Evaluation des pressions environnementales liées à la qualité de … · ARIA Technologies- 2015 Page 6 Ville de Lille Evaluation des pressions environnementales liées à la qualité

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MAI 2015

Ville de Lille

Evaluation des pressions

environnementales liées à la qualité de l'air dans le quartier Faubourg

Béthune à Lille

Phase 2 : Evaluation de l’état futur

Références : Rapport ARIA/2015.019 Documents associés :

Rapport CAP Environnement VT/RP/AF10-40/V1 Rapport ARIA/2011.067

Type de document : Rapport d'études

Avancement du document : Version 1

Accessibilité : Restreint

mailto:[email protected]

ARIA Technologies- 2015 Page 2

Ville de Lille

Evaluation des pressions environnementales liées à la qualité de l'air - Quartier Faubourg de Béthune Phase 2 : Evaluation de l’état futur – rénovation de la ceinture HLM Concorde

ARIA Technologies Titre : Evaluation des pressions environnementales liées à la qualité de l'air dans le quartier Faubourg Béthune à Lille

N° rapport ARIA 15.019

N° Action ARIA 10.085

Nombre de pages 48 Nombre de figures

24 Nombre de

tableaux 3

Nombre d’annexes

1

Auteur(s) ARIA Technologies, Lydia RICOLLEAU

Sous-traitants -

Intérêt documentaire Accessibilité

Confidentielle Libre

Oui Non ARIA Technologies Restreinte

Etat du document Rédacteur Nom/Date

Relecteur Nom/Date

Version V1 Lydia RICOLLEAU Le 18/05/2015

Catherine SABASTIA Le 19/05/2015

DIFFUSION INFORMATIQUE

Date 21/05/2015 Nombre total d’exemplaires édités 1

DESTINATAIRES Nombre DESTINATAIRES Nombre

ARIA Technologies Archives

1 Ville de Lille 1


Ville de Lille


SOMMAIRE

SOMMAIRE ............................................................................................................................... 3

TABLE DES ILLUSTRATIONS ................................................................................................ 4

1. INTRODUCTION ..................................................................................................................... 5

2. DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE ........................................................................................ 6

2.1 Domaine d’étude ............................................................................................................ 6 2.2 Topographie ................................................................................................................... 7 2.3 Météorologie .................................................................................................................. 8 2.4 Obstacles ........................................................................................................................ 9 2.5 Population .................................................................................................................... 10 2.6 Emissions liées au trafic routier ..................................................................................... 12

3. PRESENTATION DU MODELE DE DISPERSION ........................................................................ 15

3.1 Présentation générale ................................................................................................... 15 3.2 Paramétrages du modèle .............................................................................................. 16

4. MODELISATION DE LA SITUATION FUTURE ........................................................................... 17

4.1 Projet ........................................................................................................................... 17 4.2 Obstacles ...................................................................................................................... 18 4.3 Grandeurs calculées ...................................................................................................... 20 4.4 Résultats des simulations .............................................................................................. 21

4.4.1 Présentation des résultats ............................................................................................... 21 4.4.2 Bruit de fond .................................................................................................................... 22 4.4.3 Résultats de concentrations ............................................................................................ 23

5. CONCLUSION ....................................................................................................................... 36

ANNEXE 1 : DESCRIPTION DU LOGICIEL MSS ................................................................................ 38


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TABLE DES ILLUSTRATIONS

TABLEAUX

Tableau 1 : émissions liées au trafic routier sur la zone d’étude .......................................................... 12 Tableau 2 : valeur réglementaire française relative à la qualité de l’air ............................................... 21 Tableau 3 : statistiques de la station de Lille-Fives – bruit de fond ...................................................... 22

FIGURES

Figure 1 : domaine d’étude (fond de carte : géoportail et Google Earth)............................................... 6 Figure 2 : topographie du domaine d’étude (source IGN BD TOPO®) .................................................... 7 Figure 3 : rose des vents générale – Toutes classes de vitesse confondues ........................................... 8 Figure 4 : rose des vents générale par classes de vitesses – Station Lille-Lesquin.................................. 8 Figure 5 : hauteur des obstacles (mètres) – situation actuelle ............................................................... 9 Figure 6 : localisation des sites sensibles .............................................................................................. 11 Figure 7 : diagramme méthodologique pour le calcul des émissions ................................................... 12 Figure 8 : facteur de modulation temporelle du trafic.......................................................................... 13 Figure 9 : cartographie des émissions en NOx ...................................................................................... 14 Figure 10 : Situation actuelle ................................................................................................................. 17 Figure 11 : projet de rénovation de la ceinture HML Concorde ........................................................... 17 Figure 12 : hauteur des obstacles (mètres) – situation future ceinture HML Concorde ...................... 18 Figure 13 : visualisation des obstacles en 3D – situation future ceinture HML Concorde .................... 19 Figure 14 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le NO2 avec bruit de fond ............... 25 Figure 15 : carte des centiles 99,8 pour le NO2 avec bruit de fond ....................................................... 26 Figure 16 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le SO2 avec bruit de fond ................ 27 Figure 17 : carte des centiles 99,2 pour le SO2 avec bruit de fond ........................................................ 28 Figure 18 : carte des centiles 99,7 pour le SO2 avec bruit de fond ........................................................ 29 Figure 19 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour les PM10 avec bruit de fond .......... 30 Figure 20 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour les PM2.5 avec bruit de fond ......... 31 Figure 21 : carte des centiles 90,4 pour les PM10 avec bruit de fond .................................................. 32 Figure 22 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le CO ............................................... 33 Figure 23 : carte des centiles 100 pour le CO ........................................................................................ 34 Figure 24 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le benzène ...................................... 35


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1. INTRODUCTION

La Ville de Lille souhaite améliorer la prise en compte des pressions environnementales dans les décisions d’aménagement afin de veiller à réduire les nuisances et donc rendre la ville plus agréable pour les habitants. La démarche expérimentale est étudiée dans le cadre du projet de réaménagement de la zone Concorde-Verhaeren située dans le quartier Faubourg de Béthune à Lille, qui constitue un site d’intérêt au vu de sa proximité avec un tronçon de l’autoroute A25, avant d’envisager sa généralisation à l’échelle de l’ensemble de la ville. En complément d’un diagnostic fin, la présente étude doit éclairer du point de vue de l’impact sur la qualité de l’air, les choix qui seront effectués dans le cadre du projet urbain en matière d’intervention sur les espaces extérieurs, les réhabilitations, les démolitions éventuelles et les constructions neuves. L’objectif est de déterminer les secteurs sous influence du trafic routier et d’obtenir une cartographie fine des niveaux de pollution, prenant en compte, en plus de la pollution de fond, la pollution due au voisinage des voies de trafic routier. Cette étude servira de base à l’élaboration de préconisations visant à réduire les impacts. La mission se décompose en deux phases successives :

- Phase 1 : évaluation de l’état actuel, - Phase 2 : projections des situations futures.

La phase 1 a fait l‘objet d’un rapport (rapport ARIA/2011.067 d’août 2011). Ce rapport présente les résultats de la phase 2 pour la projection de la situation future relative à la rénovation de la ceinture HLM Concorde. Le présent rapport a été établi sur la base des informations transmises à ARIA Technologies, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives de la règlementation en vigueur au moment de la réalisation du dossier. La responsabilité d’ARIA Technologies ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été fournies sont incomplètes ou erronées.


