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Lesquin, le 19 novembre 2014,

SocotecAgence de LESQUINCS 5044659814 LESQUINTel : 03.20.88.77.20

MODELISATION DE DISPERSION ATMOSPHERIQUE

SAFEGE

Auteur de la modélisation : Grégory KWIDZINSKI

Dossier n° GAH5656

En réponse au mail du: 14/11/14

Fascicules de référence : E6.10.20.10, 9E.09.20.01 et 9E.09.20.02.

SAFEGE Version 2.1 25/11/14 2/17

SOMMAIRE

1. OBJECTIF ET MODELE UTILISE.........................................................................................3

2. DONNEES GENERALES ...................................................................................................3

2.1 CARACTERISTIQUES DES SOURCES D’EMISSION ..............................................................................32.2 CONDITIONS METEOROLOGIQUES ..................................................................................................42.3 CARACTERISTIQUES DES SUBSTANCES EMISES ...............................................................................6

2.3.1 VITESSE DE DEPOT ........................................................................................................62.3.2 DIAMETRE DES POUSSIERES ..........................................................................................62.3.3 FLUX EMIS A L’ATMOSPHERE ........................................................................................62.3.4 VALEURS TOXICOLOGIQUES DE REFERENCE ..................................................................8

3. HYPOTHESES ET OPTIONS DE CALCUL .............................................................................9

4. RESULTATS DE LA MODELISATION ...................................................................................9

4.1 RESULTATS RELATIFS A L’AMMONIAC ...........................................................................................104.2 RESULTATS RELATIFS A L’HYDROGENE SULFURE ...........................................................................114.3 RESULTATS RELATIFS AU BENZENE ..............................................................................................124.4 RESULTATS RELATIFS A L’ACETALDEHYDE ....................................................................................134.5 RESULTATS RELATIFS AU NAPHTALENE ........................................................................................144.6 RESULTATS RELATIFS AU PLOMB .................................................................................................154.7 RESULTATS RELATIFS AU NICKEL .................................................................................................164.8 RESULTATS RELATIFS AUX POUSSIERES .......................................................................................174.9 RESULTATS RELATIFS AUX ODEURS .............................................................................................18

5. ANNEXE ......................................................................................................................18


1. OBJECTIF ET MODELE UTILISE

Cette étude consiste à modéliser les rejets atmosphériques du projet de pôle environnement.La modélisation a été réalisée à l’aide de la version 1.7 du logiciel ARIA Impact. Cet outil, développé par la société ARIA Technologies, permet d’étudier l’impact à long terme des émissions polluantes d’origine industrielle.Il s’agit d’un modèle gaussien intégrant les données d’entrée suivantes :− conditions météorologiques,− caractéristiques des sources d’émission,− caractéristiques des substances rejetées,− topographie du site.

2. DONNEES GENERALES

2.1 Caractéristiques des sources d’émission

Les caractéristiques des sources d’émission sont précisées dans le tableau 1.

Caractéristiques des sources d’émissionAtelier

BiodéchetsPlateforme

Bois Dépoussiéreur

type de source ponctuelle Surfaciqueponctuelle ponctuelle

hauteur par rapport au sol 11,05 m -(2) 11,05 m

diamètre 10 m 37,71 m 0,85 mtempérature des

gaz au rejet 10°C (1) 10°C (1) 20°C

vitesse d’éjection des

gaz0,03 m/s

Non concerné car émission

diffuse15 m/s

Substances rejetées

NH3, H2S, Benzène,

Acétaldéhyde, Naphtalène, Plomb,

Nickel et Odeur

Poussières Poussières

Coordonnées Lambert II

étendu- - -

Tableau 1 : Caractéristiques des sources d’émission(1)Température par défaut. La température de 10°C est majorante par rapport à une température plus élevée car elle ne favorise pas la montée des gaz dans l'atmosphère et donc une dispersion plus favorable. Ce facteur influe néanmoins très peu sur les résultats.(2) La source est considérée au sol (hypothèse majorante)


2.2 Conditions météorologiques

Les données météorologiques ont été recueillies auprès de la station de NARBONNE. Elles se trouvent sous forme d’une rose des vents correspondant à des observations tri-horaires de 1991 à 2010.


