Les impacts d'une mauvaise qualité d'air dans les espaces ferroviaires souterrains
EOLIOS est spécialisé dans les études de la qualité de l'air des espaces souterrains — tunnels, gares, métros — où l'air respiré par des millions d'usagers exige une attention particulière.
Modéliser
- Rejet atmosphérique des polluants
- Qualité d'air dans les locaux
- Concentration des particules fines
Auditer
- Étude d'impact de nouveaux sites
- Audits de site, relevés et mesures
- Pollution liée aux poussières
Traiter
- Propagation des odeurs
- Risque Covid et virus
- Captation de polluants en industrie & laboratoire
La qualité de l'air dans les stations ferroviaires
Depuis le début des années 2000, les mesures montrent qu'en moyenne, les concentrations de particules en suspension dans les zones ferroviaires en France sont trois fois plus élevées que dans l'air extérieur urbain. La concentration s'exprime souvent en PM10 et PM2,5 ; ces particules pénètrent dans l'appareil respiratoire, et les plus fines se déposent directement dans les alvéoles pulmonaires.
La composition des particules ferroviaires diffère de celle de l'air extérieur, avec des concentrations élevées d'éléments métalliques (notamment de fer), de carbone élémentaire et organique. Cette pollution est causée par l'usure des matériaux due au freinage des trains, le frottement roues-rails, et la remise en suspension des poussières par le déplacement des trains.
Les conséquences d'une mauvaise qualité d'air
Les données épidémiologiques et toxicologiques suggèrent de possibles impacts cardiorespiratoires graves — inflammations, stress oxydant, activité cardio-vasculaire — notamment chez les travailleurs en charge de la maintenance de ces infrastructures. L'ANSES confirme la nécessité de réduire la pollution en particules fines dans les zones ferroviaires souterraines, et donc de poursuivre l'étude et l'amélioration de la ventilation.
Réglementations et recommandations
La directive européenne 2008/50/CE préconise une concentration maximale en PM10 variant de 940 μg/m³ (station fréquentée 30 min/jour en moyenne) à 260 μg/m³ (station fréquentée 2 h/jour). L'OMS recommanderait, pour les mêmes conditions, une concentration au moins trois fois plus basse. Le renouvellement constant de l'air est par ailleurs nécessaire : le code du travail impose un débit de 25 à 60 m³/h par occupant selon la charge physique, et le Règlement Sanitaire Départemental Type (RSDT) préconise un débit supérieur à 18 m³/h par occupant.
Une expertise complète en qualité de l'air souterrain
La CFD pour améliorer la qualité de l'air
La CFD (simulation numérique de mécanique des fluides) présente de nombreux avantages pour les études de renouvellement d'air en milieu souterrain. Elle permet de prédire et analyser avec précision les flux d'air, de visualiser les chemins de circulation, d'identifier les zones de stagnation et d'accumulation des polluants, et d'évaluer vitesses et turbulences — pour comprendre le comportement de l'air et concevoir des systèmes de ventilation efficaces.
Notre utilisation de la CFD permet d'optimiser la ventilation : nous déterminons les emplacements optimaux des entrées et sorties d'air, le dimensionnement des conduits et les débits nécessaires à un renouvellement adéquat — garantissant une distribution efficace d'air frais et réduisant polluants et odeurs. Une autre application est l'évaluation des contaminants : à partir des données d'émission, nous simulons et prédisons leur dispersion dans l'espace, pour minimiser l'exposition des personnes et mettre en place des systèmes de ventilation appropriés.
Modélisation des passages de trains et audit sur site
La modélisation numérique des mouvements d'air générés par le passage des trains est un savoir-faire de pointe. Grâce à des simulations CFD transitoires, EOLIOS représente précisément les interactions entre les trains et l'air environnant, pour analyser les flux d'air, les turbulences et les variations de pression induites par le mouvement (effet piston). En comprenant ces phénomènes, nous évaluons les conséquences sur la dispersion des particules fines et identifions les zones à risque, afin d'optimiser la configuration des installations, la ventilation et l'évacuation de l'air.
Audit approfondi sur site : mesure de la qualité d'air
Pour étudier la qualité de l'air souterrain, EOLIOS se distingue par son approche minutieuse et son équipement de pointe. Lors des audits sur site, nos ingénieurs mesurent avec précision les vitesses de l'air et la quantité de particules fines. Des machines à fumigènes révèlent les flux d'air et les zones traversées par les particules, pour identifier les sources de problèmes et formuler des recommandations sur place.
Ces campagnes de mesures permettent aussi d'améliorer la précision des simulations pour une représentation fidèle de la réalité, et d'obtenir des évaluations exactes des solutions de conception afin de vérifier la conformité de la qualité de l'air par rapport aux valeurs requises.
Quel usage de la CFD interne pour les espaces souterrains ?
Les solutions techniques proposées
Pour améliorer la ventilation et la circulation de l'air dans les zones de stagnation, plusieurs solutions sont envisageables : réviser la conception des conduits d'air (emplacement, dimensions, ajout de déflecteurs), installer des ventilateurs supplémentaires, ou des systèmes de déstratification qui ramènent l'air chaud accumulé vers le bas pour une température plus uniforme.
Des systèmes de ventilation mécanique peuvent éliminer l'air vicié et introduire de l'air frais ; une amélioration de l'étanchéité aéraulique, limitant les fuites d'air, est parfois nécessaire. L'installation de capteurs et pièges à particules fines apporte également une réponse efficace : ces dispositifs piègent et filtrent les particules nocives, réduisant significativement la pollution respirée par les usagers. Chaque situation étant unique, il est pertinent de faire appel à des experts en mécanique des fluides pour une analyse approfondie et le choix des solutions les mieux adaptées.
Les bénéfices d'une meilleure qualité d'air
L'amélioration de la qualité de l'air dans les zones ferroviaires souterraines présente des avantages considérables. Elle favorise d'abord la santé et le bien-être des voyageurs : en réduisant particules fines, gaz nocifs et allergènes, elle diminue les risques respiratoires (asthme, allergies) et offre un environnement plus sain. Elle crée aussi un environnement plus agréable en éliminant les odeurs désagréables, et contribue à la prévention des maladies et infections en réduisant l'humidité et le développement de moisissures.
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Conformité réglementaire — respect des seuils et directives, évitant des problèmes juridiques potentiels ;
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Avantages économiques — l'optimisation de la circulation d'air minimise les coûts de conception et d'installation incorrectes des systèmes de ventilation ;
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Image positive des transports publics — un environnement plus sain renforce la satisfaction des voyageurs et encourage les modes de transport durables.
En somme, l'amélioration de la qualité de l'air crée un environnement souterrain plus sain, agréable et attractif pour tous les utilisateurs des transports en commun.
