Le travail de thèse de Gabriele Arduini, qui portait sur la modélisation numérique d’une atmosphère stable en terrain complexe (Arduini et al 2020), a été poursuivi par Julian Quimbayo pour étudier le transport de polluants résultant de la circulation des vents en fond de vallée. Une topographie et une atmosphère idéalisées ont tout d’abord été considérées (Quimbato-Duarte et al 2019) avant de simuler le transport de polluants en vallée de l’Arve durant l’épisode anticyclonique hivernal considéré par Arduini et al (2020). Là encore, il s’est agi d’un travail novateur car les polluants (considérés comme chimiquement passifs) ont été émis de façon réaliste en implémentant, dans le modèle numérique, le cadastre des émissions de particules fines (PM10) fourni à notre équipe par l’observatoire de qualité de l’air de la région Auvergne Rhône-Alpes. Un très bon accord entre les concentrations de PM10 mesurées aux stations de qualité de l’air et simulées numériquement a été obtenu. Ce travail a également permis d’établir une carte des zones ventilées ou stagnantes à partir de la seule connaissance du champ de vitesse horizontal en chaque point de grille (voir figure). Des polluants ne doivent pas être émis dans une zone stagnante. La figure ci-dessous montre que la vallée de l’Arve autour de Passy est dans une zone stagnante (car le vent y est très faible et non perturbé par les vents des vallées affluantes). Ce résultat important explique la pollution persistante observée dans cette partie de la vallée de l’Arve lors d’épisodes anticycloniques hivernaux. L’expertise ainsi acquise sur le transport de polluants en vallée alpine a permis à notre équipe de participer à un article collectif de revue sur le sujet (Giovannini et al 2020).
Figure : carte présentant les zones sujettes à la stagnation critique (CS), à la stagnation (S), à la recirculation (R) et à la ventilation (V) en fond de vallée de l’Arve et jusqu’à 1500 m d’altitude. L’indicateur tracé est moyenné sur une période de 6 heures et sur les 10 premiers mètres au-dessus du sol. Les contours noirs indiquent les zones urbaines dans le domaine. La partie de la vallée autour de Passy (marqué par un point jaune) est dans une zone de stagnation critique.
Références
QUIMBAYO-DUARTE, C STAQUET, C CHEMEL, G ARDUINI 2019 Impact of along-valley orographic variations on the dispersion of passive tracers in a stable atmosphere. Atmosphere 10 (4), 225.
QUIMBAYO-DUARTE J., CHEMEL C., STAQUET C., TROUDE F., ARDUINI G. 2021 Drivers of severe air pollution events in a deep valley during wintertime : a case study from the Arve river valley, France. Atmospheric Environment, 247, 118030.
GIOVANNINI L., FERRERO E., KARL T., ROTACH M.W., STAQUET C., TRINI CASTELLI S., ZARDI D. 2020 Atmospheric pollutant dispersion over complex terrain : Challenges and needs for improving air quality measurements and modeling. Atmosphere11 (6), 646.