Modélisation du transport et du dépôt d'un polluant : impacts de la N118 sur le plateau d'Orsay

Thèmes abordés

Modélisation, transport, dépôt, polluant, impacts, N118, plateau d'Orsay

Résumé du document

Un modèle est défini par une source, un processus de transport et une zone de dépôt du polluant.

Source :
Concentration du polluant
Densité du trafic sur la N118
Flux de création du polluant
Coefficient de diffusion du polluant dans l'air
Nature du polluant (gazeux ou particulaire)
S'il est particulaire : taille et masse des particules

Processus de transport :
Convection (vent)
Dégradation (transformations chimiques, photochimiques...)
Stratification de l'atmosphère
Dépôt (par la pluie) => négligeable
Diffusion moléculaire (agitation thermique ou mouvements Browniens)
Diffusion turbulente
Sédimentation des particule (par gravité)

Zone de dépôt :
Relief
Localisation
Couverture (végétale, urbaine...)
Affinité du polluant avec la nature du couvert

Extraits

[...] Néanmoins ses concentrations atmosphériques ne représentent de risque pour la santé humaine. Un véhicule émet environ µg/m de CO2 (d'après l'étude de AirParif sur la qualité de l'air au voisinage des grands axes routiers essoniens de mai 2006). On estime à 20m la largeur de la N118, soit une émission de 90µg/(m²*véhicule) (on divise par la largeur). Le trafic moyen peut être considéré comme de véhicules/jour. D'où une estimation des émissions moyennes de 104,2µg/(m²*s)(on multiplie tout et on divise par 24*3600). [...]

[...] L>0 atmosphère neutre ou stable. L atmosphère instable. Par ailleurs, si on a un gradient de concentration, le flux répond à la loi de Fick : Flux = ΔC/ R = - D ∂C/∂z où R est la résistance et D la diffusivité On rappelle qu'il y a deux processus de diffusion dans l'atmosphère: en hauteur, la diffusion est turbulente alors que vers le sol elle est laminaire et moléculaire (mouvements Browniens). On modélise donc l'air avec deux résistances en série, Ra et Rb. [...]

[...] Par exemple pour un couvert végétal et un polluant gazeux, on prend la résistance stomatique. Pour calculer la vitesse de sédimentation, on fait un bilan des forces. Sur la particule s'exerce le poids, la poussée d'Archimède et les frottements : = m.a (tout en vecteur) f + + P = m.a (tout en vecteur) - f - (ρair * Vparticule*g) + (ρparticule *Vparticule * = ρparticule * Vparticule*a Or les frottements sont égaux à la Force de trainée Ft : Ft = - 1/2 ρa v² Cd où Re est le nombre de Reynolds D'où Ft = - (c'est ce qu'on appelle force de Stokes) vsed = D²*g(ρparticule-ρair)/ Remarque : la masse volumique de l'eau vaut 1000 kg/m3 alors que celle de l'air est d'environ 1 kg/m3 : on peut donc négliger ρair dans la relation ci-dessus. [...]

[...] BSTIE Groupe 4 LEBAS Elsa LEGRAND Nicolas LESOT Clément MONNET Cassandre Atelier Atmosphère 1ère partie Modélisation du transport et du dépôt d'un polluant (Impacts de la N118 sur le plateau d'Orsay) Description du modèle utilisé Un modèle est défini par une source, un processus de transport et une zone de dépôt du polluant. Source : Concentration du polluant Densité du trafic sur la N118 Flux de création du polluant Coefficient de diffusion du polluant dans l'air Nature du polluant (gazeux ou particulaire) S'il est particulaire : taille et masse des particules Processus de transport : Convection (vent) Dégradation (transformations chimiques, photochimiques . [...]

[...] D'où une estimation des émissions moyennes de 3,18µg/(m²*s)(on multiplie tout et on divise par 24*3600). Par ailleurs, le diamètre des PM10 est de 10µm et leur masse volumique de 2000 g/m3. On prend des émissions constantes sur la journée (pour simplifier) et on trace les graphiques à midi le 15/09/2011 en modifiant la rugosité du milieu (via Zo) pour traduire l'occupation du sol (culture, forêt, ville). Ce graphique montre que les dépôts sont plus épars et vont plus loin de la route pour une culture que pour les deux autres milieux. [...]