Contribution à l'étude du transfert des polluants gazeux entre le sol et les environnements intérieurs des bâtiments PDF Download
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Author: Malya Abdelouhab
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Book Description
Les outils d'évaluation des risques liés au transfert des polluants gazeux du sol vers les environnements intérieurs comportent de fortes incertitudes quant à la connaissance de certains paramètres et notamment ceux relatifs à l'interface sol-bâtiment : prise en compte des différentes typologies de soubassement, niveau de perméabilité des planchers bas. Ces incertitudes conduisent à une mauvaise estimation de l'impact de ces polluants gazeux sur la qualité d'air intérieur.Afin de contribuer à l'amélioration des modèles d'évaluation pour la gestion des risques vis-à-vis des pollutions gazeuses venant du sol, cette thèse présente dans une première partie, une méthodologie de développement de modèles analytiques adaptés à la prise en compte de différents soubassements, afin de mieux appréhender le transfert de polluants gazeux entre le sol et le bâtiment. Ces modèles ont été développés sur la base d'une analogie avec le transfert des flux de chaleur entre le sol et le bâtiment. Ils traitent, tout particulièrement, des transferts d'air convectifs au niveau de l'interface sol-bâtiment pour différentes typologies de soubassement. Parla suite, les modèles analytiques développés ont été intégrés dans un modèle aéraulique des bâtiments afin d'étudier l'impact des différentes typologies de soubassement sur l'entrée de polluants du sol et donc sur la qualité d'air intérieur résultante.En parallèle, des travaux expérimentaux ont été entrepris afin de compléter la connaissance actuelle relative à la perméabilité à l'air des bétons fissurés, pour laquelle un manque de données a été constaté. D'autre part, les débits d'air convectifs allant du sol vers le bâtiment ont également été quantifiés de façon expérimentale à l'aide de la maison expérimentale 'MARIA' dont dispose le CSTB. Ce type de quantification constitue une première base de données expérimentale.Enfin, une dernière partie de cette thèse traite de la réalisation d'un suivi expérimental annuel des performances d'un Système de Dépressurisation des Sols naturels, dans le but d'optimiser à terme les solutions de protection des bâtiments vis-à-vis des polluants gazeux du sol.
Author: Malya Abdelouhab
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Les outils d'évaluation des risques liés au transfert des polluants gazeux du sol vers les environnements intérieurs comportent de fortes incertitudes quant à la connaissance de certains paramètres et notamment ceux relatifs à l'interface sol-bâtiment : prise en compte des différentes typologies de soubassement, niveau de perméabilité des planchers bas. Ces incertitudes conduisent à une mauvaise estimation de l'impact de ces polluants gazeux sur la qualité d'air intérieur.Afin de contribuer à l'amélioration des modèles d'évaluation pour la gestion des risques vis-à-vis des pollutions gazeuses venant du sol, cette thèse présente dans une première partie, une méthodologie de développement de modèles analytiques adaptés à la prise en compte de différents soubassements, afin de mieux appréhender le transfert de polluants gazeux entre le sol et le bâtiment. Ces modèles ont été développés sur la base d'une analogie avec le transfert des flux de chaleur entre le sol et le bâtiment. Ils traitent, tout particulièrement, des transferts d'air convectifs au niveau de l'interface sol-bâtiment pour différentes typologies de soubassement. Parla suite, les modèles analytiques développés ont été intégrés dans un modèle aéraulique des bâtiments afin d'étudier l'impact des différentes typologies de soubassement sur l'entrée de polluants du sol et donc sur la qualité d'air intérieur résultante.En parallèle, des travaux expérimentaux ont été entrepris afin de compléter la connaissance actuelle relative à la perméabilité à l'air des bétons fissurés, pour laquelle un manque de données a été constaté. D'autre part, les débits d'air convectifs allant du sol vers le bâtiment ont également été quantifiés de façon expérimentale à l'aide de la maison expérimentale 'MARIA' dont dispose le CSTB. Ce type de quantification constitue une première base de données expérimentale.Enfin, une dernière partie de cette thèse traite de la réalisation d'un suivi expérimental annuel des performances d'un Système de Dépressurisation des Sols naturels, dans le but d'optimiser à terme les solutions de protection des bâtiments vis-à-vis des polluants gazeux du sol.
