Depuis la mise en place du confinement le 17 mars 2020, les activités industrielles sont quasiment à l’arrêt et nos déplacements ont considérablement diminué. Du même coup, les émissions de certains polluants ont sensiblement baissé. C’est ce que mesure Atmo Auvergne-Rhône Alpes, observatoire régional de la surveillance de la qualité de l’air, à l’aide de SIRANE, un outil de simulation conçu par l’équipe Atmosphere Impact & Risk du LMFA.
SIRANE est un logiciel de modélisation de la pollution atmosphérique adapté à l'échelle d'un quartier, voire d’une agglomération. Il a été conçu en 2000 par Lionel Soulhac, enseignant-chercheur au LMFA, à l’époque maître de conférences à Centrale Lyon et aujourd’hui professeur à l’INSA, afin de simuler la propagation des polluants dans l’atmosphère en milieu urbain. SIRANE est en perpétuelle développement afin de continuer à répondre aux besoins de sa communauté d’utilisateurs (Associations Agréées pour la Surveillance de la Qualité de l’Air, bureaux d’études, centres de recherche, industriels, etc.)
La complexité de la géométrie urbaine
Le logiciel prend en compte la ville comme un réseau de rues interconnectées qui échangent des polluants entre elles, à travers les intersections, mais aussi verticalement dans l’atmosphère. « En ville, il y a des polluants partout et ce qui est particulièrement complexe, c’est la géométrie urbaine (les immeubles, les toits enchevêtrés, les collines...) », explique Pietro Salizzoni, enseignant-chercheur en mécanique des fluides au LMFA et professeur à l’École Centrale de Lyon. « Quand on veut connaitre l’impact d’un polluant, il faut prendre en compte cette géométrie et évaluer ses effets sur des périodes longues, le tout induit par une météo complexe (le vent est le moteur de la propagation) », poursuit le chercheur.
SIRANE est aujourd'hui utilisé dans plusieurs villes en France et dans le monde : Paris, Lyon, Milan, Turin, Londres, Québec. Au-delà de la qualité de l’air, ses applications sont multiples :
- Évaluation de l'exposition de la population à certains polluants dans le cadre d’études épidémiologiques (étude sur le cancer du sein en lien avec le centre Léon Bérard de Lyon)
- Impact de nouveaux aménagements urbains, de plans de déplacements (pollution des écoles aux abords des tunnels de la Croix-Rousse, déclassement de l’A6...)
Une baisse jusqu’à -70 % des émissions d’oxyde d’azote
L’AASQA Atmo Auvergne‐Rhône‐Alpes utilise SIRANE depuis plus de 20 ans dans le cadre de ses missions. L’association constate, depuis le début du confinement, une baisse importante de l’oxyde d’azote, émis par le trafic routier. Les concentrations de ce polluant connu pour ses effets délétères sur la santé humaine ont dégringolé, selon Atmo Auvergne‐Rhône‐Alpes, jusqu’à moins 70 % certains jours en milieu urbain, comparativement aux relevés effectués au mois de mars lors des cinq dernières années. « Toutefois, cette amélioration ne concerne pas les particules (PM10 et PM2,5) dont la source d’émission principale est le chauffage, à laquelle viennent s’ajouter en ce moment les activités agricoles », explique l’association. La baisse est de l’ordre de -10 % en moyenne en bordure de voiries.
Pour mieux comprendre la pollution en milieu urbain, l’équipe Atmosphere Impact & Risk du LMFA réalise des études numériques et également des études en soufflerie atmosphérique. L’équipe AIR est animée, pour la partie numérique, par Lionel Soulhac. Elle est composée de Guillevic Lamaison, Perrine Volta, Chi-Vuong Nguyen (Ingénieurs Centrale Innovation). Pour la partie expérimentale, l’équipe est animée par Pietro Salizzoni qui s’appuie sur les compétences d’Horacio Correira (assistant ingénieur Centrale Lyon) et Massimo Marro (ingénieur CNRS).
Dernièrement, l’équipe expérimentale AIR a mis au point au sein de la soufflerie atmosphérique du LMFA une maquette représentant la géométrie urbaine, avec des immeubles et de la végétation. Ses essais expérimentaux permettront d’améliorer les connaissances scientifiques sur ces phénomènes et de poursuivre l’évolution des modèles paramétriques de SIRANE. Cette étude en soufflerie est réalisée par Sofia Fellini doctorante polytech de Turin sous l’encadrement de Pietro Salizzoni et Massimo Marro.
Pour connaitre la qualité de l’air dans votre ville, une application basée sur les logiciels SIRANE et CHIMERE (un autre outil de modélisation conçu par l’INERIS) a été développée pour les smartphones par Atmo Auvergne‐Rhône‐Alpes : airtogo
