3D Modelling of air pollution at urban scale
Langue Anglais
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Auteur : Reiminger, Nicolas
Date de soutenance : 21-09-2020

Directeur(s) de thèse : Vazquez, José

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Mécanique des fluides
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : CFD, RANS, Qualité de l’air, Pollution atmosphérique, Zones urbaines, Environnement
Mots-clés :
  • Turbulence atmosphérique
  • Air -- Qualité - Mesure
  • Modélisation CFD
  • Mécanique des fluides
Résumé : Le but de ce travail de thèse est le développement et la validation de codes de calcul de type mécanique des fluides numérique, ou CFD (Computational Fluid Dynamics), ainsi que de nouvelles méthodologies pour évaluer la qualité de l’air en zone urbaine. Pour cela, la méthodologie RANS en écoulement transitoire (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes) est retenue et deux nouveaux codes de calcul sont développés. Ceci inclut un modèle à convection forcée (FCS) pour modéliser les atmosphères neutres, ainsi qu’un modèle à convection mixte (MCS) pour modéliser les atmosphères stables et instables, mais aussi d’autres phénomènes tels que les effets de la végétation. Les résultats de ces deux codes de calcul sont comparés à sept cas tests expérimentaux réalisés en soufflerie, mais aussi sur le terrain et les résultats montrent que des erreurs de moins de 10% peuvent être attendues au sujet des concentrations modélisées, mais aussi que les échanges intérieurs/extérieurs peuvent être modélisés de façon performante. La question du domaine de calcul incluant les dimensions du domaine, le maillage, les conditions aux limites, les émissions ainsi que la concentration de fond dans le cadre de la modélisation de la qualité de l’air en environnement urbain est traitée dans une approche d’amélioration et, particulièrement dans le contexte de l’ingénierie. Plusieurs nouvelles méthodologies sont développées et validées incluant des méthodologies pour évaluer les concentrations en dioxyde d’azote sur la base des concentrations en oxydes d’azote, pour évaluer la distribution continue du vent sur la base de données discrètes issues des roses des vents, ou encore pour évaluer les concentrations moyennes annuelles sur la base de résultats numériques ponctuels. L’intérêt et le potentiel de ce type de modèle numérique et de méthodologies sont enfin mis en avant et des exemples d’application à des fins de conception, compréhension et diagnostic sont présentés.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2020STRAD013
Type de ressource : Thèse