Amélioration et mise en œuvre d'un système de prévision de la qualité de l'air en milieu urbain – AIRQ

Le projet AIRQ s'attache à la question de la pollution atmosphérique dans le contexte du contentieux Européen. Les politiques locales concernées par cet enjeu ne pourront se bâtir efficacement que sur des scenario prospectifs envisagés grâce à des outils de modélisation dont les simulations compléteront les données des réseaux de mesures. Cependant, les codes de calculs spécialisés dans ces applications demeurent des outils complexes qui nécessitent la fourniture de données météorologiques et d'émissions polluantes. Ils doivent en outre être adaptés aux objectifs fixés et en particulier aux différentes formes urbaines.

Les modèles de dispersion atmosphérique utilisés pour des usages réglementaires ou prospectifs sont capables de traiter deux types de terrain : les terrains plats sur lesquels la dispersion des polluants est assurée par les écoulements atmosphériques et les rues canyons, sièges de phénomènes de confinement de la pollution. Ces dernières sont représentatives des centre urbains où la pollution locale est essentiellement due au trafic automobile. Cependant, la situation de nombreux pays d'Europe Orientale diffère par la proximité de centres industriels importants avec des zones assez densément peuplées dans lesquelles l'habitat demeure semi-diffus. De plus, le parc automobile de ces états membres est assez mal connu ce qui donne lieu à des incertitudes notables concernant les émissions du trafic.

Dans ce contexte, les objectifs suivants ont été fixés :
1/ appréhender les mécanismes de transfert de masse et de quantité de mouvement qui régissent les écoulement dans des configurations d'habitat semi-diffus grâce à des expérimentations en soufflerie afin de dégager des lois paramétriques relatives à la direction du vent incident
2/ introduire ces paramétrisations dans un modèle de qualité de l'air opérationnel utilisé en France (modèle SIRANE développé au CNRS/LMFA dans le cadre d'une thèse de la Région Rhône Alpes) afin de rendre ce dernier capable de traiter les émissions en milieu urbanisé semi-dense.
3/ élaborer une méthodologie propre au site étudié pour fournir les données nécessaires à l'utilisation opérationnelle du modèle (inventaire d'émission, données du trafic...)
4/ étudier l'influence de la qualité du cadastre des émissions sur la qualité des simulations du modèles afin de pouvoir évaluer l'incertitude engendrée par la méconnaissance de certaines sources (comme celles liées au trafic dans l'exemple traité)
5/ valider la nouvelle version du modèle SIRANE développée dans le cadre de ce projet
6/ installer SIRANE pour une utilisation opérationnelle de surveillance de la qualité de l'air sur le site de Timisoara en Roumanie

Dans le cadre de ce projet international, les tâches seront partagées entre les partenaires Français et Roumains. Les équipes Françaises du CNRS/LMFA et de la société NUMTECH auront en charge la compréhension des mécanismes turbulents impliqués dans la diffusion de polluants en milieu semi-densément bâti, la mise au point d'une méthodologie spécifique pour réaliser un inventaire d'émission adaptée, l'adaptation et le déploiement du modèle SIRANE afin d'assurer sa mise en œuvre opérationnelle sur la ville de Timisoara et la réalisation d'une étude de cas sur ce même site. Les équipes Roumaines fourniront les données nécessaires à la mise en œuvre du modèle et à sa validation sur le terrain.

Les résultats envisagés sont la mise à disposition d'un cadastre d'émission et d'une méthodologie pour sa mise à jour périodique afin de maîtriser les émissions, ainsi que la mise au point d'une nouvelle version du logiciel SIRANE pour des formes urbaines particulières et capable de fournir des distributions tridimensionnelles de concentration des différents polluants incriminés. Ces nouveaux outils permettront aux responsables politiques locaux de mieux connaître les émissions sur leurs territoires et d'envisager des politiques urbaines adaptées.