La classe de stabilité atmosphérique D a été retenue. Les études réalisées par SOCOTEC à partir de fichiers informatiques de données météorologiques observées sur plusieurs années ont en effet mis en évidence que cette classe était la plus représentative en France métropolitaine.

On rappelle que ce paramètre permet de décrire la turbulence atmosphérique dont dépend la dispersion du panache. La stabilité atmosphérique est décrite selon Pasquill à l’aide de six classes définies de la façon suivante :

Classes de stabilité de PasquillA B C D E F

Type d’atmosphère très instable instable modérément

instable neutre stable très stable

Tableau 2 : Classes de stabilité de Pasquill

De façon schématique, en atmosphère instable, les écarts-type, qui définissent l’expansion horizontale et verticale du panache, sont importants. Par conséquent, le panache est large et atteint le sol dans une zone proche de la source.En atmosphère stable, ces écarts-type sont étroits, entraînant un panache fin, qui parcourt des distances plus importantes qu’en atmosphère instable avant d’atteindre le sol et qui subit un effet de dilution tout au long de son parcours.La température moyenne annuelle est prise égale à 15°C (1).

La rose des vents éditée par le logiciel à partir de ces données apparaît sur la figure 1.

Figure 1 : Rose des vents représentative du site

(1) Source : Données METEOFRANCE 1989-2000 - Station de NARBONNE


2.3 Caractéristiques des substances émises

2.3.1 Vitesse de dépôt

La vitesse de dépôt intervient lorsque le nuage de polluant atteint le sol. Les molécules de polluants, soumises aux turbulences de l’atmosphère, sont en partie piégées sur la végétation. Pour les poussières, ce dépôt « par impaction » intervient en addition du dépôt du à la gravité, qui se produit lorsque les particules ont un diamètre et une densité suffisamment importante pour subir l’effet de la pesanteur.

Selon les données de la littérature, les valeurs retenues pour la vitesse de dépôt au sol sont les suivantes(2) :

− 1.10-2 m/s pour les poussières− 3.10-3 m/s pour les COV (Composés Organiques Volatils),− 2,9.10-3 m/s pour les métaux

En l’absence de données de la littérature, la valeur retenue pour la vitesse de dépôt au sol de l’ammoniac et de l’hydrogène sulfuré est la suivante :

− 0 m/s (hypothèse majorante).

2.3.2 Diamètre des poussièresA défaut de valeur, le diamètre des poussières est pris égal à 10 µm, diamètre correspondant à la Valeur Toxicologique de Référence des poussières totales.

2.3.3 Flux émis à l’atmosphère

Les flux massiques des substances émises à l’atmosphère apparaissent dans le tableau 3.Les flux sont supposés constants 24H/24H, 365 jours par an.

(2) Source : « Approche méthodologique pour l’évaluation des risques sanitaires liés à l’incinération de

déchets industriels spéciaux », Etude RECORD n° 01-0658/1A , Polden, Réseau Santé Déchets, 2002.


Flux (g/h)

Substances Atelier Biodéchets Plateforme Bois Dépoussiéreur

NH3 500 - -H2S 50 - -

Benzène 9,042 - -Acétaldéhyde 0,8 - -Naphtalène 0,678 - -

Plomb 0,0368 - -Nickel 0,00068 - -

Poussières - 13140 (1) 3500Odeur 1000 000 UoE/h - -

Tableau 3 : Flux massiques des substances émises

(1) Le calcul du flux de poussières est un calcul d’extrapolation à partir des éléments transmis. En

effet, le flux en amont est calculé sur la base d’un récepteur recevant un dépôt en poussières

de 12,92g/m²/mois. La valeur de retombées de poussières correspond à la moyenne des

mesures des campagnes de 2011 à 2013 sur l’activité bois existante.

