Chaînes de modélisation pour l'estimation des émissions de polluants et de gaz à effet de serre à différentes échelles

This work aimed to evaluate the feasibility and relevance of chain models for the estimation of air pollution related to traffic at different scales. The project was first led to the creation of a state of the art modelling tools of different phenomena (traffic, emissions , atmospheric dispersion, stormwater) , putting highlight the difficulty of integration models , because many questions related to spatio-temporal scales, domains of validity, consistency among models and interfaces between models remain open. This state of the art has two chains modelling, static and dynamic approaches. These chains models were tested for validation of partial configurations: 1 - Coupling traffic / emissions : Simulation in urban areas (Cours Lafayette , Lyon) using the dynamic model Symuvia in connection with a instantaneous model ( Phem ) and a model average speed ( Copcete ) ; 2 - Coupling emission / air quality and deposition on the A31 freeway, Metz ( model development and transfer of particles) 3 - Coupling deposit / water quality: develop a model for calculating deposit based on traffic and simulation the spread of pollution in sub-watersheds on Grigny (2010) with SWMM model. 4 - Coupling traffic / emission / air quality , implementation of the bypass Grenoble ( project Mocopo ) for detailed validation of the emissions / air 5 - Coupling traffic / emission / air quality and water: full chain modeling to estimate the impact of local traffic on air and water quality in the Grigny catchment (2012). Overall, the link between traffic emissions, atmospheric deposition and the contamination of water runoff in urban areas has not been treated yet in a comprehensive manner. The aim of this study is to review the current status of the relationships between traffic, emissions and air and water quality models, to recommend an integrated modeling, highlighting many limitations and precautions to embodiment of this chain, and the need of strong experimental evidence for the validation of the set.Ces travaux avaient pour objectif d'évaluer la faisabilité et pertinence de chaînes de modèles pour l'estimation de la pollution de l'air liée au trafic à différentes échelles. Le projet a d'abord permis la réalisation d'un état de l'art des outils de modélisation des différents phénomènes (trafic, émissions, transferts atmosphériques (qualité de l'air) et hydrauliques (qualité de l'eau)), mettant en exergue la difficulté de l'intégration des modèles, en raison de problématiques spécifiques (eau, air), de difficultés liées aux échelles, de limites et lacunes des modèles. Cet état de l'art a permis de configurer deux chaînes de modélisation, l'une statique et horaire, la seconde envisageant une approche dynamique. Des outils automatisés d'interfaçage ont été développés. Ces chaines de modèles ont été testées pour validation sur des configurations partielles : 1- Couplage trafic / émissions : Simulation en zone urbaine (Cours Lafayette, Lyon) utilisant le modèle dynamique Symuvia en lien avec un modèle instantané (Phem) et un modèle de vitesse moyenne (Copcete) ; 2- Couplage émission / qualité de l'air et dépôt sur l'autoroute A31, Metz (et développement d'un modèle de transfert des particules), 3- Couplage dépôt / qualité de l'eau : développer un modèle de calcul de dépôt en fonction de trafic et simulation par SWMM de la propagation des pollutions dans les sous-bassins versants sur une zone expérimentale de Grigny (2010). 4- Couplage trafic / émission / qualité de l'air, application sur la rocade de Grenoble (projet Mocopo) pour validation fine de la partie émissions / air 5- Couplage trafic / émission /qualité de l'air et l'eau : chaîne de modélisation complet afin d'estimer l'impact de trafic local sur qualité de l'air et l'eau dans le bassin versants de Grigny (2012). Au global, ce projet aura permis une avancée significative dans la connaissance et l'intégration de l'ensemble des modèles permettant le calcul des nuisances atmosphériques et pollution de l'eau dues au trafic, mettant en avant de nombreuses limites et précautions nécessaires à la réalisation de cette chaîne, ainsi que la nécessité de données expérimentales robustes pour la validation de l'ensemble