Caractéristiques

Le logiciel SIRANE est un logiciel opérationnel de modélisation de la dispersion des polluants en milieu urbain, adapté à l'échelle d'un quartier voire d’une agglomération. Compte tenu des phénomènes physiques pris en compte, le domaine d'étude qu’il est capable de traiter peut mesurer de quelques centaines de mètres à une dizaine de kilomètres.

Le logiciel SIRANE fournit l'évolution spatiale et temporelle de la concentration en différents polluants sur une zone urbaine. Ces résultats sont fournis sous forme de cartographies sur un maillage ou sous forme d'évolutions temporelle de la concentration en différents récepteurs. Des résultats statistiques sont également calculés sur la période d'étude.

Les applications de SIRANE concernent l'étude des conséquences de la pollution atmosphérique en milieu urbain :

• Cartographie de la pollution à l'échelle d'un quartier, en complément des mesures
• Détermination de la représentativité des capteurs
• Evaluation de l'exposition de la population
• Impact de nouveaux aménagements urbains, de plans de déplacements ou de politiques de réduction des émissions
• Prévision de la qualité de l’air

Le logiciel SIRANE permet de prendre en compte les principaux effets qui agissent sur la dispersion des polluants en milieu urbain :

• Transport des polluants dans la canopée urbaine :
  • Confinement des polluants entre les bâtiments (rue-canyon)
  • Echange des polluants avec l'atmosphère extérieure
  • Echange des polluants au niveau des intersections de rues
• Transport des polluants dans la couche limite atmosphérique, au-dessus du niveau des toits :
  • Préprocessing météorologique et caractérisation de la stabilité atmosphérique
  • Structure verticale de la couche limite (vitesse, température, turbulence)
  • Paramétrisation continue de la dispersion turbulente
• Processus physico-chimiques :
  • Transformations chimiques du cycle de Chapman \(NO\)-\(NO_2\)-\(O_3\)
  • Transport et dépôts de particules
  • Lessivage par la pluie (dépôt humide)

SIRANE est un outil "opérationnel", qui utilise des modèles théoriques et des formulations simplifiées capables de représenter de manière réaliste ces différents phénomènes. Il est donc adapté au traitement d'un grand nombre de rues dans un temps de calcul très limité.

Le logiciel SIRANE est un code de calcul développé en langage C. Il est disponible sous différents systèmes d'exploitation (Windows, Linux).

SIRANE n'est pas limité par des raisons informatiques en nombre de rues ou en taille du domaine. Seules les limites de validité physique restreignent l'application du logiciel à des domaines d'une vingtaine de kilomètres.

SIRANE fonctionne actuellement sans interface graphique, en utilisant des fichiers de données et de résultats, décrits dans la documentation utilisateur. Une interface graphique est en cours de développement et sera disponible prochainement.

SIRANE est parallélisé pour pouvoir exploiter les performances multi-processeurs, multi-coeurs et multi-threads des ordinateurs actuels. Une version du logiciel SIRANE est également disponible pour les AASQA au centre de calcul du CRIHAN.

Le logiciel SIRANE a été validé par comparaison avec des simulations numériques détaillées, des expériences en soufflerie et des expériences de terrain.

Ces travaux ont fait l'objet de nombreuses publications scientifiques.