Modélisation de la qualité de l'air

L’expertise du CEREA en matière de modélisation de la qualité de l’air vise à mieux comprendre et modéliser le lien entre émissions et concentrations de polluants atmosphériques, afin d’évaluer les impacts de ces pollutions et les stratégies de remédiation avec des modèles numériques performants. 
Le CEREA développe des outils pour représenter finement les différents processus impliqués dans la formation des aérosols atmosphériques, ainsi que les hétérogénéités des concentrations de polluants en zones urbanisées ou autour de zones fortement émettrices comme les sites industriels. 

Les travaux de recherche se concentrent sur l'amélioration de la modélisation des hétérogénéités urbaines à l'aide de modèles locaux réduits (tel que le modèle de réseaux de rues MUNICH) couplés à des modèles régionaux de chimie transport (CHIMERE, Polair3D/Polyphemus). Ce type d’approche permettant de simuler une ville entière, en tenant compte des hétérogénéités dues au trafic, à la végétalisation etc. Les concentrations de plusieurs polluants présentent des grandes variabilités spatiales et temporelles. Nous avons ainsi montré que l'exposition des personnes à ces polluants est beaucoup plus élevée si les hétérogénéités urbaines sont prises en compte que si elles ne le sont pas. 
Une grande partie des impacts de la pollution sur la santé sont dus aux aérosols, largement formés dans l'atmosphère. Ces derniers sont constitués de plusieurs types de composés, dont des polluants émergents, comme les composés organiques, et de différentes tailles, comme les particules ultrafines, qui pourraient être particulièrement nocives pour la santé. Pour la modélisation des aérosols, nous développons avec l’INERIS le modèle de boîte « SSH-aerosol » qui peut être facilement couplé avec des modèles 3D (e.g. Polair3D/Polyphemus, MUNICH, code_saturne, OpenFoam, CHIMERE), et dont la modularité offre suffisamment de flexibilité pour adapter la complexité de la modélisation à l'application étudiée. Les processus gouvernant la dynamique des aérosols peuvent y être représentés avec plus ou moins de finesse (formation particules ultrafines, propriétés des aérosols organiques, état de mélange des particules etc).