Simulation CFD de dispersion atmosphérique
La simulation numérique de dispersion atmosphérique permet d’étudier la propagation de gaz, de fumées ou de poussières, et sert donc à évaluer l’impact d’une pollution atmosphérique, quelle qu’elle soit. L’approche peut aussi bien concerner une zone restreinte, dit de champ proche, qu’une région particulièrement étendue. De nombreux phénomènes peuvent être modélisés, comme l’aspect chronique ou accidentel des émissions, ou encore l’interaction chimique avec l’atmosphère. Une approche CFD permet également de tenir précisément compte de la topographie et / ou de l’urbanisme du site, et des fluctuations turbulentes qui y sont associées.
Ce type de modélisation est devenu courant dans le contexte de surveillance de la qualité de l’air. L’exemple ci-dessous illustre cela avec la modélisation de la dispersion d’odeurs en champ proche, à proximité d’une usine.
Simulation CFD de dispersion atmosphérique en champ proche pour nuisance olfactive
Contexte
- Projet d’aménagement urbain à proximité d’un centre de gestion des déchets.
- Notions physiques clés : dispersion atmosphérique, diffusion, écoulements multiphasiques, couche limite atmosphérique.
Problématiques
- Évaluation de la qualité de l’air pour les futurs résidents. Simulation de dispersion atmosphérique en champ proche.
- La valeur limite d’exposition en odeurs est-elle susceptible d’être franchie sur certaines zones et sous certaines conditions météorologiques?
- Quelles conditions météorologiques sont les plus défavorables?
- Qu’apporte la CFD par rapport à une étude avec modèle gaussien et statistiques annuelles?
Contributions au projet
- Développement d’un modèle avec construction d’une maquette 3D détaillée au niveau de la zone d’intérêt.
- Sélection des configurations météorologiques défavorables.
- Réalisation des simulations. Approche stationnaire, sans prise en compte des phénomènes de « bouffées ».
- Analyse de la concentration en odeurs au niveau du projet d’aménagement, pour les différentes configurations.
- Apport de la CFD : résultats détaillés à une échelle fine (~1m), avec impact précis des bâtiments.
Environnement technique
- Linux et Windows.
- Programmation en Fortran et C++.
- Maillage avec Salome et OpenFOAM.
- CFD avec OpenFOAM.
- Visualisation avec ParaView.
- Cluster de calcul personnel.