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2. DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE

2.1 DOMAINE D’ETUDE

Le quartier Faubourg de Béthune est situé au sud-ouest de Lille, à proximité de l’autoroute A25. Le domaine d’étude est présenté sur la Figure 1 par un rectangle rouge : il s’agit d’un domaine de 2 km par 1 km de côté. Le périmètre de la zone est compris entre, au Nord, le boulevard de la Moselle et le boulevard de Metz et au Sud l’autoroute A25. Il part à l’Ouest du secteur Verhaeren jusqu’au carrefour de la Porte des Postes située à l’Est.

Figure 1 : domaine d’étude (fond de carte : géoportail et Google Earth)


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2.2 TOPOGRAPHIE

La topographie est issue d’un Modèle Numérique de Terrain au pas de 25 mètres (données IGN BD TOPO®). La Figure 2 présente une vue 2D de la topographie du site. L’écart entre deux isolignes est de 1 mètre. La topographie du site est peu marquée : elle varie de 20 à 32 mètres, avec une zone plus marquée au sud du domaine d’étude (à proximité de l’autoroute A25).

Figure 2 : topographie du domaine d’étude (source IGN BD TOPO®)


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2.3 METEOROLOGIE

Afin de limiter les temps de calcul qui peuvent être très longs avec ce type de modèle de dispersion, les simulations ont été réalisées sur une année complète de données météorologiques au pas horaire. Le choix de l’année de référence s’est basé sur l’analyse de 5 années de données météorologiques au pas horaire (cf. rapport ARIA/11.067 relatif à la phase 1).

L’analyse année par année des 5 années de données météorologiques issues de la station Météo-France de Lille Lesquin sur la période allant du 01/01/2005 au 31/12/2009 a permis de sélectionner l’année de référence pour l’étude de dispersion. Elle se base sur les roses des vents et les statistiques relatives à la stabilité atmosphérique. Au vu de l’ensemble des résultats de cette analyse, l’année retenue pour l’étude de dispersion atmosphérique est l’année 2007.

La Figure 3 présente la rose des vents générale, avec toutes les classes de vitesse confondues, pour la station de Lille-Lesquin pour l’année 2007, tandis que la Figure 4 présente la rose des vents générale par classes de vitesse.

Figure 3 : rose des vents générale – Toutes classes de vitesse confondues

Figure 4 : rose des vents générale par classes de vitesses – Station Lille-Lesquin

L’analyse complète des données météorologique est présentée dans le rapport de la phase 1 (cf. rapport ARIA/2011.067 d’août 2011).


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2.4 OBSTACLES

Les informations concernant les obstacles sont issues de la BD TOPO® de l’IGN au format shape. Tous les obstacles présents dans la BD TOPO® ont été pris en compte dans le domaine d’étude. A partir de ces données, un maillage tridimensionnel fin représentant le domaine d’étude et intégrant les obstacles a été réalisé.

La Figure 5 présente les obstacles de la zone d’étude tels qu’ils existent actuellement. La hauteur, en mètres, de chacun des obstacles est indiquée.

Figure 5 : hauteur des obstacles (mètres) – situation actuelle


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2.5 POPULATION

La zone d’étude comprend actuellement :

- des immeubles d’habitation, comprenant au total 2258 logements dont une majorité à usage social (Partenord Habitat, LMH) ;

- des équipements publics (mairie, crèches, écoles maternelles et primaires, foyers culturels, locaux associatifs…) ;

- des zones à usage de loisirs (parcs, jardins familiaux) ;

- des zones de voiries dont d’importantes zones de desserte de l’autoroute A25-périphérique Sud ou les boulevards Beethoven, de Metz et de la Moselle.

Les sites sensibles (crèches, écoles, terrains de sport, jardins familiaux) sont localisés sur la Figure 6.


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Figure 6 : localisation des sites sensibles

Terrains de sport

Etablissements scolaires

Crèches

Jardins familiaux

© ARIA Technologies 2015 page 12

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2.6 EMISSIONS LIEES AU TRAFIC ROUTIER

Les émissions liées au trafic routier ont été estimées au cours de la phase 1 (cf. rapport ARIA/2011.067 d’août 2011). Elles ont été estimées à partir des comptages routiers réalisés pour le compte de la communauté urbaine Lille Métropole, en suivant la méthodologie présentée sur la Figure 7. Les facteurs d’émissions utilisés pour l’étude sont ceux recommandés par l’Union Européenne (UE) c'est-à-dire ceux du programme COPERT 4.

Figure 7 : diagramme méthodologique pour le calcul des émissions

Les émissions ont été estimées pour les polluants traceurs de la pollution à savoir :

les oxydes d’azote (NOx) ;

le monoxyde de carbone (CO) ;

les particules (PM10 et PM2.5) ;

le dioxyde de soufre (SO2) ;

le benzène.

Le Tableau 1 rappelle les résultats totaux pour l'ensemble de la zone d'étude. Les émissions sont exprimées en kg/jour et en tonne/km²/an.

Tableau 1 : émissions liées au trafic routier sur la zone d’étude

Emissions en

tonnes/km²/an Emissions en

kg/j

NOx 68,11 373,2

CO 33,36 182,8

SO2 0,48 2,6

PM10 4,30 23,6

PM2.5 2,94 16,1

Benzene 0,11 0,6


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La Figure 9 représente les émissions en NOx sur la zone d’étude. Les cartes des émissions pour les autres polluants sont présentées dans le rapport de la phase 1 (ARIA/2011.067 d’août 2011).

De plus, le trafic varie au cours de la journée. Cette variation a par la suite été prise en compte dans les calculs en appliquant des facteurs de modulation temporelle sur les émissions selon le graphe présenté sur la Figure 8.

Figure 8 : facteur de modulation temporelle du trafic


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Figure 9 : cartographie des émissions en NOx


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3. PRESENTATION DU MODELE DE DISPERSION

3.1 PRESENTATION GENERALE

Pour étudier la dispersion de rejets liés au trafic automobile dans des conditions où la modélisation gaussienne n’est pas suffisante (notamment en présence d’obstacles), nous mettons en œuvre le modèle MSS. Il est fondé sur des moteurs de calcul lagrangien à vocation généraliste et utilisé dans des applications civiles et militaires. Il est utilisé par plusieurs bureaux d’études en France ainsi que par le CEA-DAM, Thalès, la COGEMA, SAIC (pour l’armée américaine des Etats-unis). Deux mécanismes sont prépondérants dans la dispersion des polluants atmosphériques :

le transport du polluant par le vent ;

la diffusion du polluant par la turbulence.

Pour simuler le transport et la diffusion des polluants, le logiciel ARIA Industry a été utilisé. Ce dernier met en œuvre, entres autres, deux modèles numériques complémentaires prenant notamment en compte l’influence du relief et des bâtiments, et constituant la chaîne MSS :

Micro SWIFT : modèle de calcul de champs tridimensionnels de vent et de température prenant notamment en compte l’influence du relief, de l’occupation des sols et des bâtiments. Il a été validé sur de nombreuses campagnes de mesures réalisées notamment par le US Department of Defence (Defence and Threat Response Agency) ainsi que sur des mesures en soufflerie atmosphérique ;

Micro SPRAY : modèle lagrangien à particules tridimensionnel permettant de calculer la dispersion de polluant à partir du champ de vent tridimensionnel calculé par Micro SWIFT, en utilisant un grand nombre de particules virtuelles.