Author: Thierno Mamadou Oury Diallo
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L'entrée des polluants gazeux du sol (Radon, COV,...) dans les environnements intérieurs peut occasionner des risques sanitaires significatifs. Or les modèles d'évaluation de risques sanitaires liés à ces polluants gazeux du sol contiennent beaucoup d'incertitudes qui peuvent conduire à une mauvaise appréciation des risques. Dans un premier temps, cette thèse contribue à l'amélioration des modèles d'évaluation des risques. Dans un second temps, elle propose le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépressurisation du Sol (SDS) passifs utilisés pour protéger les bâtiments des pollutions gazeuses venant du sol. L'amélioration des modèles a porté sur la prise en compte des principaux phénomènes de convection et diffusion à l'interface entre le sol et le bâtiment, en tenant compte des différentes typologies de soubassement. La première contribution porte sur le développement de modèles analytiques fournissant les débits d'air dus à la convection à travers le sol pour différents types de soubassement : dallage indépendant, dalle portée, vide sanitaire et cave. Les bâtiments avec des murs enterrés et les soubassements avec un lit de gravier sous le plancher bas sont également traités. Une méthodologie permettant la prise en compte de la fissuration et des points singuliers du plancher bas est aussi proposée. La deuxième contribution porte sur la prise en compte du transfert couplé des polluants des sols par convection et diffusion auprès des fondations. Une étude numérique a permis une meilleure compréhension du comportement des polluants à l'interface sol/bâtiment. Sur la base de cette compréhension, des lois semi-empiriques d'estimation des flux d'entrée de polluant dans les bâtiments sont proposées. Les différents modèles développés ont été validés numériquement avec un modèle CFD et expérimentalement avec des données issues de la littérature. La confrontation de ces modèles avec ceux existants a montré les améliorations apportées. L'impact de la typologie du soubassement sur le transfert de polluants gazeux des sols a été constaté. Une première application des modèles est illustrée par leur intégration dans un code de simulation thermo-aéraulique multizone afin de pouvoir étudier l'impact de ces polluants sur la qualité de l'air intérieur. Ce travail se termine par le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépression du Sol (SDS) passifs. Ce modèle aéraulique de dimensionnement des SDS a été validé par des mesures effectuées au CSTB dans une maison expérimentale. Les premières applications du modèle de dimensionnement portent notamment sur l'impact de la météorologie (vent et tirage thermique) sur le fonctionnement du SDS passif et sur l'impact des stratégies de ventilation du bâtiment sur le fonctionnement du SDS passif. On voit ainsi l'intérêt de l'utilisation d'un tel modèle pour tester l'aptitude de ce système de protection des bâtiments dans des situations environnementales données.
Author: FREDERIQUE.. GRIMALDI ZAMUTH
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Pages : 624
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Author: Fabienne Kolla
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Pages : 108
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Author: Cristiana Monica Bouilly
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Pages : 181
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Le domaine de la qualité de l’air intérieur (QAI) attire de plus en plus l’intérêt des chercheurs, intérêt parfaitement compréhensible sachant que les citadins passent plus de 80% de leur temps à l’intérieur des bâtiments. Beaucoup d’études expérimentales ont analysé l’influence des paramètres environnementaux sur le processus d’émission des Composées Organiques Volatils (COV) et sur l’effet de puits des matériaux du bâtiment. Alors que pour la température elles ont conduit à un consensus, pour l’humidité les conclusions sont souvent différentes. Ce constat représente la motivation principale de notre étude. Notre travail traite d’une étude expérimentale sur la détermination des paramètres phénoménologiques et d’une modélisation statique et d’une modélisation dynamique des interactions polluant gazeux/ humidité/ paroi. A ce titre une description des phénomènes est présentée. Compte tenu du manque de données concernant les coefficients phénoménologiques nous avons cherché et trouvé des corrélations entre les caractéristiques physico-chimiques et ces coefficients. De plus, nous avons mené des expérimentations pour caractériser des équilibres d’adsorption polluant/matériau et pour décrire la distribution porosimétrique des matériaux. Ces derniers essais nous permettent de calculer les coefficients de diffusion effectifs des COV et de quantifier la condensation dans les pores. La dernière phase de l’étude a consisté à intégrer les modèles de transfert de masse dans un code de simulation sous MATLAB. Cette approche permet de reproduire le transport des polluants gazeux, de l’humidité dans la paroi et d’étudier l’influence de l’humidité sur les interactions COV/parois.
