Menéame

Le Groupe de la modélisation atmosphérique de la Division de la pollution atmosphérique du Département de l'environnement du CIEMAT a réussi à réaliser des simulations à très haute résolution de la pollution atmosphérique de la ville d'Al-Assyrie. Pampelune à l'intérieur du projet LIFE+ RESPIRE et a généré une vidéo avec l'évolution temporelle heure heure par heure de la distribution des concentrations de NOx pour une journée moyenne de 2015.

C'est la première fois qu'en Espagne on simule la qualité de l'air dans toute une ville de taille moyenne avec un degré de détail aussi élevé.

Enquêteurs Division de la pollution atmosphérique du Département de l'environnement du CIEMAT, en collaboration avec l'Unité d'analyse des systèmes énergétiques du Département de l'énergie, participent au projet. LIFE+ RESPIRE (Reduction of exposure of cyclists to urban pollutants), dirigé par l'Université de Navarre. Ce projet, qui est en cours d'année de développement, vise à démontrer qu ' il est possible de réduire l'exposition des cyclistes et des piétons aux polluants atmosphériques urbains en appliquant de nouvelles technologies et d'autres mesures liées à la planification urbaine, à la conception urbaine et à la gestion de la mobilité.

L'une des contributions les plus importantes du CIEMAT est de façonner et simuler la pollution de la ville de Pampelune à très haute résolution en utilisant des modèles avancés de mécanique des fluides informatiques (SRB, par leur acronyme anglais) ou également appelés de Street Canyon. Ces modèles sont capables de simuler les mouvements d'air et la dispersion de polluants dans les rues de la ville à très haute résolution. En d'autres termes, ils sont capables d'estimer la pollution dans les rues de la ville à quelques mètres.

Premier projet de simulation complète

Le cas concret de la simulation de la ville de Pampelune représente une étape très importante car c'est la première fois qu'une ville complète de taille moyenne est simulée en Espagne, couvrant une superficie de 7 km sur 5 km avec une résolution spatiale inférieure à 5 m x 5 m. Le plus que l'on ait pu faire auparavant est de simuler de petits districts urbains d'à peine 1 km². Il a fallu pour cela travailler avec un maillage d'environ 50 millions de cellules couvrant la ville, compte tenu de la structure complexe des bâtiments, des rues et des places. Pour obtenir la vidéo affichée, il a fallu réaliser un grand nombre de simulations individuelles correspondant à différentes situations météorologiques en utilisant le Logiciel de CD Adapco CCM Star CCM+. Pour ces simulations, l'approche a été utilisée Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) qui est la plus simple et donc d'un coût de calcul relativement inférieur. Cependant, chaque simulation individuelle a exigé de l'ordre de cinq jours en utilisant seize nœuds avec 8 GPU chacun (128 processeurs au total) de l'ordinateur CETA-CIEMAT, ce qui, compte tenu du nombre de cas simulés, a entraîné près de quatre mois de calcul, auxquels il faut ajouter tout le pré-traitement d'informations urbanistiques (traitement numérique des bâtiments), données d'émissions de polluants, génération du maillage de calcul, etc., et post-traitement des résultats générés qui a entraîné plusieurs mois supplémentaires.

Les simulations effectuées ont permis de compléter l'évolution horaire d'un jour de concentration moyenne de NO_x pour l'année 2015. La vidéo montre très bien les rues les plus polluées, comment les concentrations de polluants sont réparties de manière assez hétérogène dans les rues et comment la pollution est maximale au début du matin et à la fin de l'après-midi. Les cartes produites de ce type, ainsi que les cartes obtenues par des équipes mobiles portées par des cyclistes volontaires, seront utilisées pour le développement d'une application de smartphone pour estimer les routes les plus saines (moins de pollution) pour aller d'un endroit à l'autre de la ville.

Carte de concentration de NOx au niveau du piéton dans la ville de Pampelune (CIEMAT)

Les oxydes d'azote comprennent le NO₂, qui est le polluant qui crée le plus de problèmes dans les villes espagnoles, avec des dépassements des valeurs limites imposées par la législation, en particulier dans les épisodes hivernaux où la forte stabilité atmosphérique et les vents faibles contribuent à l'accumulation des polluants émis par le trafic comme c'est le cas des oxydes d'azote. Il suffit de rappeler, par exemple, l'épisode de pollution subi par Madrid en décembre 2016 qui a entraîné l'activation par la municipalité de mesures visant à limiter le trafic afin de réduire les niveaux de pollution.

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Unité de communication et RRPP

CIEMAT

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