Étude CFD maîtrise de la qualité d’air – Chantier de la gare souterraine RER d’Issy
Étude CFD maîtrise de la qualité d'air - Chantier de la gare souterraine RER d'Issy
Année
2024
Client
Localisation
Paris
Typologie
Air & Vent
Vous avez besoin d'une expertise ?
La mission réalisée par EOLIOS ingénierie : expertise en simulation CFD et aéraulique
Les ingénieurs d’EOLIOS, experts en aéraulique des environnements souterrains
Les ingénieurs d’EOLIOS sont experts dans l’analyse et la maîtrise des phénomènes aérauliques en milieux confinés et souterrains, en particulier dans le cadre de chantiers complexes.
Cette expertise est mise au service de la qualité de l’air et de la sécurité des intervenants, en s’appuyant sur une méthodologie rigoureuse combinant audits de site et simulations numériques de haute fidélité. L’analyse permet d’anticiper les phénomènes locaux de stagnation ou de propagation des polluants, susceptibles d’affecter les conditions de travail, tout en tenant compte des contraintes techniques et opérationnelles du chantier.
EOLIOS est leader de la simulation CFD aéraulique et thermique. Nos études reposent sur un retour d'expérience de campagnes de mesure en condition réelles et d'une centaine de site sites simulés autour du monde.
Étude aéraulique et qualité de l’air sur le chantier de la gare RER d’Issy
Anticiper et maîtriser les risques aérauliques dans un environnement souterrain en phase travaux
La phase chantier d’une infrastructure ferroviaire souterraine représente un défi majeur concernant la qualité de l’air. En l’absence de systèmes de ventilation définitifs, les espaces fermés sont soumis à des phénomènes aérauliques complexes, fortement dépendants de la configuration du site, des ouvertures temporaires et des conditions météorologiques.
Dans ce contexte, EOLIOS Ingénierie est intervenu sur le chantier de la gare RER d’Issy afin d’analyser les mouvements d’air, d’identifier les zones à risque et de proposer des solutions adaptées pour garantir un environnement de travail plus sain et plus sûr.
Une ventilation naturelle contrainte et limitée
Les travaux de chantier (découpe, soudure, …) génèrent des poussières fines et des polluants susceptibles de s’accumuler dans les zones mal ventilées. Sans maîtrise des flux d’air, ces polluants peuvent se diffuser vers d’autres niveaux de la gare et dégrader la qualité de l’air pour les compagnons.
L’équipe EOLIOS a mené un audit aéraulique sur site, incluant des essais fumigènes, afin de visualiser les entrées et sorties d’air ainsi que les grandes tendances des écoulements entre les différents niveaux de la gare.
Identifier les sources de pollution et les zones critiques avec un audit
Les travaux de chantier (découpe, soudure, …) génèrent des poussières fines et des polluants susceptibles de s’accumuler dans les zones mal ventilées. Sans maîtrise des flux d’air, ces polluants peuvent se diffuser vers d’autres niveaux de la gare et dégrader la qualité de l’air pour les compagnons.
L’équipe EOLIOS a mené un audit aéraulique sur site, incluant des essais fumigènes, afin de visualiser les entrées et sorties d’air ainsi que les grandes tendances des écoulements entre les différents niveaux de la gare.
Modélisation et étude CFD de la gare RER d'Issy
Une modélisation CFD adaptée à la phase chantier
Les travaux de chantier (découpe, soudure, …) génèrent des poussières fines et des polluants susceptibles de s’accumuler dans les zones mal ventilées. Sans maîtrise des flux d’air, ces polluants peuvent se diffuser vers d’autres niveaux de la gare et dégrader la qualité de l’air pour les compagnons.
L’équipe EOLIOS a mené un audit aéraulique sur site, incluant des essais fumigènes, afin de visualiser les entrées et sorties d’air ainsi que les grandes tendances des écoulements entre les différents niveaux de la gare.
Cette approche permet de tenir compte des fortes contraintes géométriques et du caractère évolutif de l’ouvrage, tout en conservant une vision globale et cohérente des écoulements d’air.
Étude de différentes optimisations de la ventilation du chantier
Afin d’évaluer l’influence des choix techniques et des aménagements provisoires, plusieurs configurations de fonctionnement ont été simulées : la configuration existante, la configuration avec des cloisons et puis une configuration optimisée avec des gaines de soufflage.
Ces configurations représentent différents modes de ventilation du chantier, allant d’une situation dominée par la ventilation naturelle à des scénarios intégrant des gaines de soufflage.
La comparaison de ces scénarios permet d’identifier les configurations les plus favorables au renouvellement de l’air et celles générant des déséquilibres aérauliques, avec des flux trop faibles, mal répartis ou insuffisamment dirigés vers les zones occupées par les travailleurs.