Author: P.. Bessemoulin
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Pages : 82
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Author: Patrick Boyer
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Languages : fr
Pages : 194
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CETTE ETUDE S'INTERESSE AUX PROPRIETES LOCALES (QUELQUES KILOMETRES AU MAXIMUM) DU PROCESSUS DE DISPERSION DANS LES BASSES COUCHES DE L'ATMOSPHERE PENDANT LES PERIODES A FORTE STABILITE THERMIQUE ET A VENT FAIBLE. CARACTERISEES PAR UN ECOULEMENT FORTEMENT INSTATIONNAIRE ET INHOMOGENE, CES SITUATIONS N'ONT TOUJOURS PAS DE THEORIE A MEME DE LES REPRESENTER. CINQ TRACAGES ATMOSPHERIQUES EXPERIMENTAUX PAR SF#6 ONT ETE REALISES DANS CES CONDITIONS. IL S'AGISSAIT DE CARACTERISER LES DIFFERENTES SITUATIONS RENCONTREES ET DE TESTER UN MODELE GAUSSIEN DE DISPERSION ATMOSPHERIQUE EN COURS DE DEVELOPPEMENT A L'IPSN. BIEN QUE L'ANALYSE DES DONNEES METEOROLOGIQUES AIT ETE ENTRAVEE PAR L'IMPRECISION DES MESURES, ELLE A TOUT DE MEME PERMIS DE CARACTERISER LES DIFFERENTS TRACAGES ET DE CONFIRMER L'INVALIDITE, POUR CE TYPE DE CONDITION, DES HYPOTHESES DE BASE DE L'APPROCHE PAR SIMILITUDE DE MONIN-OBUKHOV. L'ACCROISSEMENT DE LA STABILITE ATMOSPHERIQUE RENFORCE L'IMPACT D'UN REJET EN AUGMENTANT LES CONCENTRATIONS DANS LE CHAMP PROCHE DE LA SOURCE (500 M). A DES DISTANCES PLUS ELOIGNEES ( 1000 M) CETTE INFLUENCE TENDRAIT A DISPARAITRE. UNE EVALUATION GLOBALE DES DENSITES SPECTRALES DES COMPOSANTES DE VITESSE CONFIRME QUE L'ECOULEMENT EST DOMINE PAR DE GRANDES STRUCTURES HORIZONTALES ET QUE LES PLUS PETITES STRUCTURES DISPARAISSENT QUAND LA STABILITE AUGMENTE. LE PROCESSUS DE DIFFUSION TURBULENTE A PETITE ECHELLE, QUI EST PREPONDERANT AUX FAIBLES TEMPS DE TRANSFERT, EST ALORS FORTEMENT ATTENUE, ET LES CONCENTRATIONS AUX COURTES DISTANCES AUGMENTENT. LES PLUS GRANDES STRUCTURES HORIZONTALES SONT MOINS AFFECTEES ET LES CONCENTRATIONS A DES DISTANCES PLUS IMPORTANTES SONT MOINS SENSIBLES AU RENFORCEMENT DE LA STABILITE. LE MODELE DONNE DE BONS RESULTATS EN TERME D'IMPACT GLOBAL. CEPENDANT, L'ETUDE MONTRE QUE LA VITESSE DE TRANSFERT DOIT ETRE EVALUEE A LA HAUTEUR DES POINTS DE PRELEVEMENT SINON L'HYPOTHESE DU MODELE SELON LAQUELLE LA VITESSE MOYENNE DE L'ECOULEMENT EST INVARIANTE SUR LA VERTICALE PEUT ENTRAINER D'IMPORTANTES ERREURS SUR L'ESTIMATION DU TRANSPORT DU PANACHE ET DES TEMPS D'EXPOSITION
Author: Pascale Alzoghbi-Massaad
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Languages : fr
Pages : 378
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Les préoccupations accrues liées aux problèmes des sols pollués par les hydrocarbures de sources anthropiques (transport routier et fluvial, effluents industriels, extraction et transport du pétrole, chauffage) ou naturelles (feux de forêt), ont conduit à s'intéresser à ce type de pollution. Lorsqu'un produit pétrolier est malencontreusement déversé à la surface du sol, il s'infiltre en traversant d'abord la zone non saturée pour atteindre la zone saturée, affectant ainsi la qualité de la nappe phréatique. Par évaporation certains composants volatiles peuvent également polluer l'air. Le but de ce travail est d'étudier les mécanismes de rétention et du transfert d'un polluant hydrocarboné dans la zone non saturée, qui constitue l'interface entre l'atmosphère et la nappe phréatique. L'étude est réalisée sur un limon des Plateaux de l'Est parisien (limon de Jossigny) compacté, le polluant utilisé étant un hydrocarbure désaromatisé(Soltrol 170). Des cellules de rétention triphasiques originales ont été développées afin de permettre la détermination de la courbe de rétention en huile des échantillons de limon compacté non saturé, ainsi