Modélisation de la dispersion de polluants à l'échelle intra-urbaine, mise en place d'indicateurs morphologiques

16 pagesLes villes regroupent de plus en plus d'habitants produisant des flux de trafic intra - urbains sans cesse plus importants, flux qui risquent de nuire à la durabilité de ces villes. Afin d'estimer l'impact de la circulation automobile en matière de pollution de l'air, des modèles de simulation ont été construits. Ces modèles tridimensionnels (développés sous interface MISKAM) intègrent la morphologie urbaine en trois dimensions, les phénomènes complexes de climatologie, notamment de turbulence à travers les équations de la mécanique des fluides. Ces modèles nécessitent en entrée un grand nombre d'informations sur le bâti, la circulation automobile et sur la climatologie locale. Les sorties de modèles sont des concentrations moyennes horaires ou annuelles, obtenues en tout point de l'espace urbain, ce qui permet de souligner les zones d'actions prioritaires. L'hétérogénéité spatiale des concentrations de polluants est alors analysée à l'aide d'un outil mathématique qui est la dimension fractale, outil qui permet de comprendre comment la morphologie urbaine crée des différenciations notables aussi bien horizontalement que verticalement. Ainsi des recommandations d'aménagement peuvent être établies : diminuer le trafic sur une rue étroite (rue canyon) ou une rue large n'aura pas le même impact sur l'environnement. Les modèles construits sont alors utilisés comme de véritables outils d'aide à la décision

Techniques de réhabilitation

National audienceLa rehabilitadon des sites et des sols pollues represente un secteur d'activite nouveau pour les entreprises francaises, qui donne lieu a un developpement de techniques nouvelles et diversifiees. Ce document presente un inventaire des differentes techniques existantes. Seuls les principaux procedes ont ete retenus et il convient de preciser que pour chaque technique, il existe des variantes que developpent les entreprises de depollution afin d'obtenir le meilleur rendement et s'adapter au mieux au site ä traiter. En effet, chaque site ou sol pollue est un cas particulier possedant ses propres caracteristiques. Une caracterisation exhaustive du site ainsi que des essais en laboratoire et eventuellement sous forme de pilote sont souvent necessaires

Cartographie de la pollution de l'air : une nouvelle approche basée sur la télédétection et les bases de données géographiques. Application à la ville de Strasbourg.

International audienceLa qualité de l'air dans les villes est devenue une préoccupation majeure en France, en Europe et dans le monde. Les villes concentrent la majorité des populations et des sources de pollution. Elles sont un objet d'étude privilégié pour l'évaluation des pollutions, de leur influence sur la santé et des solutions proposées pour la réduction des polluants. En France, toutes les villes de plus de 100 000 habitants doivent etre équipées d'un réseau de surveillance de la qualité de l'air. Les coûts d'installation, d'entretien et de gestion de ces réseaux sont importants et limitent le nombre de stations de mesures installées. A partir de ces quelques points de mesures, des cartes de concentration en polluants sont générées de manire routinire par des méthodes d'interpolation et d'extrapolation, comme les plaques minces ou les méthodes basées sur le krigeage. Les résultats dépendent grandement du nombre de mesures. Basée sur une approche multi-sources, cet article présente une méthodologie pour la cartographie des concentrations de polluants. Cette méthodologie s'appuie sur la définition de pseudostations et de stations virtuelles de mesures à l'aide d'images satellitaires et d'une base de données géographiques. Les pseudostations sont des lieux de la ville présentant des caractéristiques spatiales, structurales, morphologiques et des signatures spectrales similaires aux emplacements des stations de mesures réelles. Les signatures spectrales similaires à celles des stations réelles sont recherchées dans une série d'images Landsat. Puis des indices morphologiques calculés à partir de la base de données géographiques BD TOPO sont utilisés pour restreindre le nombre de pseudostations. Ces pseudostations sont alors utilisées pour déterminer les stations virtuelles qui permettent d'affecter une concentration de polluants en ce point de la ville. La densification du nombre de points de mesures (réels et virtuels) permet de calculer une nouvelle cartographie des concentrations de polluants. Une illustration partielle de cette méthodologie est proposée pour la ville de Strasbourg. Une campagne de mesures utilisant des moyens de mesures mobiles en juin 2002 fournira les moyens de valider l'approche