Le flux obtenu est majorant car nous avons modélisé un flux théorique à partir de valeurs

moyennées. En effet, la mesure par la méthode des plaquettes de dépôt recueille l’ensemble

des poussières présente dans l’air ambiant c’est-à-dire aussi bien les poussières de bois que

les poussières des voiries, et les conditions météorologiques (vitesse et direction du vent) sont

lissés car il s’agit de valeurs moyennées.

Malgré un flux obtenu majorant, les valeurs toxicologiques ne sont pas atteintes aux points

récepteurs. Etant donné que les valeurs toxicologiques de référence n’ont pas été atteintes aux

points récepteurs, la modélisation n’a pas été affinée en sélectionnant que certaines valeurs de

retombées de poussières.


2.3.4 Valeurs toxicologiques de référence

Les valeurs toxicologiques de référence des substances relatives à la voie d’exposition par inhalation figurent dans le tableau 4.

Valeur toxicologique de référence (VTR)

Risque systémiqueCMA

Valeur toxicologique de référence (VTR)

Risque cancérigèneERUinhalation

NH3 100 µg/m3 -H2S 2 µg/m3 -

Benzène 30 µg/m3 7,8.10-6 [µg/m3]-1

Acétaldéhyde 9 µg/m3 2,2.10-6 [µg/m3]-1

Naphtalène 3 µg/m3 -Plomb - -Nickel 0,09 µg/m3 1,7.10-4 [µg/m3]-1

Poussières 30 µg/m3 -Odeur - -

CMA = Concentration maximale admissibleERU = Excès de risque unitaire

Tableau 4 : Valeurs toxicologiques de référence

Pour le risque systémique, les concentrations limites correspondent aux valeurs toxicologiques de référence mentionnées précédemment.Pour le risque cancérigène, les concentrations limites sont calculées pour un excès de risque de cancer vie entière acceptable fixé à 10-5, à partir de la formule suivante :

ERUERUERIC

510−==

Le tableau 5 fait apparaître les concentrations limites de référence calculées.

Concentrations limites de référenceRisque systémique (RS)

(µg/m3)Risque cancérigène (RC)

(µg/m3)NH3 100 µg/m3 -H2S 2 µg/m3 -

Benzène 30 µg/m3 1,28 µg/m3

Acétaldéhyde 9 µg/m3 4,5 µg/m3

Naphtalène 3 µg/m3 -Plomb - -Nickel 0,09 µg/m3 0,059 µg/m3

Poussières 30 µg/m3 -Odeur - -

Tableau 5 : Concentrations limites de référence


3. HYPOTHESES ET OPTIONS DE CALCUL

Les hypothèses émises pour la modélisation sont les suivantes :− les flux massiques de polluants sont représentatifs du fonctionnement à long terme de

l’installation,− les périodes de dysfonctionnement ne sont pas prises en compte,− les données météorologiques recueillies auprès de la station de NARBONNE sont

représentatives de celles du site et du domaine d’étude,− les turbulences aérauliques dues à la présence d’éventuels obstacles entre les sources

d’émission et les cibles ne sont pas prises en compte,− en ce qui concerne les installations, on suppose que le régime permanent est atteint

instantanément. Les périodes de démarrage des installations pendant lesquelles des pics de pollution peuvent être observés ne sont par conséquent pas pris en compte,

− la surélévation du panache, due à la vitesse d’éjection du gaz et à la différence de température entre les fumées et l’air ambiant, a été calculée à partir de la formule de Holland, formule préconisée par ARIA Technologies.

4. RESULTATS DE LA MODELISATION

Les résultats sont présentés sous forme de graphiques représentant une coupe horizontale du panache au niveau du sol.Les résultats ne tiennent pas compte du bruit de fond.Du fait du modèle utilisé, les résultats ne sont valides qu’au-delà de 100 m des sources d’émission.Les résultats n’intègrent pas le bruit de fond.

