Afin d’améliorer la qualité de l’air et d’évaluer l’impact sur la santé des populations, il apparaît important d’approfondir la connaissance des sources de particules impactant un territoire soumis à une pollution récurrente, en développant des méthodologies d’identification, de localisation et de caractérisation chimique des sources. L’objectif de ce travail de thèse est d’identifier, par analyse statistique de la composition chimique des PM10 sur plusieurs sites pendant au moins une année : (i) la nature et l’origine géographique des sources impactant le nord de la France, en distinguant la pollution de fond des apports locaux ; (ii) de documenter les phénomènes physico-chimiques, en particulier la formation d’aérosols secondaires en période froide, et les conditions météorologiques influençant les épisodes de pollution particulaire intense. La méthodologie proposée repose principalement sur la constitution et l’analyse d’une base de données d’observation des PM10 et de leur composition chimique détaillée, combinée à une classification des rétrotrajectoires des masses d’air et des paramètres météorologiques. Des techniques d’analyse de données (classification) et des modèles sources-récepteurs (PMF, Concentration Fields) seront appliqués à plusieurs stations de mesure du nord de la France, en lien avec les programmes CARA/LCSQA (Caractérisation chimique des particules/Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air) et MERA/EMEP (Mesure des Retombées Atmosphériques/European Monitoring and Evaluation Programme). La principale originalité de ce travail réside dans l’analyse d’une base de données unique et documentée de la composition chimique des PM10 avec une résolution journalière, par des techniques statistiques complémentaires qui seront développées pour améliorer la localisation spatiale des zones-sources et l’estimation de la contribution de la pollution de fond aux teneurs en particules des zones urbaines.