Modéliser pour prévoir les flux de polluants émis par un dispositif contenant des déchets

Une méthodologie d'étude du comportement en scénario de valorisation de déchets minéraux solidifiés/stabilisés est présentée. La méthodologie est basée sur des outils expérimentaux (des tests paramétriques et des essais de simulation du scénario) et des modèles de comportement. Le cas d'un bassin de stockage d'eau construit avec un matériau contenant des résidus d'épuration des fumées d'incinération d'ordures ménagères est présenté. L'influence de la carbonatation du lixiviat par le CO2 atmosphérique sur le relargage des éléments de constitution du matériau est étudiée. Un modèle de comportement est mis en place pour le cas étudié; il comporte trois niveaux : 1) le matériau (chimie et diffusion), 2) le lixiviat (chimie et convection), 3) l'absorption du CO2 dans le lixiviat. Plusieurs échelles d'expérimentation (tests de laboratoire, pilote de laboratoire, pilote de terrain) ont été mises en place pour l'étude du scénario et pour la validation du modèle de comportement. Le rôle de la modélisation est mis en avant par les résultats prévisionnels des simulations. Ainsi, pour le cas étudié, la carbonatation du système diminue la concentration du plomb dans l'eau du bassin par rapport à un scénario "bassin couvert". La carbonatation ne modifie pas le relargage des éléments solubles (Na, K, Cl) et détermine la spéciation du Ca dans le bassin et à la surface du matériau.The reuse of wastes and industrial residues should only be considered if we can assure that the environmental risks related to the planned use remain acceptable. The assessment and development of methodologies and tools used in evaluating the long-term release of pollutants from materials containing wastes is an area of research that is expanding. These methods depend on not only the characteristics of the materials (especially physical structure and composition) but also contact with both water and the reactive atmosphere.The methodological standard ENV 12 920 is fundamental in the definition of the European approach, which involves the intrinsic and dynamic characterisation of the material/scenario couple in order to model the time-dependent source term. The main steps of the methodology are: 1) definition of the problem and the solution sought; 2) description of the scenario; 3) description of the waste; 4) determination of the influence of parameters on leaching behaviour; 5) modelling of leaching behaviour and 6) behavioural model validation.The reuse scenario considered in the paper was a storage tank open to the atmosphere including material leaching, carbonation and contact with air. The reservoir content was composed of a mixture of hydraulic binders and air pollution control residues from a Municipal Solid Waste Incinerator. Modelling of the source term (the reservoir material) was performed in several steps ranging from the physico-chemical characterisation of the material to the validation of the proposed model by field simulation devices.An experimental "toolbox" consisting of equilibrium dissolution tests and a dynamic leaching test was used. The experimental data supplied by the tests are the necessary input parameters for the behavioural model and give information about the release mechanisms. Identification of the main transfer mechanisms indicates that the release of soluble pollutants is the combined result of diffusional transfer of pollutants in the solution and the physico-chemical specificity of the species.A physico-chemical and transport model has been developed for the long-term prediction of environmental leaching behaviour of porous materials containing inorganic waste solidified with hydraulic binders and placed in a reuse scenario. The model includes the source term, the leachate and the gas/liquid interface. The source term considers the main chemical equilibria (a simplified system) occurring in the interstitial water of the porous material. The consideration of the base content of the material, and the experimental determination of the solubility of heavy metals in the pore water, ensure a good representation of the metal release. The source term also includes diffusion in the porous system, which is considered the main transport phenomenon.The leachate component considers chemical reactions that occur in the leachate. Many competitive dynamic processes (fluxes of mobile species coming from or penetrating into the material, gas absorption) take place in the leachate. Mass transport by convection of the leachate is also considered. Finally, the gas/liquid interface includes absorption with chemical reactions of carbon dioxide.The physico-chemical parameters (initial element content, lead solubility and diffusion coefficient) of the model with respect to the source term were estimated using laboratory leaching tests. The gas/liquid mass transfer coefficient was estimated for each pilot. The simulation results agree with the two scales of experimental data: laboratory scale (volume of reservoir 80 L) and field tests (20 m3). No scale effect was observed as the intensity of the absorption phenomenon was virtually the same.Experimental data and simulations show the main trends for the release of elements contained in the material: 1) The results obtained show that air carbonation of the leachate does not fundamentally change mass transfer mechanisms of easily soluble species (especially for alkaline metals). For these species, the use of the apparent diffusional model is a satisfactory solution for the prediction of long-term leaching behaviour. 2) The release of Ca and Pb was governed by chemical equilibria in pore water and diffusion whereas their speciation in the leachate was determined by pH and the presence of carbonate ions. 3) A carbonation front appears at the leachate/material interface and progresses into the material. 4) The target metal (lead) has a weak release (non-detectable by the analytical method used) for the study period. 5) Simulations of similar scenarios but without carbonation (a closed reservoir) predicts a higher concentration of lead than in the studied scenario.Model estimations may be enhanced by a better knowledge of the source term (particularly the mineralogy and chemistry) and by an exhaustive listing of external factors acting in each scenario. In this study, factors such as the biological activity or temperature fluctuations were not taken into account. The general methodology used is based on several indispensable steps that lead to an environmental assessment of materials containing wastes destined for reuse scenarios. The necessary tools (experimental tests and mathematical models) are however specific for categories of materials (wastes) and types of scenarios.A new generation of decision-making tools, based on modelling and simulation results, can complete, or even replace, the normalised procedures that mainly focus on laboratory experimental data

