Contribution à la maîtrise particulaire de l'air des stations du métro parisien

Contribution to particle concentration reduction in the air of parisian underground

• Auteur / Autrice : Sandra Pillot Tokarek
• Direction : Alain Bernis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution atmosphérique

Particules (matière)

Paris (France)

Métros

Résumé

La présente étude s'isncrit dans la problématique de la qualité de l'air intérieur des stations de métro et plus précisément dans l'étude et la mise au point d'un procédé de traitement d'air. La première partie présente un état de l'art des connaissances sur la pollution particulaire en général et plus particulièrement sur l'état de l'empoussièrement du réseau métropolitain parisien. Elle souligne la difficulté d'estimation des sources de pollution, et de détermination des caractéristiques des particules du métro. Dans une seconde partie, le procédé choisi par la RATP pour abaisser la teneur en particules est décrit : il s'agit de l'électrofiltration. Dans une troisème partie, l'étude expérimentale menée dans une station de métro est décrite : une expérimentation a été menée à l'aide d'un électrofiltre prototype afin d'étudier le comportement de cet appareil vis à vis de l'aérosol du métro. Cette étude a permis d'estimer l'efficacité de l'appareil dans les conditions du métro, d'apporter quelques améliorations au filtre initial, d'estimer la fréquence de maintenance du dispositif à partir d'une détermination de l'efficacité sur une période de deux ans et le nombre de filtres à mettre en place en station. Cette partie évoque également la nécessité d'équiper un tronçon de ligne de métro afin de pouvoir conclure sur l'efficacité du système à grande échelle. La dernière partie traite de la modélisation numérique 3D du comportement des particules au sein d'écoulements confinés tels que ceux rencontrés dans les stations et les tunnels du métro. La dispersion de particules a ensuite été étudiée en l'absence et présence de trains et comparée à des résultats expérimentaux obtenus sur maquette hydraulique Les perspectives à la fois sur l'avenir de la filtration électrostatique à la RATP et sur le développement du code de mécanique des fluides sont présentées et argumentées en conclusion.

The present study is in line with the indoor air particle pollution in underground and more precisely in the study and perfecting of air treatment process in underground stations. The first part starts with a state of the indoor particle pollution knowledge in general case and more precisely of the dust concentration on Parisian underground. The difficulties of predicting pollution sources and particle characteristics are put into relief. In a second part, the process chosen by the Parisian Transport Authority to lower the particle concentration in station, that is to say electrostatic precipitation is described. The third part is dedicated to the experimental study : it deals with a study of an electrostatic precipitator behaviour with respect to underground aerosol. This study lets us know the efficiency of the process in underground conditions, perfect the apparatus and predict the maintenance periodicity thanks to an experimentation during two years and the number of filters to place in station. This parts evokes also the question of settling this kind of process in a subway line to conclude with respect the efficiency of the process. The last part deals with 3D numerical simulations of particle transport in confined flows such as those encountered in underground stations and tunnels. The particle dispersion has been validated thanks to a fluid mechanics code Fluidyn from some known experimental results. Then the particle dispersion has been studied without and with trains in underground and compared to experimental results obtanined with an hydraulic scale model. Perspectives on the future of the electrostatic precipitation in the Parisian Transport Authority and on development of mechnics code are presented and discussed in conclusion.