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Sciences
Optimisation des méthodes de modélisation de la pollution du trafic automobile
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par
Sadia REMILI
Université des sciences et technologie Mohamed Boudiaf d'Oran - Magister 2010
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Résumé
Abstract
1. Introduction
2. Définition de la pollution atmosphérique
3. Principales sources de la pollution
3.1 Sources naturelles
3.2 Sources anthropiques
4. Divers polluants atmosphériques
4.1 Monoxyde de carbone (CO)
4.2 Benzène
4.3 Précurseurs de l'ozone
4.4 Oxydes d'azote
4.5 CFC et assimilés
4.6 Méthane
4.7 Autres gaz
4.7.1 Dioxyde de soufre (SO2 )
4.7.2 Hydrocarbures aromatiques polycycliques
4.8 Particules solides en suspension dans l'air
1. Structure de la couche limite atmosphérique
1.1 Basses couches troposphériques
1.2 Organisation et états de la CLA
1.2.1 Composition de la CLA
1.2.2 Transport au sein de la CLA :
1.2.3 Stabilité de la couche limite
2. Structure de la couche limite urbaine
2.2 Influence d'une ville sur l'environnement
2.3 Ilot de chaleur urbain
2.4 Caractéristiques temporelles et spatiales
3 Echelles d'études de la pollution
3.1 Echelles spatiales de dispersion des pollutions
3.1.1 Pollution à l'échelle locale : la pollution de proximité
3.1.2 Pollution à l'échelle régionale
3.1.3 Pollution planétaire
3.2 Echelle méso
3.2.1 Echelles associées
3.2.2 Elément de dynamique de l'atmosphère urbaine
Chapitre I : Description générale du projet
1. Équipes participantes
2. Objectifs
3. Thèmes et axes de recherches
4. Historique du projet TRAPOS
Chapitre II : Différentes études de TRAPOS
1. Processus qui influe sur la dispersion dans le street-canyon 1.1 Architecture des rues et qualité de l'air
1.1.1 Street-Canyon
1.1.2 Cavité
1.1.3 Rangées de street-canyons
1.1.4 Géométrie non uniforme
1.1.5 Surfaces urbaine réelles
1.2 Effets de l'architecture de la rue sur les champs de concentration
1.2.1 Influence du rapport d'aspect
1.2.2 Influence des effets thermiques
1.2.3 Influence de la direction du vent
1.2.4 Influence des bords de la construction
1.2.5 Influence des bâtiments environnants :
1.2.6 Influence de la forme du toit :
1.2.7 Influence des éléments de rue
2. Modélisation de la turbulence du trafic (TPT)
2.1 Cadre théorique
2.1.1 Trafic léger (pas d'interaction entre les sillages des véhicules)
2.1.2 Trafics intermédiaires (l'interaction entre le sillage des véhicules)
2.1.3 Trafic encombré (forte interaction entre les sillages des véhicules)
2.2 Intégration des paramètres TPT dans les modèles de dispersion
2.2.1 Modèles opérationnels
2.2.2 Codes CFD
2.3 Etudes en soufflerie
2.4 Echelle réel de mesure
2.5 Influence des effets thermiques sur l'écoulement et la dispersion dans les street-canyons
3. Site expérimental Nantes '99
3.1 Résultats principales du centre
3.2 Résultats de simulations numériques
3.3 Modélisation des effets thermiques induits par les véhicules :
3.4 Recommandations pratiques
4. Dispersion des polluants dans un street-canyon et les modèles de dispersion atmosphérique
4.1 Détermination de cas et l'application de CFX-TASCflow
4.2 Détermination de cas et l'application de MIMO
4.3 Résultats
Chapitre III : Outils d'étude de la dispersion des polluants dans les street-canyons
1. Expérience en soufflerie
1.2 Écoulements et modèles de concentration pour les configurations de canyon rue idéalisée
1.2.1 Cavité simple
1.2.2 Effet du rapport d'aspect
1.2.4 Street-canyon de configuration 2D isolée
1.2.5 Écoulement et modèles de concentration pour les configurations des street-canyon avec une géométrie complexe et réaliste
1.2.6 Simplification des effets
2. Calcul de la dynamique des fluides CFD
2.1 Motivation
2.2 Objectifs
2.3 Modèles et groupes dans l'exercice
2.4 Résultats
2.4.1 Simple cavité
2.4.2 Cube simple
2.4.3 Street-canyon réel
Méthodes d'étude Chapire1 : Modélisation de la turbulence
1. Modélisation de la turbulence
1.1 Equations fondamentales de la dynamique des fluides
1.1.1 Grandeurs moyennes
1.1.2 Equation de continuité
1.1.3 Equation de quantité de mouvement
1.1.4 Equation de conservation d'énergie
1.2 Classes de modèles
1.2.1 Modèle
2. Méthodes numériques
2.1 Résolution numérique par la méthode des volumes finis
2.2 Modélisation mathématique du problème
2.3 Présentation du logiciel CFX 11.0
2.3.1 ANSYS ICEM 11.0
2.3.2 ANSYS CFX 11.0
Résultats et Discussion
1. Domaine de calcul
1.1 Saisie des données par « ICEM CFX 11.0 w
1.2. Traitement des données par « ANSYS CFX 11.0 w
1.2.1 CFX-Pre
1.2.2 CFX-solver :
1.2.3 CFX-post 11.0
2. Traitement des résultats
2.1 Influence de l'architecture du street-canyon sur l'écoulement de l'air
2.1.1 Rapport d'aspect « w/h »
2.1.2 Forme des toits
2.2 Dispersion des polluants dans un street-canyon
2.2.1 Rapport d'aspect
2.2.2 Forme des toits
Conclusion
Références bibliographiques
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"L'imagination est plus importante que le savoir"
Albert Einstein