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4.1 Résultats relatifs à l’ammoniac

Concentration maximale = 7,9 µg/m3

Figure 2: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Ammoniac

Les seuils représentés sont définis dans le tableau 6.

Seuil représenté Résultats de la modélisation

100 µg/m3

(VTR risque systémique)valeur non atteinte

Tableau 6 : Résultats – Ammoniac

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.252E-01

R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.689E-01R3 X : 651206 km /Y : 1792955 km 0.722E-01

R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.243E+00

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4.2 Résultats relatifs à l’hydrogène sulfuré


Figure 3: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Hydrogène sulfuré



2 µg/m3


Tableau 7 : Résultats – Hydrogène sulfuré

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.252E-02R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.689E-02R3 X : 651206 km /Y : 1792955 km 0.722E-02

R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.243E-01

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4.3 Résultats relatifs au benzène


Figure 4: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Benzène



30 µg/m3


1,28 µg/m3

(VTR risque cancérigène)valeur non atteinte

Tableau 8 : Résultats – Benzène

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.430E-03R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.118E-02R3 X : 651206 km /Y : 1792955 km 0.126E-02R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.410E-02

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4.4 Résultats relatifs à l’acétaldéhyde


Figure 5: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Acétaldéhyde



9 µg/m3


4,5 µg/m3


Tableau 9 : Résultats – Acétaldéhyde


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4.5 Résultats relatifs au naphtalène


Figure 6: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Naphtalène



3 µg/m3


Tableau 10 : Résultats – Naphtalène

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.322E-04

R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.884E-04R3 X : 651206 km /Y : 1792955 km 0.946E-04R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.307E-03

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4.6 Résultats relatifs au plomb


Figure 7: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Plomb



- -

Tableau 11 : Résultats – Plomb

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.323E-04R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.886E-04


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4.7 Résultats relatifs au nickel

Concentration maximale = 6.10-4 µg/m3

Figure 8: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Nickel



0,09 µg/m3


0,059 µg/m3


Tableau 12 : Résultats – Nickel


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4.8 Résultats relatifs aux poussières

Concentration maximale = 499 µg/m3

Figure 9: Concentrations en polluant en µg/m3 dans l’air au niveau du sol – Poussières



30 µg/m3

(VTR risque systémique)valeur atteinte au-delà de 100 m

Tableau 13 : Résultats – Poussières

Coordonnées Lambert Concentration en µg/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.729E+00R2 X : 649604 km /Y : 1791634 km 0.263E+01R3 X : 651206 km /Y : 1792955 km 0.178E+01R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.541E+01

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4.9 Résultats relatifs aux odeurs

Concentration maximale = 0,15 Uo/m3

Figure 10: Concentrations en polluant en Uo/m3 dans l’air au niveau du sol – Odeurs



5 Uo/m3 valeur non atteinte

Tableau 14 : Résultats – Odeurs

Coordonnées Lambert Concentration en UO/m3 aux points récepteursR1 X : 649234 km /Y : 1791104 km 0.504E-03


R4 X : 650642 km /Y : 1792502 km 0.486E-02

5. ANNEXE

Surélévation du panache

SAFEGE Version 2.1 25/11/14

ANNEXE : SURELEVATION DU PANACHE

La vitesse d´éjection des gaz et la différence de température des rejets par rapport à l´air ambiant entraînent une élévation du panache jusqu´à une hauteur limite, qui dépend des conditions de rejet.

Le modèle considère que les gaz sont rejetés par une source virtuelle de hauteur égale à la somme de la hauteur de la cheminée réelle et de la hauteur limite calculée.

H = h + ∆h

u = direction du venth = hauteur réelle de la cheminée∆h = élévation du panacheH = hauteur de la source virtuelle

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