L’acronyme MSS (Micro SWIFT SPRAY) désigne l’emploi de cette séquence de modèles. Une description technique de MSS est présentée en Annexe 1.

ARIA Impact 3D permet d’élaborer des statistiques météorologiques et de déterminer l’impact des émissions rejetées par une ou plusieurs sources ponctuelles, linéiques ou surfaciques à partir des résultats de MSS. Il permet de simuler plusieurs années de fonctionnement en utilisant des chroniques météorologiques représentatives du site.

Le schéma ci-dessous présente la méthodologie mise en œuvre dans cette étude.


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3.2 PARAMETRAGES DU MODELE

La phase 1 a consisté notamment à faire un calage du modèle de calcul sur les mesures obtenues lors d’une campagne de mesures réalisées sur site pendant un mois. Nous retiendrons les mêmes paramétrages de calcul que pour la phase de calage.

La méthodologie employée pour modéliser la situation future est semblable à celle utilisée pour le modéliser la situation actuelle à savoir :

- Les émissions calculées en considérant le trafic actuel (cf. §2.6) ;

- La topographie sur la zone d’étude (cf. §2.2) ;

- La météorologie mesurée à la station Météo-France de Lille-Lesquin sur une année complète au pas horaire. La phase 1 avait permis de retenir l’année 2007 comme représentative des 5 années retenues pour l’étude (cf. §2.3) ;

Seul le maillage intégrant les obstacles présents sur le domaine d’étude varie entre la situation actuelle et la situation future.


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4. MODELISATION DE LA SITUATION FUTURE

4.1 PROJET

Dans cette étude, le projet de rénovation concerne le secteur Ouest au niveau de la ceinture HLM Concorde.

Figure 10 : situation actuelle

Figure 11 : projet de rénovation de la ceinture HML Concorde

Jardins familiaux

Crèche

Groupe scolaire Béranger/Chénier

Terrains de jeux


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4.2 OBSTACLES

Les informations concernant les obstacles sont issues du fichier autocad du projet fourni par la Ville de Lille. A partir de ces données, un maillage tridimensionnel fin représentant le domaine d’étude et intégrant les obstacles a été réalisé.

La Figure 12 présente les obstacles de la zone réaménagée après rénovation. La hauteur, en mètres, de chacun des obstacles est indiquée.

Figure 12 : hauteur des obstacles (mètres) – situation future ceinture HML Concorde

Le but étant de modéliser les obstacles présents dans la zone d’étude et pouvant influer sur les écoulements d’air, ces obstacles ont été modélisés en fonction de leur volume et surtout de leur hauteur. Le maillage intégre ces bâtiments à une résolution de 5 mètres dans le plan horizontal. La hauteur des mailles dépend de la répartition des niveaux verticaux. Pour les simulations de la dispersion des polluants (modèle Spray), il a été défini 20 niveaux verticaux répartis entre 0 et 100 m d’altitude. La hauteur de maille la plus petite est de 2 mètres près du sol et la plus grande maille, au niveau du plafond du domaine, atteint 25 mètres.

La Figure 13 ci-dessous présente la vision qu’a le logiciel MSS des obstacles considérés dans le cadre de cette étude.


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Figure 13 : visualisation des obstacles en 3D – situation future ceinture HML Concorde


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4.3 GRANDEURS CALCULEES

Les résultats présentent l’impact global du trafic routier présent sur la zone d’étude. Les grandeurs calculées correspondent :

- aux concentrations moyennes annuelles ; - aux centiles selon la réglementation de la qualité de l’air.

Les centiles calculés dépendent du polluant étudié. Les centiles font l’objet d’une réglementation ; ils sont présentés dans le tableau suivant :

Polluant Centile réglementaire Base de calcul

NO2 Centile 99.8 Base horaire

PM10 Centile 90.4 Base journalière

CO Centile 100 Base de 8 heures

SO2

Centile 99.2 Base journalière

Centile 99.7 Base horaire

NB : Le centile « k » représente la valeur de la concentration qui est dépassée 100 - k % du temps. Il est calculé suivant l’algorithme suivant :

si l’on dispose d’une série de N concentrations mesurées ou calculées en un point précis de l’espace (série de valeurs : X1, ..., XN), toutes les valeurs seront portées dans une liste par ordre croissant pour chaque point de l’espace tel que :

X1 X2 ... Xi Xi+1 ... XN

le centile « k » de cette série est la valeur de l’élément de rang a pour lequel a est calculé au moyen de la formule suivante :

a = (k × N)

Par exemple, k = 0,98 pour le centile 98, N étant le nombre d’échantillons de la série de valeur.

la valeur de (k × N) est arrondie au nombre entier le plus proche.


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4.4 RESULTATS DES SIMULATIONS

4.4.1 Présentation des résultats

Les résultats sont présentés :

- pour la situation future : maillage correspondant au projet du quartier après rénovation ;

- pour la situation actuelle : rappel des résultats en retenant le plan du quartier tel qu’il existe actuellement.

Les résultats de l’étude sont donnés sous forme de cartographies. L’unité retenue pour exprimer les concentrations de polluant dans l’air sur les cartes présentées dans ce rapport est le µg/m3

(microgramme1 par m3).

Le Tableau 2 présente les valeurs réglementaires françaises du Code de l’Environnement (Titre II Livre II) relatif aux objectifs de qualité de l’air et aux valeurs limites.

Tableau 2 : valeur réglementaire française relative à la qualité de l’air

Valeurs limites Objectifs de qualité Valeur cible

NO2 En moyenne annuelle : depuis le 01/01/2010 : 40 µg/m³. En moyenne horaire : depuis le 01/01/2010 : 200 µg/m³ à ne pas dépasser plus de 18 heures par an (centile 99.8)

En moyenne annuelle : 40 µg/m³

-

SO2 En moyenne journalière : 125 µg/m³ à ne pas dépasser plus de 3 jours par an (centile 99.2) En moyenne horaire : 350 µg/m³ à ne pas dépasser plus de 24 heures par an (centile 99.7)


-

PM10 (Particules fines de diamètre inférieur ou égal à 10 micromètres)

En moyenne annuelle : depuis le 01/01/05 : 40 µg/m³. En moyenne journalière : depuis le 01/01/2005 : 50 µg/m³ à ne pas dépasser plus de 35 jours par an (centile 90.4)


-

CO Maximum journalier de la moyenne sur 8 heures (centile 100) : 10 000 µg/m³.

- -

Benzène En moyenne annuelle : depuis le 01/01/2010 : 5 µg/m³.

En moyenne annuelle : 2 µg/m³.

-

PM2,5 (Particules fines de diamètre inférieur ou égal à 2,5 micromètres)

En moyenne annuelle : 28,5 µg/m

3 pour l'année 2010,

décroissant linéairement chaque année pour atteindre 25 µg/m

3 en 2015.

En moyenne annuelle : 10 µg/m

3.

En moyenne annuelle : 20 µg/m

3.

