https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/224 Publications de Auteurs Luc Musson-Genon fr 0 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/1530 Le mercure, le plomb et le cadmium sont actuellement un objet de préoccupations pour les instances concernées par la pollution atmosphérique. La dénomination commune de « métaux lourds » cache en fait des comportements variables de ces composés dans l'atmosphère qui influencent fortement leur transfert vers les écosystèmes. La modélisation numérique de ces comportements doit permettre de mieux comprendre leur devenir, une attention particulière devant être portée aux processus de déposition. L'utilisation pertinente d'un modèle numérique ne peut se faire sans étudier sa sensibilité aux données et paramètres qu'il utilise. Des techniques ont été développées en ce sens puis appliquées au modèle de chimie-transport Polair3D. Elles permettent par ailleurs de mener à bien un travail de modélisation inverse. Since its adoption in 1979, the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution has addressed some of the major environmental problems of the UNECE region. In this framework the protocol on heavy metals, signed in 1998, gives first priority to lead (Pb), cadmium (Cd) and mercury (Hg). These heavy metals and their compounds are highly toxic substances, being likely to bio-accumulate in organisms. Understanding and modelling their transport and fate in the atmosphere allow to take more effective decision to reduce their impact on the ecosystems.Polair3D is a three-dimensional chemistry-transport model developed within the modelling system POLYPHEMUS at CEREA. It is designed to handle a wide range of applications from passive transport to photo-chemistry and aerosol modelling, and has been recently extended to deal with heavy metals at European scale. Removal processes have been carefully taken into account since deposition fluxes are more worrying than air concentrations.Most of the heavy metals in the atmosphere have a passive chemical behaviour but are carried by the aerosol phase. For this reason their rate of removal are linked to those of aerosol particles. Mercury differs because of its high saturated vapour pressure and mainly being found under gaseous elemental form. However it is essential to simulate mercury chemistry in gaseous and aqueous phases since oxidised mercury species represent the main part of the deposited mercury mass.Simulated air concentrations and deposition fluxes are evaluated by comparison to data of the EMEP measurement network. Sensitivity analysis has been performed using adjoint techniques. Such investigation being required to handle in a suitable way our developed model. Moreover, these techniques allow to carry out inverse modelling to improve boundary conditions which are crucial with a restricted area model. jeu., 23 mai 2013 10:20:12 +0200 mar., 27 oct. 2015 09:35:16 +0100 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/1530 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/207 Modéliser les rejets ponctuels de polluants atmosphériques avec des modèles eulériens régionaux est source d’erreurs, car un modèle eulérien 3D ne permet pas de reproduire l’évolution d’un panache de fumée à proximité de sa source. Afin de s’affranchir de ces difficultés, nous avons testé un modèle gaussien – intégré à un modèle eulérien 3D – pour une étude d’impact des centrales de production thermiques EDF de Porcheville et Vitry, en Ile-de-France. Nous avons simulé une année de processus atmosphériques pour un domaine couvrant la région parisienne avec la plate-forme Polyphémus avec laquelle nous avons conduit différents scénarios de simulation en intégrant, ou non, un modèle gaussien sous-maille, appelé Plume-in-grid, traitant indépendamment les principaux rejets ponctuels d’Ile-de-France.Notre étude se focalise sur quatre composés chimiques que sont NO, NO2, SO2 et O3. L’utilisation du modèle gaussien est importante, surtout pour les composés primaires et peu réactifs, comme SO2, d’autant plus que les cheminées d’usine représentent une part importante des émissions de ce composé. Les concentrations de SO2 simulées avec le modèle gaussien sont plus proches des concentrations mesurées par les stations du réseau de mesure des Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA), même si celles-ci restent largement surestimées. De manière générale, l’utilisation du modèle gaussien augmente les concentrations à proximité des sources et abaisse les concentrations de fond des différents composés chimiques (sauf O3). Les concentrations simulées peuvent varier ponctuellement de plus de 30 % selon que l’on considère ou non le modèle gaussien pour les composés primaires tels que SO2 et NO et de l’ordre de 2 % pour les composés secondaires comme NO2 et O3. Concernant l’impact des centrales thermiques à flammes, les concentrations simulées sont supérieures de 1 µg/m3 lorsque l’on utilise le modèle gaussien pour SO2 en moyenne annuelle à proximité de la centrale de Porcheville, et sont plus faibles de l’ordre de 0.5 µg/m3 lorsque l’on s’éloigne de celles-ci, mettant en lumière le caractère moins diffusif du modèle gaussien par rapport au modèle eulérien. L’intégration d’un modèle gaussien sous- maille a notamment le mérite d’éviter les artefacts liés aux choix de niveaux verticaux et de la trop grande diffusivité numérique des modèles eulériens, surtout pour les résolutions horizontales grossières. Modeling point source emissions of air pollutants with regional Eulerian models is likely to lead to errors because a 3D Eulerian model is not able to correctly reproduce the evolution of a plume near its source. To overcome these difficulties, we applied a Gaussien puff model – imbedded within a 3D Eulerian model – for an impact assessment of EDF fossil fuel-fired power plants of Porcheville and Vitry, Ile-de-France. We simulated an entire year of atmospheric processes for an area covering the Paris region with the Polyphemus platform with which we conducted various scenarios with or without a Gaussian puff model, referred as Plume-in-grid, to independently handle with major point source emissions in Ile-de-France.Our study focuses on four chemical compounds (NO, NO2, SO2 and O3). the use of a Gaussian model is important, particularly for primary compounds with low reactivity such as SO2, especially as industrial stacks are the major source of its emissions. SO2 concentrations simulated using Plume-in-grid are closer to the concentrations measured by the stations of the air quality agencies (Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air, AASQA), although they remain largely overestimated. The use of a Gaussian model increases the concentrations near the source and lowers background levels of various chemical species (except O3). The simulated concentrations may vary by over 30% depending on whether we consider the Gaussian model for primary compounds such as SO2 and NO, and around 2% for secondary compounds such as NO2 and O3. Regarding the impact of fossil fuel-fired power plants, simulated concentrations are increased by about 1 µg/m3 approximately for SO2 annual averages close to the Porcheville stack and are lowered by about 0.5 µg/m3 far from the sources, highlighting the less diffusive character of the Gaussian model by comparison with the Eulerian model. The integration of a subgrid Gaussian model offers the advantage of avoiding artifacts related to the choice of vertical levels and the excessive numerical diffusivity of Eulerian models, especially for coarse horizontal resolutions. mar., 22 janv. 2013 10:14:36 +0100 mer., 02 sept. 2015 11:25:54 +0200 https://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/207