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Vendredi 3 décembre 2021, soutenance de thèse d’Enzo LE BOUEDEC - 14h00, Amphithéâtre K118, LEGI, site Bergès

Circulation atmosphérique hivernale dans le bassin Grenoblois : caractérisation et impact sur la qualité de l’air

Encadrants
- Mme Chantal Staquet
- M. Charles Chemel

Résumé

Ce travail de thèse porte sur le transport et la distribution spatiale de polluants de type particules fines dans la vallée alpine de Grenoble en hiver. Il est motivé par l’impact sanitaire de l’exposition à la pollution dans la vallée, qui se fait sur un temps long.

Temps long et échelles spatiales de la vallée ne pouvant être pris en compte simultanément dans le cadre d’une étude détaillée du transport de polluants, la première partie du travail de thèse concerne la recherche de types de temps à l’échelle synoptique qui puissent être chacun associés à une dynamique caractéristique dans la vallée de Grenoble. Pour obtenir cette décomposition en type de temps, des méthodes classiques (ACP+Kmeans) et moins classiques (réseau de neurones LSTM convolutifs) sont comparées. L’introduction de la composante temporelle ainsi que des contraintes reliant les échelles synoptiques et locales sont aussi étudiées. Il en résulte que, si un nombre restreint de type de temps est recherché, seul celui correspondant au blocage anticyclonique hivernal semble produire une réponse locale caractéristique.

Dans la seconde partie du travail de thèse, l’impact de la variabilité au sein du type de temps blocage anticyclonique hivernal sur cette réponse locale est étudié, via la simulation de quatre épisodes présentant des caractéristiques différentes. Des Simulations des Grandes échelles à haute résolution (jusqu’à 100 mètres environ de résolution horizontale) sont menées pour cela, qui permettent de capturer la dynamique atmosphérique en terrain complexe. Le cadastre d’émission implémenté dans le modèle numérique permet, en combinaison avec la dynamique, d’avoir une représentation spatiale fine de la pollution atmosphérique.

D’un point de vue dynamique, il ressort que la circulation atmosphérique en fond de vallée est très homogène d’un épisode sur l’autre et pilotée par les effets thermiques. A l’inverse, la hauteur de l’inversion thermique et la structure verticale des vents de vallées dépendent des conditions synoptiques. Concernant la pollution atmosphérique, la dynamique dominante en fond de vallée conduit à de fortes hétérogénéités spatiales dont la localisation ne dépend pas de l’épisode considéré.