1 1 microgramme = 10

-6 g


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Quelques définitions :

Objectif de qualité : niveau de concentration de substances polluantes dans l'atmosphère à atteindre à long terme, sauf lorsque cela n'est pas réalisable par des mesures proportionnées, afin d'assurer une protection efficace de la santé humaine et de l'environnement dans son ensemble ;

Valeur cible : niveau de concentration de substances polluantes dans l'atmosphère fixé dans le but d’éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine ou sur l’environnement dans son ensemble, à atteindre, dans la mesure du possible, dans un délai donné ;

Valeur limite : niveau de concentration de substances polluantes dans l'atmosphère fixé sur la base des connaissances scientifiques à ne pas dépasser dans le but d'éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs de ces substances sur la santé humaine ou sur l'environnement dans son ensemble.

4.4.2 Bruit de fond

Le bruit de fond en polluant mesuré à la station de Lille-Fives a également été ajouté aux résultats de la modélisation. Les statistiques pour l’année 2007 relatives aux mesures de la station de Lille-Fives sont présentées dans le Tableau 3. En 2007, les PM2.5 ne sont pas encore mesurées à la station de Lille-Fives. Afin d’estimer le bruit de fond en PM2.5, les statistiques de 2010 sont également présentées dans le Tableau 3. Les statistiques en PM10 sont du même ordre de grandeur entre 2007 et 2010, avec des valeurs légèrement plus faibles en 2010. En appliquant la baisse de concentration en PM10 entre 2007 et 2010 aux PM2.5, on peut estimer un bruit de fond en PM2.5 pour 2007 d’environ 24 µg/m3.

Tableau 3 : statistiques de la station de Lille-Fives – bruit de fond

Statistiques 2007

Station de Lille-Fives Statistiques 2010

Station de Lille-Fives

NO2 Moyenne annuelle : 32 µg/m3 Centile 99.8 : 106 µg/m3

Moyenne annuelle : 31 µg/m3 Centile 99.8 : 105 µg/m3

SO2 Moyenne annuelle : 3 µg/m3 Centile 99.2 : 23 µg/m3

Centile 99.7 : 55 µg/m3


Centile 99.7 : 33 µg/m3

PM10 Moyenne annuelle : 31 µg/m3 Centile 90.4 : 56 µg/m3


PM2.5 Non mesuré Moyenne annuelle : 22 µg/m3

La station de Lille-Fives ne mesure pas les concentrations en CO et en benzène, le bruit de fond pour ces polluants n’a donc pas pu être ajouté aux résultats de la modélisation.


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4.4.3 Résultats de concentrations

Dans cette partie, les résultats des simulations sont présentés pour les concentrations au niveau du sol : il s’agit de coupes, au niveau du sol, donnant les concentrations auxquelles sont exposées les populations qui marchent dans la rue. En ce qui concerne le NO2, les résultats de la modélisation étant donnés pour les NOx, le ratio NO2/NOx a été appliqué sur les résultats de la modélisation afin d’estimer les concentrations en NO2. Ce ratio a été calculé à partir de la moyenne des mesures en continu au camion laboratoire (campagne de mesures réalisée lors de la phase 1) donnant à la fois les résultats en NOx et en NO2. D’après les résultats des mesures, ce ratio est égal à 0,6 (le NO2 représente 60% des NOx). De plus, le bruit de fond a également été ajouté aux résultats de la modélisation (cf. Tableau 3). Les Figure 14 à Figure 24 présentent les cartes des concentrations moyennes pour chaque substance étudiée, ainsi que les cartes de centiles réglementaires. Les zones en rouge correspondent aux zones où les concentrations dépassent les valeurs réglementaires de la qualité de l’air (cf. Tableau 2). Comparaison des résultats avec les valeurs réglementaires françaises

En ce qui concerne le NO2, les valeurs réglementaires sont largement dépassées le long de l’autoroute A25, mais ces concentrations diminuent rapidement au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la route. En ce qui concerne les PM10, les concentrations moyennes annuelles dépassent l’objectif de qualité sur tout le domaine d’étude puisque le bruit de fond à lui seul le dépasse. Néanmoins, les concentrations restent inférieures à la valeur limite fixée à 40 µg/m3. Les centiles 90.4 dépassent la valeur limite sur tout le domaine d’étude puisque le bruit de fond à lui seul la dépasse. Les concentrations les plus élevées sont observées le long de l’autoroute A25, ainsi que le long de la rue du Faubourg de Béthune. En ce qui concerne les PM2.5, l’objectif de qualité et la valeur cible sont dépassés sur tout le domaine d’étude, en raison du bruit de fond élevé (24 µg/m3). Les concentrations dépassent également la valeur limite le long de l’autoroute A25. Partout ailleurs, les concentrations sont inférieures à la valeur limite. Les concentrations en SO2 sont quant à elles largement inférieures aux valeurs réglementaires. Les concentrations en CO sont faibles et largement inférieures à la valeur limite fixée par la réglementation française. Les concentrations en benzène sont faibles et inférieures à la valeur limite et à l’objectif de qualité fixés par la réglementation française.


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Comparaison des résultats entre la situation actuelle et la situation future

L’étude comparative des résultats entre la situation actuelle et la situation future après réaménagement fait ressortir les points suivants :

• Au niveau du groupe scolaire Chénier/Béranger : - L’école Béranger est déplacée plus au nord, au niveau du futur groupe scolaire. Cette

nouvelle zone est moins exposée à la pollution de l’air.

- L’école Chénier qui ne fait pas l’objet de réaménagement, reste soumise au même niveau d’exposition à la pollution de l’air, niveau important du fait de sa situation en bordure de l’autoroute A25, notamment dans les cours d’école.

• La crèche est déplacée : l’exposition à la pollution de l’air reste du même niveau que pour la situation actuelle.

• La future aire de jeux « le grand jardin » reste à un niveau d’exposition équivalent à celui actuellement observé au niveau des aires de jeux situées dans la même zone.

• Au niveau de la barre d’immeuble située au sud du domaine, le long de l’autoroute A25 : La barre d’immeubles présente rue Léon Blum est supprimée pour être remplacée par des petits îlots d’immeubles dont certains sont plus proches de l’autoroute A25. Cette barre de grands immeubles était exposée à la pollution de l’air provenant de l’autoroute A25, mais servait d’écran de protection pour les espaces verts et autres immeubles présents derrière. Les nouveaux îlots de bâtiments laissent désormais passer la pollution de l’air et ne font plus protection. Les cours des bâtiments situés derrière sont désormais exposées à des niveaux légèrement plus importants. De plus, les nouveaux bâtiments créés à proximité de l’A25, les plus proches étant à moins de 100 mètres de l’A25, sont exposés à des niveaux plus importants, parfois proches des valeurs réglementaires françaises (notamment pour le NO2).

• Au niveau de la butte :

- Les jardins familiaux situés en bordure de l’A25 et ne faisant pas l’objet de modification, restent toujours aussi exposés à la pollution de l’air, et notamment aux retombées atmosphériques de particules.

- Le nouveau terrain de jeux créé sur la butte est également une zone exposée à la pollution de l’air, zone plus exposée que celle où se situent actuellement les terrains de jeux.


