Etude d

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Etude dimpact du Centre deProduction
Thermiquede Porcheville (78)

• Victor.Winiarek_at_cerea.enpc.fr
• CEREA
• Centre dEnseignement et de Recherche
  Environnement Atmosphérique
• Laboratoire Commun ENPC-EDF RD

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Objectifs

• évaluer lincidence de divers scénarios de
  fonctionnement du CPT de Porcheville sur la
  qualité de lair en région parisienne dans un
  rayon dune centaine de kilomètres.
• Polluants NOx, SO2, PM10 (PM2.5)
• Deux axes détude
• Vision générale cartes de moyennes,
• Vision réglementaire autour des normes
  réglementaires (percentiles, seuils
  dinformation, seuils dalerte)

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Présentation de Polyphemus

• Polyphemus est une plateforme de simulation de la
  qualité de lair
• Plusieurs modélisations eulérienne, gaussienne
• Plusieurs paramétrisations pour les phénomènes
  physiques (dépôts, lessivages, diffusion
  turbulente, schémas chimiques, émissions, )
• Mallet et al., Technical Note The air quality
  modeling system Polyphemus, Atmos. Chem. Phys.,
  7, 5479-5487, 2007.
• Modélisation eulérienne offline
• Preprocessing librairie C AtmoData pour les
  paramétrisations des phénomènes physiques
• Simulation chimie-transport Polair3D
• Postprocessing librairie python AtmoPy pour la
  manipulation des résultats (visualisation,
  validation, )

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Résultats proposés

• Vision densemble
• Cartes de moyennes de concentrations, de moyennes
  de différences.
• Cartes de maximums de concentrations, de maximums
  de différences.
• Vision réglementaire
• En des points précis (stations dobservations et
  de surveillance), impact des scénarios de
  fonctionnement de la centrale sur les valeurs
  suivies réglementairement pour chaque polluant
  (percentiles, nombre dheures de dépassement de
  seuils).
• Éventuellement combiner les deux visions cartes
  de percentiles ou cartes dheures de dépassement.

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Configurations de létude

• Les domaines détude
•  régional large  rectangle de 80 km x 90 km
  (mailles 5-6 km)
•  régional fin  rectangle de 16 km x 11
  km (mailles 1 km)
• Périodes de simulation
• une année, à terme cinq.

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Champs météorologiquesConditions aux limites

• Modèle méso-échelle MM5
• Maîtrise des résolutions spatiales (suffisamment
  fines 1-2 km) et temporelles (1h).
• Champs consistants les données dentrée sont
  des analyses NCAR-NCEP nudging à partir
  dobservations NCAR.
• Liberté sur les droits dutilisation.
• Les concentrations aux limites des domaines sont
  issues de simulations à plus grande échelle
  (niveau européen) par une méthode de nesting
  one-way (interpolations aux bords).

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Cadastres démissions de polluants

• Contrairement aux outils habituellement utilisés
  pour des études dimpact (gaussiens), Polair3D
  peut prendre en compte les sources démissions
  autres que le CPT et les intégrer au calcul de
  chimie-transport.
• Nécessite des inventaires démissions
• EMEP (résolution 50 km x 50 km).
• Airparif (1 km x 1 km), uniquement sur
  lIle-de-France.
• Dans un futur proche, 1 km x 1 km sur toute la
  France.

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Scénarios démissions du CPT

• Deux stratégies possibles
• Fonctionnement continu. Avantage on balaie
  toutes les conditions météorologiques.
• Fonctionnement épisodique. Avantage on simule
  un comportement plus proche de la réalité.
• Pour cette étude, 4 scénarios
• 450 h PCN, fioul TTBTS
• 450 h PCN, fioul TTTBTS
• 450 h PCN, fioul TTTBTS SCR
• 600 h PCN, fioul TTTBTS 4 x SCR

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Le modèle Polair3D

• Advection (transport par le vent)
• Diffusion (transport par la turbulence)
• Chimie (RACM 72 espèces gazeuses
• SIREAM 17 espèces daérosols)
• Temps de calcul
• Environ 24 h de calcul pour le preprocessing
• Environ six jours de calcul par scénario pour un
  an simulé avec polair3d-siream
• Depuis peu, polair3d-siream est parallélisé, on
  peut donc envisager dans un futur proche des
  temps de calculs inférieurs à condition davoir
  les capacités de calculs adéquates.