Auxiliaries for the textile industry and environmental protection

The textile industry is an industrial field that affects the environment, from the plant growth until the production process. The obtaining of environmental licence for Romanian companies that produce textile products is related to elaboration and implementation of a modern system for an environmental management, that consist in utilization of ecological technologies for finishing, in diminution the water and energy consumption, cleaning of waste waters, reutilization of cleaned waters, sustainable management of wastes. In this study, the surfactant categories used in the textile industry that fulfil the conditions of environment protection, are presented. Some exemplifications were made involving the existing surfactants in Romanian textile industry, obtained from both domestic and external production. Also, some recommendation are suggested regarding the utilization of surfactants manufactured from either vegetal oils or chemical/petrochemical wastes, with similar properties as those from import having decreased prices an that affect as small as possible the environment.textile industry, surfactant, pollution, environmental protection

Comparaison du rayonnement solaire en ville et à la campagne

L'auteur compare le rayonnement solaire global dans deux stations situées, l’une au centre de Montréal (Brébeuj), F autre à 15 milles au nord-ouest du centre de la ville (Sainte-Thérèse-de-Blainville).Pendant la période du 1 er novembre 1965 au 31 mai 1967, Montréal a reçu en moyenne 91% du rayonnement de Sainte-Thérèse. L'atténuation par temps couvert est plus forte que par temps clair et l'effet urbain est maximum pendant les mois d'hiver.The author compares the total incoming solar radiation at two stations, one situated in the centre of Montréal (Brébeuf) and the other 15 miles north-west of the town centre (Sainte-Thérèse-de-Blainville).During the period from November 1, 1965 to May 31, 1967, Montréal received on the average only 91% of the total received at Sainte-Thérèse. The attenuation is greater under cloudy condition than with clear skies, and the urban effect is at a maximum during the winter months

Evaluation des sources de polluants susceptibles d'impacter les ouvrages de gestion des eaux pluviales – Diagnostic exhaustif à l'échelle du territoire nantais

