Modélisation tri-dimensionnelle des échanges radiatifs et convectifs dans l’atmosphère urbaine
Auteur / Autrice : | Yongfeng Qu |
Direction : | Bertrand Carissimo |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences et Techniques de l'Environnement |
Date : | Soutenance le 18/11/2011 |
Etablissement(s) : | Paris Est |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre d'Enseignement et de Recherche en Environnement Atmosphérique (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) |
Jury : | Président / Présidente : Patrice G. Mestayer |
Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Carissimo, Jean-Francois Sini, Jean Philippe Gastellu-Etchegorry, Marina K-A Neophytou | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Marjorie Musy, Valéry Masson |
Résumé
Dans de nombreuses études micrométéorologiques, les modèles numériques prenant en compte les bâtiments considèrent généralement l'atmosphère comme neutre. Néanmoins, les transferts radiatifs urbains jouent un rôle important en raison de leur influence sur le bilan énergétique. Afin de prendre en compte le rayonnement atmosphérique et les effets thermiques des bâtiments dans les simulations de l'écoulement atmosphérique et la dispersion des polluants en milieux urbains, nous avons développé un modèle de rayonnement atmosphérique tridimensionnel (3D), dans le module atmosphérique du code de mécanique des fluides Code_Saturne. Le schéma radiatif a été précédemment validé avec des cas idéalisés, en utilisant dans un premier temps, un champ constant de vent 3D. Dans ce travail, le couplage des schémas radiatifs et thermiques avec le modèle dynamique est évalué. L'objectif de la première partie est de valider le couplage complet avec les mesures de la campagne de mesure américaine ‘Mock Urban Setting Test' (MUST) sur des géométries simples. La deuxième partie traite deux approches différentes pour modéliser les échanges radiatifs en milieu urbain avec une comparaison entre Code_Saturne et SOLENE. La troisième partie utilise le couplage complet pour montrer l'apport du modèle de transfert radiatif sur l'écoulement de l'air dans des conditions de faible vitesse du vent dans une canopée 3D. Dans la dernière partie, nous utilisons le couplage dynamique-radiatif pour simuler un environnement urbain réel et valider le modèle avec les données expérimentales de la campagne ‘Canopy and Aerosol Particle Interactions in Toulouse Urban Layer' (CAPITOUL)