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Résultats (1)vision globale NO2 en moyenne
Concentration moyenne Scénario  sans CPT 
Différence de concentrations moyennes entre le
scénario  450h TTBTS  et le scénario  sans
CPT 
Différence de concentrations moyennes entre le
scénario  600h fioul TTTBTS 4 x SCR  et le
scénario  sans CPT 
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Résultats (2)vision globale NO2 en max
Concentration moyenne Scénario  sans CPT 
Différences maximales des concentrations horaires
entre le scénario  450h TTBTS  et le scénario
 sans CPT 
Différences maximales des concentrations horaires
entre le scénario  600h fioul TTTBTS 4 x
SCR  et le scénario  sans CPT 
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Résultats (3) vision globale SO2 en moyenne
Concentration moyenne Scénario  sans CPT 
Différence de concentrations moyennes entre le
scénario  450h TTBTS  et le scénario  sans
CPT 
Différence de concentrations moyennes entre le
scénario  450h fioul TTTBTS et le scénario
 sans CPT 
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Résultats (4)vision globale SO2 en max
Concentration moyenne Scénario  sans CPT 
Différences maximales des concentrations horaires
entre le scénario  450h TTBTS  et le scénario
 sans CPT 
Différences maximales des concentrations horaires
entre le scénario  450h fioul TTTBTS  et le
scénario  sans CPT 
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Résultats (5) vision réglementaire NO2
Station Porcheville Scénario de référence  sans CPT  450 h fioul TTBTS 450 h fioul TTTBTS 450 h fioul TTTBTS SCR 600 h fioul TTTBTS 4 x SCR
Moyenne 32.09 32.12 32.12 32.12 32.11
P100 horaires 127.88 127.73 127.73 127.73 127.73
P99.8 horaires 100.58 100.58 100.58 100.58 100.58
Seuil dinformation (h) 0 0 0 0 0
Seuil dalerte (h) 0 0 0 0 0
Maximum des différences horaires - 51.31 51.3 40.91 34.91
Maximum des différences journalières - 5.45 5.45 4.21 3.56
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Résultats (6) vision réglementaire NO2
Station Boissy-Mauvoisin Scénario de référence  sans CPT  450 h fioul TTBTS 450 h fioul TTTBTS 450 h fioul TTTBTS SCR 600 h fioul TTTBTS 4 x SCR
Moyenne 24.16 24.21 24.21 24.19 24.2
P100 horaires 166.57 169.52 169.36 168.12 167.9
P99.8 horaires 98.4 103.5 103.5 100.29 99.83
Seuil dinformation (h) 0 0 0 0 0
Seuil dalerte (h) 0 0 0 0 0
Maximum des différences horaires - 60.8 60.75 47.92 39.46
Maximum des différences journalières - 8.41 8.4 6.51 5.32
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Conclusions

• En moyenne, limpact se révèle faible quel que
  soit le polluant considéré, en accord avec les
  niveaux démissions.
• Limpact est également faible sur les valeurs
  réglementaires (percentiles, ) quel que soit le
  polluant et quelle que soit la station
  dobservation considérée.
• Épisodiquement et localement, limpact peut
  éventuellement être important mais sans dépasser
  les seuils dalerte en général.

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Perspectives

• Sur-hauteurs prendre en compte les vitesses et
  les températures déjection en sortie de
  cheminées pour évaluer une hauteur démissions
  (fin 2008)
• Interface graphique (fin 2008)
• Métaux lourds (fin 2008 début 2009)
• Plume-in-grid mettre en place et valider un
  modèle sous-maille, capable de modéliser les
  centrales thermiques comme sources ponctuelles
  avec un panache gaussien (courant 2009)
• Nesting automatiser les liens entre les
  simulations sur des domaines imbriqués (courant
  2009)