Bonjour à tous,

Vous êtes cordialement invités à assister à ma soutenance de thèse qui se tiendra le vendredi 4 juillet à 14h dans l’amphithéâtre Caquot 1 au rez-de-chaussée du bâtiment Coriolis de l’École des Ponts ParisTech.

Titre : Modélisation de l’impact du trafic routier sur la pollution de l’air et des eaux de ruissellement

Le jury est composé de :

• Directeurs de thèse : Christian Seigneur (CEREA),
• Co-directeur de thèse : Michel André, (IFSTTAR),
• Co-encadrante : Céline Bonhomme, (LEESU)
• Rapporteurs : Isabelle Braud (IRSTEA), Lionel Soulhac, (École Centrale de Lyon)
• Examinateurs : Ludovic Leclercq (IFSTTAR), Frédéric Mahé (AIRPARIF), Guido Petrucci (Vrije Universiteit Brussel)

Bien cordialement,

Masoud Fallah Shorshani,

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Résumé : Les émissions du trafic routier sont une des sources majeures de pollution dans les villes. La modélisation de la pollution de l’air et des eaux de ruissellement due aux émissions du trafic routier est essentielle pour comprendre les processus qui mènent à cette pollution et fournir les éléments d’information nécessaires au développement de politiques publiques efficaces pour la réduction des niveaux de pollution. L’objectif de cette thèse est d’évaluer la faisabilité et la pertinence de chaînes de modèles pour simuler l’impact du trafic routier sur la pollution de l’air et des eaux de ruissellement. La première partie a consisté à réaliser un état de l’art des outils de modélisation des différents phénomènes (trafic, émissions, pollution atmosphérique, qualité des eaux de ruissellement), mettant en exergue les enjeux liés à l’intégration des différents modèles pour constituer une chaîne cohérente en termes de polluants et d’échelles spatio-temporelles. Deux exemples de chaînes de modélisation ont été proposés, l’une statique avec des pas de temps horaires, la seconde envisageant une approche dynamique du trafic et des pollutions associées. Dans la deuxième partie de la thèse, des outils automatisés d’interfaçage ont été développés pour construire des chaînes de modèles. Ces chaînes de modèles ont ensuite été testées avec différents cas d’étude : (1) Couplage trafic / émissions avec une simulation d’une voie urbaine utilisant un modèle dynamique de trafic en lien avec des modèles d’émissions instantané et moyenné, (2) couplage émissions / pollution atmosphérique en bordure d’une autoroute, (3) couplages trafic / émissions / pollution atmosphérique en bordure d’une autoroute urbaine, (4) couplage émissions / pollution atmosphérique pour un quartier suburbain, (5) couplage dépôts atmosphériques / qualité des eaux de ruissellement pour un bassin versant suburbain, et finalement (6) une chaîne de modélisation complète avec couplages trafic / émissions /qualité de l’air et des eaux de ruissellement pour un bassin versant suburbain. Ces travaux ont permis à travers ces différents cas d’étude d’identifier les enjeux associés à l’intégration de modèles pour le calcul de la pollution de l’air et des eaux de ruissellement due au trafic routier en zone urbaine. Par ailleurs, ils fournissent une base solide pour le développement futur de modèles numériques intégrés de la pollution urbaine.

Abstract : Road traffic emissions are a major source of pollution in cities. Modeling of air and stormwater pollution due to on-road vehicles is essential to understand the processes that lead to the pollution and provide the necessary information for the development of effective public policy in order to reducing pollution. This thesis aimed to evaluate the feasibility and relevance of chain models to simulate the impact of road traffic on air and stormwater pollution. The first part was to achieve a state of the art modeling tools for different phenomena (traffic, emissions, atmospheric dispersion, and stormwater), highlighting the integration of the different models to to create a coherent chain in terms of pollutants and spatio-temporal scales. Two examples of modeling chain have been proposed, one static with hourly time-step, the second considering a dynamic approach to traffic and associated pollution. In the second part of the thesis, different interface tools have been developed to link the models in the modeling chains. These modeling chains were tested with different case studies : (1) coupling traffic / emissions with a simulation of an urban street using a dynamic model of traffic with instantaneous and averaged emission models (2) coupling emissions / air pollution along a freeway , (3) couplings traffic / emissions / air pollution near a freeway, (4) coupling emissions / air pollution in suburban neighborhood (5) coupling atmospheric deposition / stormwater quality for a urban catchment, and finally (6) a complete modeling chain with traffic / emissions / air and stormwater quality models for urban catchment drainage. This work allows to identify different possibility of models integration for calculate the air and stormwater pollution due to road traffic in urban areas. Moreover, they provide a solid basis for the future development of integrated numerical models of urban pollution.