Modèle Lagrangien stochastique

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ADEME - Métrologie
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Procédures de mesures
Modèle Lagrangien stochastique

Procédure pour la mesure des émissions d'ammoniac utilisant l'inversion d'un modèle Lagrangien stochastique

(C). Ineris

Présentation

La technique d'inversion d'un modèle Lagrangien stochastique (ou bLS pour backwards Lagrangian Stochastic) permet à des utilisateurs sans connaissance excessive en micrométéorologie, à l'aide d'un logiciel commercial facile à utiliser (par exemple WindTrax), d'estimer l'émission d'NH3 de petits parcelles de terrain en utilisant le flux horizontal net à une seule hauteur sous le vent de la parcelle de terrain expérimentale, ainsi que l'information météorologique. Pour appliquer cette méthode il est préférable que la rugosité du paysage ne soit pas trop élevée (pas trop d'éléments perturbant l'écoulement du vent autour de la source d'émission), et où des positions claires de conditions au-vent et sous-le-vent peuvent être définies, et pour des gaz dont on peut clairement observer la différence de concentration entre ces deux positions.

Ce protocole est une méthode inverse d'un modèle de dispersion permettant de calculer les émissions d'un traceur d'une source surfacique (Flesch & Wilson, 2005). Le modèle de dispersion bLS simule le transport du traceur entre une source et un site de mesure, et on prévoit le rapport entre la concentration moyenne du traceur et le taux d'émission, (C/F)sim. Le taux d'émission est déduit de :

où Xobs est la concentration observée (au-dessus de la concentration au vent) à la position du site de mesure.

Equipement

L'équipement devrait permettre la mesure des données météorologiques et de la concentration en gaz aux pas de temps qui sont homogènes du point de vue météorologique, c'est-à-dire si le climat change à un pas de temps horaire, les valeurs observées intègreront la variabilité temporelle pendant une heure.

De ce fait, il est recommandé d'utiliser :

  • Des analyseurs en continu avec un temps de réponse de plus ou moins 1 minute : analyseur optique ou photoacoustique ponctuel, analyseur à long trajet optique (type DOAS, FTIR, TDLAS, etc)
  • Des échantillonneurs passifs avec analyse horaire (si les concentrations le permettent)
  • Des capteurs électroniques où le signal peut être enregistré donnant des moyennes horaires ou une collection d'au moins 5 valeurs dans un délai d'une heure.

Les sondes météorologiques devraient inclure au moins la température, l'humidité, la vitesse du vent et la direction.

Détail de la procédure

Fichier (PDF)

Voir aussi

Flesch, T., Wilson, J. D., and Yee, E. 1995. Backward time Lagrangian stochastic dispersion models, and their application to estimate gaseous emissions. J. Appl. Meteorol. 34, 1320-1332.

Flesch, T, Wilson, J.D. 2005. Deducing Ground-to-Air Emissions from Observed Trace Gas Concentrations: A Field Trial with Wind Disturbance. J. Appl. Meteorol. 44, 475-484. (pdf)

Cette méthode a été mise en oeuvre par l'INERIS dans le cadre du projet ADEME métrologie avec des mesures moyennes et des mesures en continu.

Les fichiers décrits dans le rapport peuvent être utilisés pour tester des procédures de mesure des émissions. Leur organisation et leur usage est relativement complexe. Ils sont disponibles auprès de François Gautier.

Date de modification : 07 février 2023 | Date de création : 10 juillet 2013 | Rédaction : Paul