Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2008
Langue
Français
Résumé
« Dispersion » permet de décrire la façon dont les effluents des cheminées ou d’autres émissions des bâtiments sont transportés et dilués par le vent soufflé à travers un regroupement de bâtiments ou ses environs immédiats. La pollution atmosphérique est extrême lorsque l’air présente un niveau de pollution excessif pendant plusieurs heures ou plusieurs jours, et il peut en résulter un grand inconfort, des maladies et même des décès chez les personnes les plus vulnérables. Il y a forte probabilité de pollution extrême en présence d’inversions thermiques persistantes et de vents faibles ou stagnants ne permettant pas la dispersion des effluents.
La modélisation de la dispersion atmosphérique consiste en une simulation mathématique de la façon dont les polluants atmosphériques se dispersent dans l’air ambiant. Cette modélisation s’effectue au moyen de logiciels qui résolvent les équations mathématiques et les algorithmes permettant de simuler la dispersion des polluants. Les modèles de dispersion sont utilisés pour estimer ou prédire la concentration des polluants atmosphériques émis par des sources telles que les installations industrielles ou la circulation automobile et ensuite traînés par le vent. De tels modèles s’avèrent importants pour les organismes gouvernementaux chargés de protéger et de gérer la qualité de l’air ambiant. La santé des personnes qui travaillent dans des laboratoires ou des bâtiments hospitaliers est plus particulièrement à risque lorsque les polluants générés par les activités exercées dans ces installations sont ingérés par les prises d’air des systèmes de climatisation ou par les fenêtres ouvertes. Les modèles sont couramment utilisés pour déterminer si des installations industrielles existantes ou projetées sont ou seront conformes à la norme nationale américaine de qualité de l'air ambiant (NAAQS) ou aux normes d’autres pays. Les modèles favorisent en outre l’élaboration de stratégies de contrôle efficaces en matière de réduction des émissions de polluants atmosphériques nocifs.
Le présent rapport évalue l’utilisation des différents modèles de dispersion atmosphérique approuvés par l’Environmental Protection Agency (EPA) pour modéliser la dispersion des effluents de cheminées de toit de manière à déterminer leur concentration à divers points des toits sur lesquels elles se trouvent. Dans ce contexte, les effets liés aux structures de toit et aux diverses directions éoliennes ont été pris en compte. Les données obtenues en soufflerie et sur le terrain ont par ailleurs été comparées aux résultats fournis par les différents modèles de dispersion.
Il est constaté que les modèles de l’EPA, utilisant essentiellement les équations gaussiennes, sont mieux adaptés aux longues distances qu’aux courtes distances dans le voisinage d’un bâtiment donné. À proximité de la cheminée, le modèle de l’ASHRAE et les données de soufflerie peuvent s’avérer plus fiables lorsqu’il s’agit de prédire la dispersion ou la concentration des polluants.
Abstract
Dispersion is used here to describe the way in which effluent from stacks or other building exhaust is transported and diluted by the wind as it passes across the proposed development and immediate neighbors. Extreme air pollution occurs when air pollution reaches excessively high levels for several hours or several days and can cause severe discomfort, diseases and even deaths among the most vulnerable people. Extreme pollution has a high probability of occurrence when there are persistent thermal inversions and weak or stagnant winds due to which effluents cannot be dispersed. Atmospheric dispersion modeling is the mathematical simulation of how air pollutants disperse in the ambient atmosphere. Such modeling is performed with computer programs that solve the mathematical equations and algorithms which simulate the pollutant dispersion. The dispersion models are used to estimate or predict the downwind concentration of air pollutants emitted from sources such as industrial plants and vehicular traffic. Such models are important to governmental agencies tasked with protecting and managing the ambient air quality. In particular, the health of workers in laboratory and hospital buildings is at great risk when pollutants generated by the activities in these buildings are reingested through air-conditioning inlets or open windows. The models are typically employed to determine whether existing or proposed new industrial facilities are or will be in compliance with the National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) in the United States and other countries. The models also serve to assist in the design of effective control strategies to reduce emissions of harmful air pollutants.
This report investigates the use of the various air-dispersion models, which have been approved by the Environmental Protection Agency (EPA), in modeling dispersion of effluents from stacks located on roof tops to determine their concentrations at various areas of the roofs with these stacks. In this context the effects of roof top structures and the varying directions of wind have been taken into account. Comparisons of the wind tunnel and field data with the results obtained from various dispersion models were made. It was observed that the EPA models, which mostly use the Gaussian equations, are more appropriate for longer rather than shorter distances within the vicinity of the building under consideration. In such cases of proximity of the stack with the points of interest on the roof, the ASHRAE model and wind tunnel data can be more reliable, to predict dispersion or concentration of pollutants.
ISBN
9782896314270 (PDF) 9782896314263 (version imprimée)
Mots-clés
Cheminée, Chimney, Effluent gazeux, Gaseous effluent, Détermination de la concentration, Determination of concentration, Pollution atmosphérique, Atmospheric pollution, Choix de l'emplacement, Choice of location, Modèle, Model, Soufflerie, Wind tunnel, Essai, Testing
Numéro de projet IRSST
0099-6120
Numéro de publication IRSST
R-643
Citation recommandée
Stathopoulos, T., Hajra, B. et Bahloul, A. (2010). Évaluation analytique de la dispersion des émissions de cheminées de toit sur les bâtiments (Rapport n° R-643). IRSST.