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César Gobeil
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1 SOMMAIRE SYNTHESE DE L ETUDE... 3 I. OBJECTIF... 3 II. FLUX MODELISES... 3 III. RESULTATS OBTENUS... 3 DETAIL DE L ETUDE... 4 I. CONTEXTE... 4 II. METHODOLOGIE... 4 A- Caractéristiques générales des modèles gaussiens... 4 B- ADMS 4 version III. MISE EN PLACE DU MODELE... 5 A- Zone d étude... 5 B- Phénomènes pris en compte dans la modélisation... 6 C- Topographie... 6 D- Points spécifiques... 6 E- Caractéristiques des sources... 6 F- Caractéristiques des émissions... 7 G- Conditions météorologiques ) Données météorologiques annuelles ) Représentativité des données... 8 IV. RESULTATS... 9 A- Concentration à hauteur d homme (1,5m) ) Ethylbenzène ) Ammoniac ) Nickel ) Acide fluorhydrique B- Concentration au sol (0m) ) Zinc Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 1

2 Intitulé : Modélisation de dispersion des rejets atmosphériques dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Nature du document : Rapport final Indice 1 Diffusion : PRISMA INDUSTRIE ENVIRONNEMENT SECURITE Nom et fonction du rédacteur : Laurent SOSSNA Chargé de Projet Environnement Nom et fonction du vérificateur : Marie CHARMEL Directrice Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 2

3 SYNTHESE DE L ETUDE I. OBJECTIF L étude prend place dans le cadre de la réalisation de l Evaluation du Risque Sanitaire du site de Pure de la société Prisma. Elle permet d étudier la dispersion atmosphérique des polluants traceurs retenus. II. FLUX MODELISES Les flux modélisés sont rappelés dans le tableau ci-dessous : Polluants traceurs Flux modélisés en g/h en kg/an 1 Ethylbenzène ,1 Ammoniac ,16 Zinc 46,8 292,83 Nickel 36,8 230,26 Acide fluorhydrique ,85 III. RESULTATS OBTENUS Les résultats obtenus sont synthétisés dans le tableau ci-dessous : En pollution atmosphérique En retombée atmosphérique Polluants traceurs Concentrations en µg/m 3 Ethylbenzène 2,4 Ammoniac 1,6 Nickel 0,1536 Acide fluorhydrique 0,0927 Polluant traceur Concentrations En µg/m²/s µg/m²/j mg/m²/an Zinc 0,017 1, Sur la base d un fonctionnement de 24h/24h et 5j/7j Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 3

4 DETAIL DE L ETUDE I. CONTEXTE Le site de la société Prisma est une entreprise située sur la commune de Pure, dans les Ardennes, et spécialisée dans le traitement de surface et la mise en peinture de pièces métalliques à destination du marché automobile. A ce titre, elle dispose d installations qui émettent des rejets atmosphériques (aspiration des bains de traitement, atelier peinture, ). L objectif de cette étude est d évaluer l impact sanitaire des rejets atmosphériques des activités de l entreprise. II. METHODOLOGIE A- Caractéristiques générales des modèles gaussiens Ces modèles ont été développés pour calculer la dispersion d'un panache à partir d'une source ponctuelle (Hanna, 1982). Les phénomènes sont décrits par des équations différentielles issues de la mécanique des fluides (US EPA, 1996 GUZZO, 1998 ENSP, 2001). Les équations de diffusion sont, par exemple, dérivées de la loi de Fick. Les «écarts type de la distribution» ou «coefficients de distributions empiriques» tiennent compte de la turbulence atmosphérique et de la topographie pour représenter le panache de polluant. B- ADMS 4 version 4.2 ADMS est un modèle gaussien, dit de seconde génération, qui utilise notamment des approches différentes de l'estimation de la turbulence et de l'écart-type. Il est développé et commercialisé par le CERC (Cambridge Environnemental Research Consultants Ltd) et est à la pointe des dernières mises à jour scientifiques en matière de modèles gaussiens ( ADMS a été validé par l'outil européen de référence (Model Validation Kit, comparaison par des mesures sur site). Il est reconnu et recommandé par l'us EPA. Les principales caractéristiques techniques d'adms 4 version 4.2 portent sur : - une description en 3 D de la couche limite atmosphérique (description continue et verticale de l'atmosphère qui prend en compte la rugosité du sol et sa température), - un calcul des profils verticaux des paramètres météorologiques en fonction de l'occupation du sol et de sa topographie, - un calcul de dispersion pour chaque donnée météorologique horaire (calcul de l'évolution diurne de la couche limite), - une intégration des effets aérodynamiques générés par les obstacles naturels et artificiels, Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 4

- un modèle intégral de la trajectoire du panache en sortie de cheminée, fonction des paramètres d'émission et des conditions atmosphériques (calcul des effets de sillage des cheminées de diamètre