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Figure 14 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le NO2 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future

Mai 2015 - © ARIA Technologies – fond de carte Google Earth

NO2 (µg/m

3) 40 39,2 38,6 38 37,4 36,8 36,2 35,6 35 34,4 33,8 33,2 32 (BF)

> valeur limite


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Figure 15 : carte des centiles 99,8 pour le NO2 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


200 190 180 170 150 140 130 120 106 (BF)

NO2 (µg/m

3)

> valeur limite


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Figure 16 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le SO2 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


50 33 38 33 28 23 18 13 8 3 (BF)

SO2 (µg/m

3)

> objectif de qualité


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Figure 17 : carte des centiles 99,2 pour le SO2 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


125 110 100 90 80 70 60 50 40 30 23 (BF) SO2

(µg/m3)

> valeur limite


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Figure 18 : carte des centiles 99,7 pour le SO2 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


350 300 250 200 150 100 56 55 (BF)

SO2 (µg/m

3)

> valeur limite


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Figure 19 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour les PM10 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 (BF)

PM10 (µg/m

3)

> valeur limite


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Figure 20 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour les PM2.5 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


25 24,9 24,8 24,7 24,6 24,5 24,4 24,3 24,2 24 (BF) PM2.5

(µg/m3)

> valeur limite


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Figure 21 : carte des centiles 90,4 pour les PM10 avec bruit de fond

Situation actuelle

Situation future


PM10 (µg/m

3) 58 57,8 57,6 57,4 57,2 57 57,8 57,6 57,4 56 (BF)


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Figure 22 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le CO

Situation actuelle

Situation future


CO (µg/m3)


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Figure 23 : carte des centiles 100 pour le CO

Situation actuelle

Situation future


CO (µg/m

3)

> valeur limite


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Figure 24 : carte des concentrations en moyenne annuelle pour le benzène

Situation actuelle

Situation future


Benzène (µg/m

3)

> valeur limite


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5. CONCLUSION

L’étude comparative des résultats entre la situation actuelle et la situation future après réaménagement de la ceinture HML Concorde fait ressortir les points suivants :

• Au niveau du groupe scolaire Chénier/Béranger : - L’école Béranger est déplacée plus au nord, au niveau du futur groupe scolaire. Cette

nouvelle zone est moins exposée à la pollution de l’air.

- L’école Chénier qui ne fait pas l’objet de réaménagement, reste soumise au même niveau d’exposition à la pollution de l’air, niveau important du fait de sa situation en bordure de l’autoroute A25, notamment dans les cours d’école.

• La crèche est déplacée : l’exposition à la pollution de l’air reste du même niveau que pour la situation actuelle.

• La future aire de jeux « le grand jardin » reste à un niveau d’exposition équivalent à celui actuellement observé au niveau des aires de jeux situées dans la même zone.

• Au niveau de la barre d’immeuble située au sud du domaine, le long de l’autoroute A25 : La barre d’immeubles présente rue Léon Blum est supprimée pour être remplacée par des petits îlots d’immeubles dont certains sont plus proches de l’autoroute A25. Cette barre de grands immeubles était exposée à la pollution de l’air provenant de l’autoroute A25, mais servait d’écran de protection pour les espaces verts et autres immeubles présents derrière. Les nouveaux îlots de bâtiments laissent désormais passer la pollution de l’air et ne font plus protection. Les cours des bâtiments situés derrière sont désormais exposées à des niveaux légèrement plus importants. De plus, les nouveaux bâtiments créés à proximité de l’A25, les plus proches étant à moins de 100 mètres de l’A25, sont exposés à des niveaux plus importants, parfois proches des valeurs réglementaires françaises (notamment pour le NO2).

• Au niveau de la butte :

- Les jardins familiaux situés en bordure de l’A25 et ne faisant pas l’objet de modification, restent toujours aussi exposés à la pollution de l’air, et notamment aux retombées atmosphériques de particules.

- Le nouveau terrain de jeux créé sur la butte est également une zone exposée à la pollution de l’air, zone plus exposée que celle où se situent actuellement les terrains de jeux.

Les principales préconisations visant à réduire les impacts sont les suivantes :

- En complément de la butte existante le long de l’autoroute A25, source la plus importante de pollution sur la zone d’étude, il est proposé d’ajouter de grands arbres afin de créer une barrière de protection naturelle pour les immeubles, écoles et jardins familiaux se situant à proximité. Une zone tampon entre la butte et les premières habitations pourraient être aménagée en ajoutant des jardins dépolluants à base de plantes spécifiques.

- Les écoles Chénier et Hachette, les plus exposées, pourraient être réaménagées en bâtiments hébergeant des activités tertiaires. Ces écoles pourraient être déplacées plus au nord, entre le boulevard de Metz et le rue Léon Blum, avec de préférence les cours de jeux éloignés de la rue.


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ANNEXES


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Annexe 1 : Description du logiciel MSS


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Descriptif du modèle Micro SWIFT

1. Le domaine

Le domaine horizontal est un rectangle (Lx, Ly) dans le système de projection plane choisi (ex.: Lambert, UTM). Les dimensions Lx et Ly varient de 500 m à 500 km.

Le domaine vertical est défini par les masses d’air comprises entre la topographie (définie par un MNT, ie Modèle Numérique de Terrain) et une altitude de contrôle H, typiquement de l’ordre de 1500 à 2500 m, qui doit être plus élevée si le domaine comprend une topographie importante (domaines montagneux).

2. Le maillage

Le maillage horizontal définit un réseau X-Y régulier ou irrégulier, dont le pas peut varier de 1 mètre (en cas de prise en compte de bâtiments) à plusieurs kilomètres. Le maillage horizontal coïncide exactement avec les données du MNT, contenant la matrice des altitudes ZGij = ZG(Xi, Yj), où ZG est l’altitude de contrôle de chaque maille.

Le maillage vertical est défini par deux choix :

1. Définition d’une coordonnée verticale transformée S permettant de suivre le terrain:

S = (Z-ZG) / (H -ZG)

où: Z = altitude / mer de chaque point du maillage.

On a S=0 au sol et S=1 à l’altitude H par définition.

2. Définition d’un vecteur Sk contenant les valeurs de la cordonnée verticale S pour chaque niveau vertical de maillage, de sorte que les niveaux sont plus rapprochés près du sol (S=0) qu’en altitude (S=1).

3. Variables

Les variables 3D principales traitées sont toujours les trois composantes du vecteur vent moyen V(u,v,w) dans un système cartésien classique, et de manière optionnelle la température (T) et la diffusivité turbulente suivant la verticale (Kz).

Les variables 3D auxiliaires sont un champ de potentiel de Lagrange intermédiaire (P) calculé pour assurer la conservation de la masse (divergence nulle) et un facteur de transmissivité verticale (Alpha) lié à la stabilité, et dépendant éventuellement de la température et de la vitesse du vent.

4. Données d'entrée

Les données d’entrée du modèle sont :

Le modèle numérique de terrain (MNT) ;

La description de l’occupation des sols sur le même maillage horizontal ;

Le masque terre - mer (le cas échéant) ;

Une description des bâtiments (facultatif) ;

Toutes les données météorologiques disponibles (Vent, Température).


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Les données météorologiques fournies en entrée peuvent être des données de mesure éparses, des données de prévision, des valeurs arbitraires (simulations à caractère académique). Il n’est pas obligatoire que les données météorologiques soient situées à l’intérieur du domaine géographique traité, défini par le MNT.

5. Méthodes de calcul

Micro SWIFT comporte trois étapes de calcul distinctes :

1. Interpolation des données existantes pour fournir une première ébauche des champs de vent et de température recherchés.