International audienceTo offset the effects of soil sealing and to deal with stormwater management issue s , cities have adopted BMPs (Best Management Practices) for twenty years . Many facilities exist on urban areas and h ave proved to be efficient on a hydrological point of view, but questions remain about pollutants. Under the Matriochkas project, w h ich focuses on performances of stormwater management facilities in terms of retention of pollutants, an inventory on retention and infiltration basins and swales is conducted throughout the Nantes metropole territory. An exhaustive diagnosis of sources of pollutants is carried out on the facilities identifi ed in this inventory, using a methodology based on spatial analysis of geographic data. More specifically, contributive area of facilities is identified by an automatic method based on drainage networks. The description of these contributive areas in terms of geographic data (land use, human activities such as road traffic , and practices ), and literature data on emissions of pollutants in urban areas, makes it possible to estimate potential pollutant loads which discharge into these facilities.Afin de compenser les effets de l'imperméabilisation des sols et pour répondre à la problématique de gestion des eaux pluviales, les collectivités se tournent depuis une vingtaine d'années vers les techniques alternatives. De nombreux ouvrages existent sur les territoires urbains, et si leurs performances hydrologiques sont connues, leur rôle vis-à-vis de la rétention des polluants l'est moins. Dans le cadre du projet Matriochkas, qui s'intéresse aux performances des ouvrages de gestion à la source vis-à-vis de la rétention des polluants, un recensement des bassins de rétention et d'infiltration ainsi que des noues est mené sur l'ensemble de l'agglomération nantaise. Un diagnostic exhaustif des sources de pollution est réalisé sur les ouvrages identifiés dans ce recensement, en utilisant une méthodologie basée sur l'exploitation de données géographiques. Cette méthodologie consiste à déterminer la zone contributive des ouvrages en développant une méthode automatique qui s'appuie sur les réseaux de drainage. La description de ces zones contributives à partir de données géographiques (occupation du sol, activités anthropiques dont le trafic routier, et usages) et de données de la littérature relatives aux émissions de polluants sur les surfaces urbaines, permet d'estimer a priori les flux de polluants déversés dans ces ouvrages

Allergies respiratoires, pollens et polluants

National audienceFor 30 years, an increased incidence of respiratory allergy and asthma has been observed, particularly in children and young people living in urban areas of developed countries. A genetic origin is unlikely due to the rapidity of this increase and environmental factors (diet, lifestyle, exposure to xenobiotics...) should be involved. Epidemiological studies have shown that atmospheric pollutants may play a role. They could have an effect on the respiratory tract by inducing irritation, inflammation, airway hyperresponsiveness or enhancing respiratory allergies (adjuvant effect) or they could have an effect on the aeroallergens, in particular the pollens. Experimental studies have shown that pollen exposure to pollutants induce enhanced deformation or fracture of the external envelope linking to an enhanced liberation of intracytoplasmic allergenic granules and induce also a qualitative and quantitative modification of allergens. However, few experimental studies have shown that pollutant-exposed pollens are more allergenic that "clean" pollens. One important point to consider is the enhanced granule liberation by exposed pollens. Due to the small size of the granules, the allergen bioavailability may increase, leading to higher incidence of respiratory allergies.Depuis 30 ans, une incidence accrue des allergies respiratoires est observée, notamment chez les enfants et les adolescents vivant dans les zones urbaines des pays industrialisés. Il est admis que cette augmentation est trop rapide pour être liée à des facteurs génétiques et que d'autres facteurs, notamment environnementaux (alimentation, mode de vie, contact avec des xénobiotiques...) sont impliqués. Les études épidémiologiques montrent que les polluants de l'air en particulier semblent jouer un rôle important dans l'incidence des allergies. Ils peuvent agir soit par action au niveau du système respiratoire, en provoquant une irritation, une inflammation, une augmentation de l'hyperréactivité bronchique non spécifique ou en potentialisant une réponse allergique pré-existante (effet adjuvant), soit par action au niveau des aéroallergènes, dont les pollens représentent la majeure partie. Les principaux effets observés expérimentalement sont une augmentation des déformations et fractures de l'enveloppe externe conduisant à une libération accrue de granules intracytoplasmiques, eux-mêmes allergisants et une modification quantitative et qualitative des allergènes. Peu de travaux ont toutefois clairement mis en évidence une augmentation du potentiel allergisant des pollens après exposition aux polluants. Une piste à explorer reste la libération plus importante des granules intrapolliniques qui, de part leur petite taille, pourraient augmenter la biodisponibilité des allergènes et donc la fréquence et la gravité des allergies respiratoires