2.2 Dispersion des polluants dans un street-canyon
Dans la première partie des simulations, on a
étudié l'influence de l'aspect architectural sur les
mécanismes de l'écoulement de l'air et la ventilation dans un
street-canyon. L'écoulement du vent et des
caractéristiques de turbulence sont
d'une importance capitale dans l'estimation du niveau de
pollution dans les rues. En effet, l'écoulement moyen régit le
mécanisme de transport des polluants, bien que la turbulence influe
fortement sur le mélange de polluants et les mécanismes de
dispersion. Quand on étudie la dispersion des polluants dans les rues,
il est donc essentiel d'évaluer l'influence de la
géométrie de la rue sur ces mécanismes. Pour cela, on a
effectué une étude complémentaire basée sur les
résultats obtenus dans la première partie.
La figure 54 montre la géométrie adaptée
pour la simulation de la dispersion d'un polluant gazeux. La configuration de
référence est un street-canyon avec des toits plats et
possédant un rapport d'aspect « w/h=1 ». On a placé sur
le sol du street-canyon une source de pollution linéaire dont
la largeur b=2mm et l=H et avec une distance équivalente entre les deux
immeubles. La source linéaire est considérée comme un
traceur passif. On a gardé les mêmes conditions aux limites des
simulations précédentes. On a ajouté une seule condition
pour la source de pollution à savoir :
- INLET1 [SMOKE] : la source de pollution volumétrique,
considérée comme entrée des émissions gazeuses. La
vitesse d'entrée est de v=0.5 (m/s) et la concentration est de
C=1kg/m3.
On a effectué l'emplacement de cette source de
pollution, pour les simulations des street-canyons avec des rapports
d'aspect « w/h » est de (2, 0.7, 0.5, 0.3) ainsi pour les
street-canyons avec des toits inclinés.
2.2.1 Rapport d'aspect
La figure 55 montre la concentration du polluant dans des
street-canyons avec les rapports d'aspect « w/h= 1 ».
Dans le cas référence « w/h=1 », on
observe une grande concentration des polluants sur le mur lee-ward et
une faible concentration des polluants dans le mur wind-ward. Puisque
l'écoulement de l'air dans le street-canyon se
caractérise par un vortex tournant dans le sens des aiguilles
d'une montre, il sert à transporter les polluants vers le mur
lee-ward.
OPTIMISATION DES METHODES DE MODELISATION DE LA POLLUTION
DU TRAFIC AUTOMOBILE
RemiliSadia
Figure 54 : Emplacemenent de la source de pollution dans le
street-canyon
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Figure 55 : Concentration des polluants dans un street-canyon
« w/h=1 »
Pour le street-canyon « w/h=2 », «
w/h=0.7 » et « w/h=0.5 » dans la figure 56, on remarque dans que
la dispersion des polluants est similaire au cas de référence.
Une grande accumulation des polluants sur le mur lee-ward est
générée par le vortex primaire
caractérisant le mouvement de l'air dans les trois cavités. Le
niveau de transport des polluants sur le mur lee-ward dépend de
l'intensité des vitesses caractérisant le vortex dans le
street-canyon.
Dans le cas d'un street-canyon « w/h=0.3 »
(figure 57), on note la présence d'une zone stagnante des polluants dans
la partie inferieure de la cavité. Une grande accumulation des polluants
se produit au bas du mur wind-ward.
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changer le sens de la dispersion vers le mur wind-ward
avec une faible vitesse de rotation, ce qui implique la stagnation des
polluants à l'intérieur du street-canyon.
La figure 56 : Concentration des polluants dans les
street-canyon
« w/h=2 », « w/h=0.7 » et « w/h=0.5
»
Figure 57 : La concentration des polluants dans un street-canyon
« w/h=0.3 »
La figure 58 présente la concentration du polluant pour
les profils lee-ward, centre et wind-ward. Pour les rapports
d'aspect « w/h=2 » et « w/h=1 » les concentrations sur le
mur wind-ward et le centre se coïncident à partir du point
z=0.1m avec des faibles concentrations. Dans la partie 0<z<0.1 [m], la
concentration est maximale puisque la source de pollution est placée
à cet endroit. Une concentration constante sur le mur lee-ward
de 0.1kg/m3 pour « w/h=2 » et une concentration entre 0.15
et 0.225 kg/m3 pour « w/h=1». Pour les deux cas le
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transport du polluant est généré par le
vortex dominant dans le street-canyon et par
conséquent la concentration des polluants est élevée sur
le mur lee-ward.
La concentration du polluant est augmentée pour les
rapports d'aspect « w/h=0.7 » et « w/h=0.5 » au niveau du
mur lee-ward. Les valeurs sont de l'ordre de 0.16 à 0.41
kg/m3 et de 0.19 à 0.7 kg/m3 respectivement. La
concentration dans le centre du street-canyon et le mur
wind-ward est similaire avec le cas w/h=1, avec une augmentation de
0.004 kg/m3. Le cas « w/h=0.5 » marque aussi
l'augmentation de concentration dans le centre et le mur wind-ward
dans la partie 0<z<0.04 [m]. La présence du vortex primaire tend
à transporter une quantité des polluants à un niveau
élevé du street-canyon puisque le vortex
secondaire est représenté par des faibles vitesses.
Pour le cas « w/h=0.3 », la concentration est
élevée sur le mur wind-ward de 0 à 0.32
kg/m3 et de 0 à 0.21 kg/m3 sur le mur
lee-ward dans la partie 0<z<0.058 [m]. Dans la partie
0.058<z<0.106 [m] la concentration est nulle. Ce qui explique la
stagnation de pollution dans la partie inferieure et l'inversion de la
concentration sur le mur wind-ward suivant la direction du
vortex présente dans ce cas.
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DU TRAFIC AUTOMOBILE
RemiliSadia
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On peut noter que Le rapport d'aspect a une grande influence
sur la dispersion des polluants dans un street-canyon. Les résultats
montrent que les street-canyon avec des rapports d'aspect élevés,
les polluants se transportent hors de la cavité. On peut dire que cette
circulation du vent permet le renouvellement de l'air et la ventilation du
street-canyon. Par contre pour des faibles rapports d'aspect, une mauvaise
ventilation et une stagnation des polluants sont prévue dans le
street-canyon.
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