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Sommaire: Simulation de la reactivite d’un polluant
Introduction Générale
Chapitre I Généralités Sur La Pollution Atmosphérique
I.1- Introduction
I.2- L’atmosphère terrestre
I.2.1- Structure de l’atmosphère
I.2.2- Nature et dynamique de la basse atmosphère
I.2.3- Composition chimique
I.3- La pollution atmosphérique
I.3.1- Les échelles spatiales de pollution
I.3.2- Les principaux polluants
I.4.1-Émission des polluants
I.4- Dispersion des polluants en atmosphère
I.4.2-Transport des polluants
I.5- Les différentes approches pour modéliser la pollution atmosphérique
I.5.1- L’approche Eulérienne
I.5.2- L’approche Lagrangienne
I.5.3- Le couplage : modèles sous mailles
I.5.4 – Les modèles épisodiques
I.6- Les modèles numériques existants de Chimie- Transport
Chapitre II Dynamique De La Couche Limite Atmosphérique
II.1 – Introduction
II.2 – Description de la turbulence dans la CLA
II.2.1-Turbulence dans la CLA
II.3-Les principales modélisations de la turbulence
II.3.1- La simulation numérique directe (DNS)
II.3.2- La simulation des grandes échelles (LES)
II.3.3-La simulation des équations de Navier Stokes moyennées (RANS)
II.4- Outils pour la modélisation
II.4.1- Moyenne d’ensemble
II.5- Equations moyennées
II.5.1- Rappel des équations instantanées
II.5.2- Les équations du mouvement moyen
II.5.3- Les équations du mouvement fluctuant
III.5.4- Le problème de la fermeture
Chapitre III Chimie De La Couche Limite Atmosphérique :
Transport De Masse Et Cinétique Chimique
III.1- Introduction
III.2- Description des équations générales pour la chimie
III.2.1- Les équations de transport
III.3- Cinétique chimique
III.3.1- Vitesse de réaction
III.3.2- Equation de vitesse de Guldberg et Waage
III.3.3- Recherche de l’ordre global d’une réaction
III.3.4- Paramètres influençant la vitesse de réaction
III.3.5- Influence de la température sur la vitesse de réaction
II.3.6- Energie d’activation
III.3.7- Mécanisme réactionnel
III.3.8- Théorie de collision
III.3.9- Loi de vitesse d’une réaction complexe
III.4-Photochimie
Chapitre IV modèle numérique
IV.1-Introduction
IV.2- Méthodes des différences finies
IV.3- Discrétisation de l’équation générale de transport
IV.4- Méthode des volumes finis
IV.5- Méthode des éléments finis
IV.6- Discrétisation numérique
IV.7- Algorithme de résolution des équations discrétisées
Chapitre V résultats et discussion
V.1- Formulation du problème
V.2- Modèle mathématique
V.3- Conditions aux limites
V.4- Discussions des résultats de simulation
V.4.1- Profils des lignes de courants
V.4.2- Profils de vitesses moyennés
V.4.3- L’énergie cinétique turbulente
V.4.4- Profils de contrainte de Reynolds
V.4.5- Température
V.4.6- Evolution de la concentration en fonction du temps des différents constituants de la réaction des NOx
conclusion
Annexe
Extrait du mémoire Simulation de la reactivite d’un polluant
Chapitre I Généralités Sur La Pollution Atmosphérique
I.1- Introduction :
Les besoins ressentis dans le domaine de la qualité de l’air (estimer la pollution hors des zones couvertes par la mesure, définir des mesures de réduction des émissions de polluants en cas de dépassement des seuils d’alerte et prévoir la pollution), et la complexité des phénomènes de pollution (en particulier due à la non linéarité du système chimique), ont incité les scientifiques à développer des modèles déterministes de simulation de la qualité de l’air. En outre, la prévision de la pollution est d’un intérêt scientifique majeur dans la mesure où une bonne prévision est le résultat d’une bonne compréhension des processus chimiques et physiques mis en jeu.
Simulation de la reactivite d’un polluant
I.2- L’atmosphère terrestre :
I.2.1- Structure de l’atmosphère :
L’atmosphère terrestre se découpe habituellement en couches délimitées par des niveaux caractéristiques à des altitudes déterminées par la variation du gradient de température. En partant du sol vers les pressions faibles (Fig. I.1), on distingue notamment la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, suivie de la thermosphère (figure 1.1). On divise les basses couches atmosphériques (altitude inférieure à 10 Km) en deux parties distinctes :
• La couche libre : la partie supérieure de la troposphère. Le vent y est déterminé par de grands mouvements d’ensemble à l’échelle de la planète et est appelé vent géostrophique. Il résulte de l’équilibre entre les forces de gradient de pression et la force de Coriolis due à la rotation de la Terre ;
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• La couche limite atmosphérique (CLA) : la partie proche de la surface terrestre. Le sol y perturbe l’écoulement de l’air et donne naissance à une forte agitation appelée turbulence. La variation diurne du rayonnement solaire y est directement perceptible d’un point de vue thermique.
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