2. Ajustement itératif, par une méthode variationnelle, de la solution, destiné à créer un champ de vitesses à divergence nulle, en prenant en compte les contraintes imposées par la stabilité atmosphérique.

3. Calcul de la turbulence de fond (méthode EPA) et éventuellement de la turbulence induite du fait de la présence de bâtiments.

6. Description des sorties

Les champs de vent 3D et de turbulence obtenus à l’issue de l’étape de turbulence :

1. Respectent les valeurs fournies en entrée au voisinage des points de données.

2. Satisfont l’équation de continuité sous sa forme incompressible (divergence nulle)

3. Restituent l’influence de la stabilité atmosphérique sur les déviations du vent.

4. Comportent un champ de vitesse verticale cohérent avec la topographie et les obstacles.

5. Fournissent une turbulence tridimensionnelle représentative du site étudié. 7. Références

Micro SWIFT appartient à la famille des modèles d’analyse objective à divergence nulle. Il est dérivé du modèle MINERVE, développé à partir de 1980 initialement par Electricité de France (EDF), qui a été appliqué à l’étude des sites nucléaires français, et validé notamment par EDF à l’occasion de campagnes météorologiques intensives, comportant une couverture météorologique à petite échelle rarement atteinte: jusqu’à 15 stations sol et 3 radars acoustiques vent (SODARS). On peut citer entre autres les expériences EDF de CREYS-MALVILLE 1983, CHOOZ 1986, VALLEE DU RHONE 1989 et la Campagne Européenne FOS 1983.

Les principales références applicatives commerciales du modèle MINERVE (études ou systèmes) sont les suivantes :

SNCF (2000)

CERTU, DDE 42, ADEME (1999)

DRIRE Haut.10-Normandie (1998)

BORDEAUX - Etude pour le compte de l'ADEME et EDF (1996-1997)

ROUEN-LE HAVRE Réseau AIR NORMAND (1997)

Regione Campania (NAPLES-ITALIE) Réseau de surveillance de la qualité de l’air.

Regione ABBRUZZO (ATRI-ITALIE) Réseau de surveillance de la qualité de l’air.


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ENEL Centre de Recherches (MILAN-ITALIE)

CISE Centre d’études (SEGRAT.10-ITALIE)

RHONE-POULENC SA (LYON-FRANCE)

Institut Paul SCHERRER (VILLIGEN-CH)

Institut Josef STEFAN (Slovénie)

IBERDROLA SA (Madrid- Espagne)

Defence Nuclear Agency (Washington - USA)

HANFORD Nuclear Center (Seattle - USA)

CNRS Service d’aéronomie et LMD (Paris - France)

FOS-BERRE 1995 - Etude pour le compte de DRIR.10-PACA (Marseille - France)

Les principales références applicatives commerciales du modèle Micro SWIFT (études ou systèmes) sont les suivantes:

United States Department of Defence (US-DOD) (2002-2005)

CEA-DAM (2005)

Città di BOLOGNA (2003)


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Description du modèle Micro SPRAY

INFORMATIONS DE BASE

Version :

Version 5.0

Champs d'application :

Modèle de dispersion lagrangien à particules. Il simule la dispersion des émissions atmosphériques par le mouvement stochastique de pseudo-particules dans le flux turbulent atmosphérique sur terrain complexe. Il peut effectuer des simulations de l'échelle locale (500 m-5 km) à la méso-échelle (100 km).

INFORMATIONS DETAILLEES

Description :

Micro SPRAY est un modèle tridimensionnel pour la simulation de la dispersion des polluants dans l'atmosphère et peut tenir compte des variations du flux et de la turbulence atmosphérique aussi bien dans l'espace (conditions hétérogènes) que dans le temps (conditions non stationnaires). Il est en mesure de reconstruire des champs de concentration à partir de sources ponctuelles, linéaires, surfaciques ou volumiques.

Le polluant est simulé par des "particules virtuelles" dont le mouvement dans un domaine tridimensionnel est défini par le vent local et dont la dispersion est obtenue par le truchement de fluctuations de vitesse aléatoires solution des équations différentielles stochastiques, qui reproduisent les caractéristiques de la turbulence atmosphérique locale. De cette façon, différentes parties du panache émis peuvent "voir" différentes conditions atmosphériques, permettant des simulations plus réalistes en conditions difficiles que des modèles traditionnels (vent calme, inversion de température avec l'altitude, impact avec une topographie complexe, dispersion sur des sites avec de fortes discontinuités spatiales de type "terre - mer" ou "ville - campagne").

Le modèle simule la dispersion des polluants à l'intérieur d'un domaine de calcul de forme parallélépipédique dont la limite inférieure est représentée par une fonction ZG(x,y) obtenue en interpolant avec une bilinéaire les niveaux du terrain dans chaque cellule d'un maillage tridimensionnel défini par l'utilisateur. Le mouvement moyen des particules est décrit par des matrices tridimensionnelles de module de vent dans le système de référence "terrain-following" x, y, s dont la coordonnée verticale s est définie comme:

s = z - z

z z

g

top g

où: Z est la coordonnée géométrique verticale

Ztop est l'altitude du sommet du domaine fluide étudié (en m)

Zg = Zg (x,y) est l'altitude du relief (en m) au point de coordonnées (x,y) du maillage horizontal considéré.

Les particules interpolent linéairement la valeur du vent au point x, y, z où elles se trouvent en utilisant les valeurs de ces matrices. Il est possible de simuler des conditions non stationnaires en interpolant linéairement dans le temps la valeur entre deux matrices successives.


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Le mouvement turbulent des particules est décrit à l'aide de l'intégration le long des axes cartésiens x, y, z, de 3 équations de Langevin pour les composantes des vitesses selon les schémas optionnels suivants :

Equations linéaires couplées avec une fonction de forçage aléatoire correspondant à une distribution de probabilité tridimensionnelle non gaussienne selon une réalisation du schéma de Thomson (1984). Des schémas de travail plus simples sont en outre pris en compte (équations découplées) pour traiter des problèmes à plus grande échelle.

Equations non linéaires avec forçage gaussien selon le schéma de Thomson (1987). Des schémas de description non gaussienne de la turbulence verticale sont également pris en compte selon la distribution bi-gaussienne Gram-Charlier du 3ème ordre ou du 4ème ordre. Sur le niveau de la couche limite, la part turbulente du mouvement des particules peut être optionnellement obtenue par l'intégration des équations stochastiques sur les déplacements.

La turbulence est décrite par des matrices tridimensionnelles dans le système x, y, s de :

u u u z

3

x y z , , u'' ' ',

u' u' u' u' u' u'x y x z y z, ,

T T TL L Lu'x u'y u'z

, ,

dans le cas des schémas de Thomson 1984 ou bien :

u u u z

3

x y z , , u'' ' ',

T T TL L Lu'x u'y u'z

, ,

Kx, Ky, Kz (options sur la couche limite)

dans le cas des schémas de Thomson 1987.

Schéma de génération interne des champs de turbulence, construits à travers les profils verticaux de similarité obtenus en considérant les caractéristiques du terrain.