5 - un modèle intégral de la trajectoire du panache en sortie de cheminée, fonction des paramètres d'émission et des conditions atmosphériques (calcul des effets de sillage des cheminées de diamètre important), - une prise en compte des vents calmes, - une assimilation de l'ensemble des NO x à du NO 2 ("NO x équivalents NO 2 "). III. MISE EN PLACE DU MODELE A- Zone d étude La société Prisma est implantée dans les Ardennes, sur la commune de Pure. Le choix de l aire d étude est fonction de la zone d influence des panaches de la modélisation des rejets atmosphériques réalisée. La zone d étude représente un carré de 2 km x 2 km, centré sur le site. Prisma Aire d étude Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 5

6 B- Phénomènes pris en compte dans la modélisation Les phénomènes pris en compte dans la modélisation sont détaillés et commentés ci-après : Phénomènes physiques Prise en compte par la modélisation Commentaires Météorologie locale Données tri-horaires sur une année entière Traitement spécifique des conditions météorologiques convectives (rabattement des panaches près du sol) Trajectoires gaussiennes «obliques» en situation convective Surélévation des panaches à l'émission Nature des sols rencontrés Nature particulaire des poussières et métaux Variabilité temporelle des émissions Effet de la topographie (relief) sur la dispersion des panaches Modèle intégral de trajectoire 3D en sortie de cheminées Hauteur de rugosité de 0,8 (caractéristique des périphéries urbaines peu denses) Prise en compte du dépôt sec (chute par gravité) et humide (lessivage par les précipitations) Fonctionnement des installations 24h/j Fonctionnement 5j/7j (arrêt uniquement le weekend) Le modèle de dispersion est couplé au modèle d'écoulement des fluides FLOWSTAR. Ce modèle recalcule des champs de vent et de turbulence en 3D sur tout le domaine Phénomènes physiques pris en compte C- Topographie Le relief de la zone d étude est faiblement prononcé. Les turbulences associées sont donc négligeables. D- Points spécifiques Aucun point spécifique n a été retenu. Les concentrations retenues correspondent aux valeurs maximales obtenues lors de la modélisation. E- Caractéristiques des sources Les caractéristiques des différentes sources d émissions atmosphériques sont présentées en page suivante. Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 6

7 N d émissaire Hauteur (en m) Diamètre (en mm) Vitesse d éjection (m/s) Température ( C) 1 18, F- Caractéristiques des émissions Les caractéristiques des émissions sont présentées dans le tableau ci-dessous : FLUX (en g/h) Polluants Cheminée n Ethylbenzène Acide fluorhydrique Ammoniac Nickel ,15 4,15 13,5 Zinc ,15 4,15 13,5 10 Flux modélisés Polluants traceurs Flux modélisés en g/h en kg/an 2 Ethylbenzène ,1 Ammoniac ,16 Zinc 46,8 292,83 Nickel 36,8 230,26 Acide fluorhydrique ,85 Flux totaux modélisés G- Conditions météorologiques 1) Données météorologiques annuelles L'étude s'est appuyée sur les paramètres météorologiques mesurés à fréquence horaire au cours de l'année 2003 par Météo France. Les données (sauf la nébulosité, non disponible, et qui provient de la station de Belval) proviennent de la station de Douzy, située à environ 10 km de la commune de Pure. 2 Sur la base d un fonctionnement de 24h/24 et 5j/7 Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 7

$La rose des vents est présentée ci-dessous : c:\docume~1\gnat\mesdoc~1\adms\fa5\données\rdvdouzy.$

8 La rose des vents est présentée ci-dessous : c:\docume~1\gnat\mesdoc~1\adms\fa5\données\rdvdouzy.met (knots) Wind speed (m/s) Rose des vents 2) Représentativité des données La rose des vents utilisée pour la modélisation est comparée à celle de la station de Douzy pour la période d enregistrement de 2002 à Les roses des vents étant similaires, les données utilisées pour la modélisation sont représentatives des conditions météorologiques de la zone d étude. Rose des vents Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 8

9 IV. RESULTATS Chaque carte matérialise les courbes d'iso-concentration ainsi que l'échelle de visualisation. A- Concentration à hauteur d homme (1,5m) 1) Ethylbenzène La concentration maximale d éthylbenzène obtenue est de 2,4 µg/m 3. Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 9

10 2) Ammoniac La concentration maximale d ammoniac obtenue est de 1,6 µg/m 3. 3) Nickel La concentration maximale de nickel obtenue est de 0,1536 µg/m 3. Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 10

11 4) Acide fluorhydrique La concentration maximale d acide fluorhydrique obtenue est de 0,0927 µg/m 3. B- Concentration au sol (0m) 1) Zinc La concentration maximale de zinc obtenue est de 0,017 µg/m 2 /s. Modélisation dans le cadre d une Evaluation du Risque Sanitaire Page 11

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