que l'étude du transfert de l'hydrocarbure lorsque trois fluides coexistent au sein de l'espace poreux du sol (eau /air /huile). Cette étude a été complétée par une étude microstructurale qui a mis en évidence l'augmentation de la macroporosité due à l'infiltration du polluant. Des essais de résistance à la compression simple nous ont permis d'identifier les trois mécanismes d'interaction possibles entre le polluant et le sol non saturé. A faibles densité et degré de saturation, le polluant peut se trouver en contact direct avec les minéraux argileux, ce qui engendre un raidissement du matériau. A une densité moyenne, c'est la capillarité qui caractérise les interactions entre fluides. A forte densité, le comportement du sol est conditionné par le piégeage de l'air. Nous avons réalisé une analyse numérique à l'aide d'un code calcul développé au CERMES(UDAM), pour simuler le transfert du polluant dans un massif de sol, et ceci grâce à l'intégration des paramètres nécessaires déterminés par les essais expérimentaux. Cette approche numérique a montré que le débit joue un rôle important sur le transfert du polluant dans les sols.
Author: Marc Abadie
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Languages : fr
Pages : 396
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La présente étude s'inscrit dans la thématique de la pollution particulaire de l'air intérieur et plus particulièrement dans le développement et la mise au point d'outils de prédiction du comportement de l'air chargé en particules à l'intérieur des bâtiments. La première partie présente un état de l'art des connaissances de la pollution particulaire. Les différentes particules rencontrées à l'intérieur des bâtiments sont recensées et classées selon leurs origines et leurs tailles. Le problème de la prédiction du mouvement des particules est introduit par l'étude de la diversité des forces élémentaires qui s'exercent sur les particules. La seconde partie est consacrée au développement d'un modèle de prédiction des concentrations en particules dans l'air à l'intérieur d'une enceinte monozone. Ce modèle considère l'air pollué comme une entité unique, et traite les échanges avec l'extérieur et les parois du bâtiment dans leurs globalités. Une expérimentation sur maquette a été mise au point afin d'étudier la déposition des particules sur les revêtements du bâtiment. Cette étude a permis à la fois de quantifier cette déposition et de mettre au point un principe de classification des revêtements vis-à-vis de la déposition particulaire. La dernière partie traite de la modélisation numérique du comportement des particules au sein d'écoulements confinés tels que ceux rencontrés dans le bâtiment. L’extension à la troisième dimension de l'espace du code de calcul développé au Leptab, a été validée par l'étude de la dispersion des particules au sein d'un écoulement turbulent de grille. Deux lois caractérisant l'interaction entre une particule et un revêtement ont pu être testées et comparées par la simulation de l'expérimentation sur maquette. Les perspectives à la fois sur le développement et la validation du modèle global ainsi que sur l'amélioration du code numérique de calcul de la dispersion des particules sont présentées et argumentées en conclusion.
Author: Victor Hugo Paramo
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Languages : fr
Pages : 190
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Book Description
Aspects théoriques du transfert de polluants atmosphère-sol : dépôt sec, dépôt humide. Méthodes de mesure, d'analyse et d'échantillonnage (volume, PH, conductivité, fluorures, sulfates, nitrates, ammonium, sodium, potassium, magnésium, calcium et ammonium)