Les variables d'échelle de la couche de surface (hauteur de la couche limite hmix, vitesse de frottement u *, longueur de Monin-Obukhov L, et vitesse convective verticale d'échelle w*) sont calculées, sur la base des données d'entrée, pour chaque point du maillage grâce à un pré-processeur météorologique (Paine, 1988). Puis, les profils verticaux des variables turbulentes nécessaires à la simulation sont générés à partir de relations dépendantes de la stabilité atmosphérique (Hanna, 1982). La surhauteur des panaches est calculée par la formule d'Anfossi (Anfossi, 1985), capable de tenir compte des variations verticales et horizontales du vent et de la stabilité atmosphérique, grâce à une matrice tridimensionnelle de température sur la même grille que les matrices météorologiques.

Limitations : Le modèle ne contient pas de réactions chimiques entre les espèces émises, qui sont donc considérées comme inertes. La version 3.0 contient un schéma de dépôt sec et humide, et peut tenir


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compte de la chute gravitationnelle. La radio décroissance radioactive peut être également appliquée. Résolution : Résolution spatiale horizontale :

Maillage à pas fixe régulier: x = y Résolution minimale conseillée: 0,1 m (en cas de prise en compte de bâtiments) Résolution maximale conseillée: 10km Résolution spatiale verticale : Maillage de type "terrain - following" de coordonnée S à pas variable défini par l'utilisateur. Résolution temporelle :

Possibilité de choisir entre des pas d'intégration t des équations de mouvement fixes ou variables.

t variables limités automatiquement par les caractéristiques du vent moyen et de la turbulence vue par la particule. Techniques de résolution : Différences finies pour l'évolution temporelle des particules. Optimisation du choix des pas de temps sur des échelles de temps Lagrangien dans le cas du schéma

à t variable. Données d'entrées requises : Générales : Le positionnement, les dimensions, la structure horizontale et verticale du domaine, la topographie sont définis dans un fichier météorologique, en format binaire, contenant au minimum les champs de vent tridimensionnels. Les options du calcul (période et durée de la simulation, schémas numériques, conditions initiales et aux limites) sont contenues dans un fichier ASCII. Météorologiques : Micro SPRAY reçoit en entrée une série temporelle de champs tridimensionnels de vent, de température voire de turbulence sur le maillage décrit précédemment, dans un format binaire. Les champs de turbulence peuvent être générés en interne ou fournis sur le même maillage dans le même fichier que le vent, issu d'un modèle de dynamique des fluides externe. Dans le premier cas, doivent être fournies au modèle les matrices bidimensionnelles de caractérisation du sol, contenant les valeurs de: la hauteur de la rugosité Zo, l'albédo et le rapport de Bowen (rapport entre le flux de chaleur sensible et latente au point du maillage). Il est en outre nécessaire d'avoir une série temporelle des données météorologiques qui couvre la période complète de simulation, en particulier pour la radiation solaire, la température et le gradient thermique vertical à l'aube, utilisés dans les schémas de paramétrisation de la turbulence de la couche limite. Emissions : La description des émissions: des sources de typologie multiple sont prévues (ponctuelles, linéaires et surfaciques) ce qui permet donc de simuler des cheminées ou des routes. Chacune peut émettre diverses espèces non réactives. On doit définir: la position, la géométrie et le taux d'émissions de chaque source pour chaque espèce considérée, sur des intervalles de temps quelconques non réguliers. Le nombre de particules pour chaque source est sélectionné par l'utilisateur et le modèle en détermine automatiquement la masse en fonction des caractéristiques de l'émission. Données de sorties générées : Fichiers binaires de particules contenant la position, la masse, la source d'origine et le temps de vie de chaque particule, mémorisées à des intervalles de temps sélectionnés par l'utilisateur. Matrices tridimensionnelles de concentrations sur un maillage "terrain-following" sélectionné par l'utilisateur, sur des temps moyennés et à des intervalles présélectionnés, avec la méthode du


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comptage dans chaque maille, sur un fichier binaire de structure similaire à celle du fichier de vents utilisé en entrée. Fichiers binaires de reprise générés à des intervalles réguliers choisis par l'utilisateur et utilisés soit pour la récupération après d'éventuelles ruptures du calcul, soit pour diviser les simulations de longue durée en sections plus brèves analysées séparément. Fichier ASCII d'informations sur le déroulement de la simulation. Disponibilité d'interfaces : Le modèle a une interface à fichiers et ne nécessite pas d'interfaces utilisateurs graphiques particulières. Pour effectuer une simulation, seuls sont suffisants les outils d'édition standard présents sous les divers systèmes. Cette modalité permet la portabilité du code. Il existe des interfaces utilisateurs graphiques développées par ARIA Technologies pour définir en mode interactif le contenu informatique de tous les fichiers ASCII d'entrée. Les sorties binaires de particules et de concentration peuvent être lues et interfacées avec le pack graphique EWB de WINDLOGICS. Documentation : La documentation est disponible en français, en italien et en anglais sur support papier ou sur support informatique. Validation : Simulations sur terrain plat : Confrontation à des données mesurées durant une campagne dans la vallée du Rhin près de Karlsruhe (Thomas et al., 1983). Le modèle a été modifié dans la partie relative à l'équation de mouvement vertical, de façon à tenir compte des hétérogénéités de la turbulence et a été appliqué pour la simulation des conditions neutres et convectives de l'expérience de Karlsruhe (Brusasca et al., 1989). Simulation en conditions d'atmosphère stable et vent faible. Il a été implémenté un algorithme ad hoc pour la simulation du vent meandering dans des conditions de vent faible et dans cette version, le modèle a été utilisé pour simuler l'expérience de traçage réalisé près du laboratoire INEL en Idaho (Sagendorf and Dickson, 1974). Les résultats ont été publiés dans deux articles (Anfossi et al., 1990; Brusasca et al., 1992). Simulations de la surhauteur dynamique. Il a été inséré et validé un algorithme pour le calcul de la surhauteur des fumées chaudes. Les résultats ont été confrontés avec des données de Lidar enregistrés durant la campagne internationale de Sostanj en 1991 en Slovénie (Anfossi et al., 1993). Simulations sur terrain complexe : Expérimentation en soufflerie EPA sur des collines bidimensionnelles. Des confrontations avec les données obtenues dans le cadre de l'expérience EPA RUSHIL (Khurshudyan et al., 1981) de dispersion sur des collines bidimensionnelles ont été réalisées. Les résultats obtenus ont été publiés (Tinarelli et al., 1994) et présentés aux congrès internationaux de l'American Meteorological Society de Portland - 1992 (Tinarelli et al., 1992) et du CCMS NATO à Valencia - Espagne (Tinarelli et al., 1993). Expérience Transalpine. Des simulations ont été effectuées sur l'expérience Transalp. 1989, qui consistait au rejet d'une substance traçante à l'embouchure des vallées Levantina et Blenio dans le canton Ticino (Suisse) dans le but de vérifier les effets de la canalisation. Le jour simulé est le 19 octobre, de 11h à 17h, avec des conditions d'atmosphère instable à stable et sur une topographie extrêmement complexe. Les


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résultats ont été publiés dans un numéro spécial "d'Atmospheric Environment" consacré à la campagne Transalp. (Anfossi et al., 1998). Le travail a été entre autre présenté au congrès international CCMS NATO de 1995 à Baltimore (Brusasca et al., 1995). Campagne Sostani. Des simulations de la période relative à la campagne de 1991 près de la centrale thermique de Sostani en Slovénie ont été réalisées conjointement par ENEL, CISE et Josef Stefan Institute de Lubiana. Le site est modérément montagneux et les situations de stabilité simulées étaient caractérisées par des conditions neutres et instables, avec quelques périodes de vent calme. Les résultats, présentés au congrès ENVIROSOFT 1994 de Barcelone (Espagne) et au workshop de Manno "Intercomparison of advanced practical short range atmospheric dispersion models" de 1993 (Tinarelli et al., 1993), ont été comparés avec ceux de modèles eulériens simples pour terrain complexe et d'un modèle lagrangien à bouffées montrant une supériorité de la part du modèle SPRAY qui se prête mieux à la simulation de situations complexes. Le travail mis en œuvre pour effectuer ces simulations avec SPRAY est décrit entre autre dans un rapport interne de l'ENEL (Tinarelli et al., 1994).