Analyse des champs de vitesses et du brassage de l’air dans la gare en fonction des optimisations
Analyse comparative des scénarios - une méthode structurée pour l'optimisation des solutions
Les simulations CFD ont permis d’analyser la répartition des vitesses d’air dans l’ensemble des volumes. Certaines zones présentent des vitesses faibles et peu structurées, traduisant un brassage limité et une capacité réduite à évacuer les polluants générés par les activités de chantier.
À l’inverse, d’autres configurations favorisent des circulations plus continues et mieux réparties, avec des flux plus homogènes entre les niveaux, limitant la formation de zones stagnantes et améliorant la diffusion de l’air neuf dans les espaces sensibles.
L’étude aéraulique a été conduite en trois temps, partant de l’état initial du chantier pour évaluer successivement l’impact de deux configurations alternatives.
L’état initial, en ventilation naturelle seule, constitue le scénario de référence. Les analyses révèlent des mouvements d’air globalement faibles et peu structurés : si les niveaux proches de la surface bénéficient d’un renouvellement relatif, la situation se dégrade sensiblement en profondeur. Les niveaux inférieurs présentent des vitesses très faibles et un âge de l’air élevé, générant des zones de stagnation marquées, notamment sous les quais. Cette configuration ne permet pas de garantir une qualité d’air satisfaisante en phase chantier.
Une première optimisation, consistant à introduire des cloisons provisoires au niveau des quais et des circulations verticales, s’est révélée contre-productive. Loin d’améliorer la situation, ce cloisonnement limite les échanges entre volumes et entrave la circulation verticale de l’air, accentuant le confinement des niveaux inférieurs. Les simulations montrent une augmentation de l’âge moyen de l’air dans plusieurs zones, y compris dans des volumes auparavant mieux ventilés, avec des zones de stagnation plus étendues et plus marquées qu’en configuration initiale.
La seconde configuration, avec apport d’air neuf par ventilation forcée, donne des résultats nettement plus favorables. Le brassage s’améliore dans les zones ciblées, les phénomènes de stagnation se réduisent et le renouvellement de l’air devient plus efficace en profondeur. Lorsque les apports sont positionnés au plus près des zones critiques, l’amélioration devient significative et s’étend à des volumes plus larges. Cette configuration est retenue comme la plus pertinente pour sécuriser les conditions de travail en phase chantier.
L’âge moyen de l’air comme indicateur clé de la qualité de ventilation
Au-delà des vitesses, l’étude s’appuie sur l’analyse de l’âge moyen de l’air, indicateur particulièrement pertinent en phase chantier. Cet indicateur permet de qualifier la fraîcheur de l’air présent dans chaque zone.
Les résultats mettent en évidence des contrastes importants entre des zones à âge de l’air faible, bénéficiant d’un renouvellement satisfaisant, et des zones à âge de l’air élevé, révélatrices d’une ventilation insuffisante et d’un risque accru d’accumulation de polluants. Ces zones se situent principalement sous les quais et dans certaines parties des niveaux bas.
Une lecture claire des priorités d’action pour le chantier
Des recommandations adaptées à chaque projet
L’étude aéraulique du chantier de la gare RER d’Issy a permis d’identifier précisément les mécanismes de circulation de l’air et de mettre en évidence les limites de la ventilation naturelle en phase travaux.
Les résultats de l’étude illustrent :
- La ventilation naturelle seule est insuffisante en phase chantier,
- Certaines configurations aggravent les phénomènes de confinement,
- Des apports d’air ciblés permettent d’améliorer localement la situation,
- Une stratégie adaptée aux zones critiques est essentielle pour garantir une qualité de l’air satisfaisante.
La CFD a ainsi permis de hiérarchiser les problématiques, d’identifier les leviers d’amélioration les plus efficaces et de formuler des recommandations adaptées aux contraintes opérationnelles du chantier.
En savoir plus sur ce sujet :
Synthèse vidéo de l'étude
Résumé de l'étude
Dans le cadre du chantier de la gare RER d’Issy, EOLIOS Ingénierie a mené une étude aéraulique complète pour évaluer la qualité de l’air et sécuriser les conditions de travail en phase travaux. Face à l’absence de systèmes de ventilation définitifs et à la profondeur des niveaux souterrains, les ingénieurs ont combiné un audit de site avec essais fumigènes et des simulations numériques CFD haute fidélité. Trois configurations ont été analysées et comparées : la ventilation naturelle seule, le cloisonnement provisoire des quais, et l’apport d’air neuf par ventilation forcée. Les résultats ont démontré que la ventilation naturelle est insuffisante en phase chantier, et que le cloisonnement aggrave les phénomènes de confinement dans les niveaux inférieurs. Seule la mise en place d’apports d’air ciblés permet de réduire les zones de stagnation et d’améliorer significativement le renouvellement de l’air. Cette étude a permis de hiérarchiser les risques et de formuler des recommandations opérationnelles concrètes, adaptées aux contraintes évolutives du chantier.
Synthèse vidéo de la mission
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