Etude mécaniste du dépôt sec d'aérosols sur les couverts végétaux

Mechanistic study of aerosol dry deposition on vegetated canopies

• Auteur / Autrice : Alexandre Petroff
• Direction : Fabien Anselmet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Couverture végétale du sol

Dépôts physiques

Environnement -- Protection

Aérosols

Modèles écologiques

Résumé

Dans le contexte de la protection de l'environnement, une modélisation mécaniste du dépôt d'aérosols sur les couverts végétaux en conditions sèches est proposée. Les interactions entre les particules et la végétation sont tout d'abord décrites à l'échelle de chaque surface élémentaire. La captation à l'échelle du couvert est ensuite déduite par une méthode statistique construite à partir des paramètres qui pilotent le dépôt élémentaire. Ce modèle fait intervenir la répartition spatiale et la géométrie des surfaces végétales ainsi que les principales grandeurs caractérisant l'écoulement porteur. Les mécanismes de dépôt pris en compte sont la diffusion brownienne, l'impaction inertielle, l'impaction turbulente, la sédimentation et l'interception. La pertinence du modèle est démontrée sur la base de données expérimentales existantes, tout d'abord à l'échelle de rameaux de conifère, puis à l'échelle de couverts végétaux plus ou moins rugueux, tels qu'une prairie, un champ ou une forêt.

The dry deposition of aerosols onto vegetated canopies is modelled through a mechanistic approach. The interaction between aerosols and vegetation is first formulated by using a set of parameters, which are defined at the local scale of one surface. The overall deposition is then deduced at the canopy scale through an up-scaling procedure based on the statistic distribution of these parameters. This model takes into account the canopy structural and morphological properties, and the main characteristics of the turbulent flow. Deposition mechanisms considered are Brownian diffusion, interception, inertial and turbulent impaction, and gravitational settling. The model is validated on existing measurement campaigns, initially with coniferous branches and then with entire canopies of different roughness, such as grass, crop field and forest.