Applications :

Poste de centralisation intelligent de Fusina et Porto Marghera. Une version simplifiée du code dénommée SPRAY/S a été mis en œuvre sur le nœud automatique de relevé environnemental de la région de Fusina et port Marghera (Stefani et al. 1997) où il est en mesure de fonctionner en temps réel, alimenté par des données fournies en automatique par le système d'acquisition des données.

Système de mesure environnemental de la décharge de Barricalla (Torino). A été mis en œuvre, sur un financement européen dans le cadre du projet LIFE 1, un système de contrôle de l'impact des émissions provenant de la décharge d'ordures toxiques située près de Turin dans la commune Barricalla (Pacitti et al., 1997). Le modèle SPRAY a été inséré dans ce système sur PC (Pacitti et al., 1997), et est utilisable sur demande pour réaliser des simulations de la dispersion des substances émises par la décharge ou des émissions du trafic provenant des axes routiers environnements.

Application dans le cadre de l'étude pluridisciplinaire du dépérissement du pin forestier et des autres espèces biogéniques de la vallée d'Aoste (Manzi et al., 1998). Des simulations de la dispersion des polluants provenant des principales émissions (trafic routier, industrie et

chauffage domestique) recensées dans la région ont été effectuées sur un domaine de 100 80 km2. Les simulations, sur une durée moyenne de 10 à 15 jours, ont permis de fournir une description climatologique du site sur un domaine extrêmement complexe, aussi bien pour des conditions estivales qu'hivernales.

Simulation des émissions provenant de la centrale thermoélectrique de Vado Ligure, pour le compte de la province de Savone. Des simulations de la dispersion des fumées émises par la

centrale ont été réalisées sur une durée d'environ 10 jours sur un domaine de 20 23 km2. L'objectif était de contrôler l'impact de la centrale sur le territoire environnant, à forte complexité topographique, et le niveau de représentativité du réseau de mesures météorologiques ou de qualité de l'air géré par l'ENEL et la province de Savone.


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Références :

Anfossi D. (1985) Analysis of plume rise data from five TVA Steam Plants. J. Clim. appl. Met. 24, 1225-1236

Anfossi D., Brusasca G., Tinarelli G. (1990): "Simulation of atmospheric diffusion in low windspeed meandering conditions by a Monte Carlo dispersion model". Il Nuovo Cimento C 13, N. 6, 995 - 1006.

Anfossi D., Brusasca G., Tinarelli G. (1990): "Results from a random walk dispersion model in low windspeed stable conditions", Proc. of 9th Symposium on Turbulence and Diffusion, American Meteorological Society, Roskilde (Denmark), April 30 - May 3, 6.1, 160-163.

Anfossi D., Ferrero E., Brusasca G., Marzorati A., Tinarelli G. (1993): "A simple way of computing buoyant plume rise in Lagrangian stocastic dispersion models", Atmospheric Environment 27A, 1443-1451.

Anfossi D., Desiato F., Tinarelli G., Brusasca G., Ferrero E., Sacchetti D.(1998): "TRANSALP 1989 Experimental Campaign - part II: Simulation of a tracer experiment with Lagrangian particle models., Atmospheric Environment, 32, 7, 1157-1166.

Brusasca G., Tinarelli G., Anfossi D. (1989): "Comparison between the results of a Monte Carlo atmospheric diffusion model and tracer experiments", Atmospheric Environment 23, 1263-1280.

Brusasca G., Tinarelli G., Anfossi D. (1992): "Particle model simulation of diffusion in low windspeed stable conditions", Atmospheric Environment 26, 707-723.

Brusasca G., Ferrero E., Anfossi D., Desiato F., Tinarelli G., Morselli M.G., Finardi S., Sacchetti D. (1995): "Intercomparison of 3-D flow and particle models with Transalp 1989 meteorological and tracer data", Proc. of the 21st CCMS-NATO meeting, Baltimore, 6-10 November, 1995, 386-394. Air Pollution Modelling and its Application XI, Plenum Press, 559-567

Hanna S. R. Application in air pollution modelling in “Atmospheric Turbulence and Air Pollution Modelling”. Ed. by S.T.M. Nieuwstadt and H.Van Dop, D.Reitell Pub. Comp., 1982, pp.275-310.

Berkowicz, R., Hertel, O., Sørensen, N.N. and Michelsen, J.A., (1997), Modelling air pollution from traffic in urban areas. In Flow and Dispersion Through Groups of Obstacles, R.J.

Perkins and S.E. Belcher (editors), Clarendon Press, Oxford, pp. 121-141.

Hertel, O. and Berkowicz, R., (1989), Modelling pollution from traffic in a street canyon. Evaluation of data and model development, DMU Luft A-129, 77pp.

Hertel, O and Berkowicz, R., (1989), Operational Street Pollution Model (OSPM). Evaluation of model on data from St. Olavs street in Oslo, DMU Luft A-135, 34pp.Khurshudyan L.H., W.H. Snyder, and I.Y. Nekrasov, 1981: Flow and dispersion of pollutants over two-dimensional hills. Rpt. No. EPA-600/4-81-067, Envir. Prot. Agcy., Res. Tri. Pk., N.C., USA

Manzi G., Brusasca G., Morselli M.G., Tinarelli G. (1998): “Indagine generale per lo studio pluridisciplinare del deperimento del pino silvestre ed altre specie botaniche in Val D’Aosta, simulazione della dispersione in atmosfera degli inquinanti emessi dal traffico veicolare e dal riscaldamento”, relazione ENEL/CRAM 1998-0022

Pacitti M., Mensio P., Brusasca G., Tinarelli G., Genon G., Marchese F., Nobile G., Malvasi G. (1997): "Global evaluation of the activity of toxic and hazardous waste landfills using monitoring and modeling integrated system". Proc. of 5th International Conference "Air


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Pollution 1997", 16-18 September, Bologna, Italy. Air Pollution V, modelling, monitoring and management, 517-526, Computational Mechanics Publications.

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Sagendorf J.D. and Dickson C.R. (1974): Diffusion under low windspeed, inversion conditions. NOAA Technical Memorandum ERL ARL-52

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Tinarelli G., Giostra U., Ferrero E., Tampieri F., Anfossi D., Brusasca G., Trombetti F., (1992): "SPRAY, a 3-D particle model for complex terrain dispersion", Proc. of 10th Symposium on Turbulence and Diffusion, American Meteorological Society, Portland, Oregon (USA), 29-Sept. - 2 Oct, P2.9, 147-150.

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