Contribution à l'étude de la dispersion des polluants

Abstract

La dispersion des polluants dans l'atmosphère a été et est toujours une question primordiale. Les espèces polluantes émises ou transformées dans l'atmosphère sont très nombreuses. Même si leurs concentrations sont très faibles (mesurées en général en microgrammes par mètre cube), elles peuvent avoir des effets notamment sur la santé. Cette pollution atmosphérique est un enjeu de santé publique, au niveau mondial comme individuel. Préserver la santé c'est entre autre protéger l'individu des nuisances de la pollution atmosphérique. Une compréhension des paramètres et des mécanismes de la dispersion des polluants, qui sont des problèmes de la mécanique des fluides, devient ainsi indispensable. L’étude du transport ou de la dispersion relèvent de processus qui sont en principe duressort de la mécanique des fluides, seulement leur étude est complexe du fait de l’aspect aléatoire que revêt ce genre de phénomènes. Dans le cadre de cette thèse, une étude primordiale s'impose celle de l'étude de la couche limite atmosphérique. Les mesures in situ sont très difficiles voire quasi impossible à cause du phénomène aléatoire de la turbulence d'une part et de la variation continue de la direction du vent d'autre part. Une simulation physique de la couche de surface en soufflerie s'impose ainsi. Une première partie de cette étude est consacrée à l’aspect théorique des écoulements dans une couche limite atmosphérique. Une bibliographie détaillée relative est présentée. Une deuxième partie traite des simulations de la couche limite en soufflerie, où une simulation physique de la couche de surface atmosphérique est réalisée dans la soufflerie dediffusion de l’Ecole Centrale de Lyon. Les champs de vitesse moyenne et fluctuante longitudinaux et transversaux sont obtenus dans une première phase en utilisant l'anémométrie à fils chauds. La sonde utilisée est une sonde à deux fils croisés qui permet la mesure simultanée de deux composantes de vitesse longitudinale et transversale, il suffit de la pivoter autour de son axe d'un angle π/4 pour avoir accès à la composante de vitesse longitudinale et verticale. Dans une seconde phase, une métrologie optique LDA tridimensionnelle a aussi été utilisée pour la mesure à la fois des trois composantes de la vitesse.