Société d'Étude de l'Environnement

SEDE SA

Polytox

Modélisation de la dispersion des polluants

POLYTOX (Version 2.0) est un modèle général de calcul des concentrations de polluants au sol à partir de cadastres d'émissions de polluants atmosphériques primaires et de caractéristiques météorologiques.

Exemple d'immissions de PM10 simulées à l'aide de Polytox

Applications

Etudes d'impact d'usines, dimensionnement de cheminées, implantation de centres commerciaux, construction de routes. Analyses urbaines et régionales de la qualité de l'air : plans d'assainissement, cartes d'évolution.

POLYTOX apporte une connaissance spatiale sur l'ensemble de l'agglomération de la qualité de l'air, à partir d'un ou de quelques postes de mesures. Il est un outil de prévision, permettant de définir une stratégie politique à court (situations d'urgence) et à long terme.

Bases et points forts du modèle POLYTOX

Le modèle POLYTOX est adapté à l'échelle de l'agglomération, d'une région. Son application dans de nombreuses études d'impact, en Suisse et à l'étranger, et son intégration à une stratégie d'assainissement de la pollution urbaine dans différentes agglomérations suisses a prouvé son utilité et la cohérence de ses résultats avec les mesures.

Il s'agit d'un logiciel de type multiboîte non stationnaire, où la concentration des polluants est uniforme par boîte. Pour résoudre les équations d'advection/diffusion, POLYTOX suit la méthode "particle in cell" selon laquelle la vitesse de diffusion n'est pas dépendante du gradient de concentration mais est déterminée en fonction de l'état de turbulence de l'atmosphère.

Cette méthode permet de simplifier les équations d'advection/diffusion et de résoudre un système à différences finies. Elle a l'avantage de s'appliquer à des cas non stationnaires sans vent où le transport de masse n'est dû qu'aux vitesses d'échange entre boîtes.

Par conditions météorologiques déterminées (champ de vent et vitesses de diffusion tridirectionnelles), le transport et la diffusion des polluants sont calculés à chaque pas de temps, jusqu'à atteindre un état stationnaire ou la durée limite de l'épisode considéré. Polytox permet le calcul de moyennes court terme à partir d'un ou de plusieurs épisodes - fournissant des moyennes journalières ou sur quelques jours -, adaptées aux mesures d'urgence. Il peut également calculer des moyennes annuelles à partir d'un grand nombre d'épisodes, grâce aux temps de calcul réduits par la simplification des équations d'advection/diffusion.

L'utilisation du modèle nécessite de bonnes connaissances en météorologie, plus particulièrement des conditions de dispersion des polluants - stabilité de l'air, hauteur de la couche de mélange, profil vertical du vent. L'évolution météorologique d'une année est représentée par un ensemble d'épisodes météorologiques. Ces épisodes, caractérisés par des conditions de transport/dispersion particulières, sont affectés à une saison de l'année, un moment dans la journée, un type de temps, dont dépendent également les émissions qui, pour la plupart, varient dans le temps. Dans la mesure où l'on cherche à calculer l'impact d'un projet sur une longue période, la détermination des caractéristiques météorologiques des épisodes nécessite au minimum une année de données de vent et de température..

POLYTOX est adapté à des polluants stables comme le SO2. Il tient également compte de l'oxydation du NO en NO2 et des poussières fines secondaires créées par conglomérat de composés organiques volatils. Il ne n'est pas adapté à des polluants secondaires découlant d'une chimie complexes, dont l'ozone.