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Thèse soutenue

Etudes numériques de l'évolution diurne de l'ozone dans la région d'une agglomération

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Auteur / Autrice : Yann Fraigneau
Direction : Alexis Coppalle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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Des études de scénarios ont été réalisées par simulations numériques sur l'évolution diurne de l'ozone dans la région d'une agglomération. L'objectif de ce travail a consisté à mettre en évidence les tendances exercées par quelques-uns des nombreux facteurs susceptibles d'influencer l'évolution des champs de concentration d'ozone au cours d'une journée, au niveau des localités se trouvant directement sous le vent d'une zone urbaine. Plus particulièrement, les études se sont portées sur les répercussions engendrées sur l'ozone par les variations que peut subir la couche limite atmosphérique dans son évolution journalière, sous l'influence de différents paramètres. Ces derniers sont : la stabilité thermique matinale, la hauteur initiale de la couche d'inversion synoptique, le gradient thermique de l'atmosphère libre et le phénomène d'évaporation. Les conséquences pouvant résulter d'une réduction exclusive des émissions urbaines d'oxyde d'azote ont aussi été examinées. Les simulations ont été effectuées pour des conditions météorologiques anticycloniques, typiques des périodes d'été, propices au développement de la pollution photo-oxydante. Parallèlement, des études numériques en situation de réacteur homogène fermé ont été réalisées afin d'analyser individuellement l'influence de certains paramètres sur l'évolution chimique de l'ozone. Ces paramètres sont : l'éclairement solaire, l'humidité, la température et le rapport des concentrations des composés organiques volatils et des oxydes d'azote. Enfin, des simulations numériques ont été entreprises afin de déterminer les effets du micromélange au voisinage d'un site urbain, c'est-à-dire sur l'impact des fluctuations de concentrations engendrées par la turbulence sur le taux de réaction moyen des espèces. Cette étude, à caractère fondamental, a été réalisée dans le cadre d'une couche limite atmosphérique considérée dans un état neutre et stationnaire. Les processus chimiques sont uniquement assimilés au cycle de Chapman, les espèces réactives prépondérantes au voisinage d'une zone urbaine étant les oxydes d'azote et l'ozone.