Modélisation à l'échelle régionale et continentale
Responsable : Vivien Mallet
L'activité principale de cette équipe est axée sur la modélisation de la qualité de l'air de l'échelle régionale (l'Ile de France par exemple) à l'échelle européenne pour des thématiques allant de la prévision à l'étude d'impact en passant par des études de cas documentées. Les secteurs visés couvrent le transport ainsi que le domaine énergétique (parc thermique à flamme et nucléaire). Cette activité se décline autour du système Polyphemus qui s'appuie notamment sur le modèle de Chimie-Transport Polair3D pour les aspects transport-dispersion des espèces chimiques (gaz et aérosols).
L'activité de l'équipe de modélisation à l'échelle régionale et continentale se décline au travers de nombreux thèmes de recherche :
La prévision de la qualité de l'air
Polyphemus/Polair3D est en phase de test pour la plate-forme de prévision de la qualité de l'air, Prév'air, de l'Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS). Il délivre ainsi au quotidien, pour le moment à des fins de validation, des prévisions de champs d'espèces chimiques comme l'ozone, les oxydes d'azote et les particules, à l'échelle de l'Europe.
ozone
Les études d'impact
La finalité est d'estimer l'impact sur l'environnement atmosphérique d'une source d'émissions (par exemple celles de la Centrale Thermique de Marseille Fos-Berre) ou de tester des scénarios (de réduction d'émissions dans diverses configurations du Plan de Déplacement Urbain de Lille).
- Centrale Thermique de Marseille Fos-Berre
- Lille
Concentrations de NO2 mesurées et simulées sur la région de Lille.
Les études d'impact peuvent aussi se faire par le biais du calcul de matrices de transfert qui quantifient l'impact d'une source d'émission sur un milieu récepteur. Une telle approche est utilisée pour la réglementation européenne par exemple.
Le CEREA participe à un projet qui vise notamment à déterminer l'impact environnemental du secteur de l'énergie en Pologne.
Les espèces radioactives
L'objectif est dans ce contexte de pouvoir décrire la dispersion d'espèces radioactives (comme le Césium ou l'Iode) à l'échelle continentale, dans l'éventualité d'un accident survenant dans une installation nucléaire.
Ceci a conduit à l'opérationnalisation du système pour le Centre Technique de Crise de l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN).
- Algeciras
Comparaison des mesures et de la simulation à Ispra pour le Césium137 - Etex (European Tracer Experiment)
Carte des mesures maximales observées pendant l'exercice ETEX-1 - Tchernobyl
Carte du panache de Tchernobyl (Cs137 en Bq / m^3)
La modélisation des métaux lourds
La modélisation des métaux lourds (Plomb, Cadmium, ...) et du Mercure, bientôt de certains POPs (Polluants Organiques Persistants) est difficile mais potentiellement importantes pour l'évaluation de l'impact sanitaire (ces espèces, extrêmement toxiques, ont des concentrations dans l'air qui vont du nanogramme au picogramme par mètre cube).
Plomb et cadmium
La modélisation des aérosols
Les particules (aérosols) sont particulièrement difficiles à modéliser car elles sont pilotées par des processus encore mal connus (comme la conversion gaz/particules). Ceci est crucial que ce soit pour l'impact sanitaire (particules fines submicroniques) ou pour mieux comprendre le rôle des aérosols pour le changement climatique. Deux modèles au niveau de l'état de l'art pour la description des aérosols (MAM et SIREAM) ont été développés.