie (35.5°N, 12.6°E) (Juin-Juillet 2013).
Lampedusa se trouve à mi-chemin entre la Tunisie et la Sicile, à environ un jour de transport des zones source des poussières du sud tunisien. Financement ANR ADRIMED et programme national MISTRALS, CNRS/INSU.

• Appliqués / industriels:
Projet SMart Aerosol Guardian (SMAG), programme Research and Innovation actions/Future and Emerging Technologies (calls FETPROACT and FETOPEN), H2020, en cours d’évaluation: developpement d’une unité « intelligente » de qualification de la qualité de l’air. La plateforme PEGASUS sera utilisée comme plateforme de référence pour étalonnage et validation de l’unité