Modélisation du déplacement du sable et des poussières à l’aide de la CFD

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La CFD en appui à la simulation du déplacement du sable et des poussières

Dans un contexte de changement climatique, d’urbanisation croissante et de pression sur les milieux naturels, la maîtrise des phénomènes liés au transport éolien de particules — sable, poussières, matières pulvérulentes — devient un enjeu majeur pour la durabilité des projets. Chez EOLIOS, notre expertise en mécanique des fluides numérique (CFD) nous permet de modéliser avec précision le déplacement de ces particules sous l’effet du vent, d’anticiper leurs impacts et de concevoir des solutions adaptées à chaque environnement.

Nous accompagnons les maîtres d’ouvrage, urbanistes, exploitants industriels et aménageurs dans leurs projets nécessitant la prise en compte des flux particulaires : érosion et dépôt sableux, gestion de la poussière en zone de chantier, préservation des dunes ou limitation des émissions autour de sites sensibles. Grâce à une approche combinant mesures sur site et simulation numérique, nous proposons des réponses concrètes pour sécuriser les installations, préserver les écosystèmes et améliorer la qualité de vie.

Expertise CFD pour la modélisation du déplacement particulaire

Comprendre les dynamiques particulaires pour sécuriser et optimiser les projets

Le déplacement de sable et de poussières est un phénomène naturel influencé par les conditions météorologiques, la morphologie du site et les activités humaines. Dans les zones côtières, désertiques ou industrielles, ces mouvements peuvent compromettre la stabilité des ouvrages, générer des nuisances sanitaires ou altérer le paysage. EOLIOS mobilise ses compétences en mécanique des fluides et en modélisation numérique pour analyser finement ces phénomènes, anticiper leurs effets, et proposer des solutions d’aménagement adaptées.

> Voir également sur le site : La CFD pour étude du confort aéraulique extérieur

Des mécanismes complexes liés à l’interaction vent-sol

L’érosion éolienne est le fruit de processus multiples : soulèvement des particules, transport en saltation ou suspension, et dépôt.

Ces phénomènes varient selon la granulométrie, l’humidité du sol, la couverture végétale, les obstacles en surface et surtout l’intensité et la direction du vent. EOLIOS étudie l’ensemble de ces paramètres grâce à une approche croisée entre mesures de terrain et modélisation CFD, afin de représenter fidèlement le comportement des particules en milieu naturel ou urbain.

Illustration des interactions air-sol des particules de sable

Nos ingénieurs évaluent les risques de dépôt sur des structures sensibles (routes, rails, bâtiments techniques), les zones d’érosion potentielles (talus, plages, dunes), ou encore les panaches de poussières issus d’activités industrielles ou de terrassements.

> Pour en savoir plus : étude d'impact de la pollution de l’air

Analyser le déplacement de sable : une approche par la mesure et la simulation

Mesures sur site : identifier les sources et quantifier les flux particulaires

Les premières étapes d’un diagnostic consistent à caractériser les conditions environnementales réelles : vitesse et direction du vent, humidité, rugosité du sol, obstacles physiques, etc. EOLIOS déploie des capteurs météorologiques, des anémomètres, des balises à poussières (PM10, PM2.5), ainsi que des dispositifs de collecte de sable mobile pour quantifier les flux éoliens.

Ces données permettent d’identifier les zones sources d’émission (zones dénudées, secteurs de chantier, dunes mobiles) ainsi que les corridors de transport préférentiels. La mesure sur site constitue également une base essentielle pour calibrer les modèles numériques.

Modélisation CFD : visualiser les trajectoires, accumulations et zones sensibles

Les simulations CFD permettent de reproduire les interactions entre l’écoulement de l’air et les particules solides transportées. Selon les besoins du projet, EOLIOS mobilise des modèles adaptés pour simuler les différentes tailles de grains, leur vitesse de dépôt, leur comportement en présence d’obstacles ou d’aspérités du relief.

Ces modèles intègrent les effets de turbulence, les gradients de vitesse au sol, la rugosité et l’évolution temporelle du vent. Ils permettent de cartographier avec précision les zones d’érosion, les couloirs de transport, les dépôts en pied d’ouvrage, ou encore les impacts sur la végétation.

Exemple de la dispersion de poussière issue d'une usine

Applications et cas d’usage : du littoral aux chantiers industriels

Protection du bâti et gestion du risque d’enfouissement

En zone côtière ou désertique, les flux de sable peuvent mettre en péril la stabilité des infrastructures (clôtures, routes, chemins de fer, bâtiments techniques). Nos études permettent de déterminer les hauteurs d’accumulation attendues, les zones de moindre brassage propices au dépôt, et d’évaluer la durabilité des protections existantes (filets brise-vent, talus, palissades).

Des simulations spécifiques peuvent être menées pour optimiser le placement d’écrans, de végétation ou de matériaux anti-érosion. Ces outils sont également précieux pour anticiper l’enfouissement progressif de structures ou les besoins en maintenance de sites techniques (panneaux solaires, capteurs, voies ferrées…).

Zone d'étude type du déplacement de sable

Poussières industrielles : limiter l’impact sanitaire et environnemental

Sur les sites de carrières, de stockage ou de traitement de matériaux pulvérulents, les émissions de poussières peuvent générer des risques sanitaires pour les travailleurs, des nuisances pour les riverains et des dépôts dommageables sur les installations. EOLIOS intervient pour analyser la dispersion des poussières en conditions réelles (vent fort, engins en mouvement, extraction) et proposer des actions correctives : modification de l’orientation des stockages, brumisation, végétalisation, barrières aérauliques.

Les résultats de simulation sont interprétés en lien avec les normes de qualité de l’air et les exigences réglementaires locales, en tenant compte de la sensibilité du site (proximité d’habitations, écoles, zones protégées…).

Exemples de zones d’accumulation de sable

Un accompagnement global pour la maîtrise des phénomènes particulaires

Combiner données réelles, modélisation et expertise métier

L’approche EOLIOS repose sur l’intégration de toutes les dimensions du phénomène : connaissance du terrain, instrumentation de pointe, analyse numérique avancée et interprétation par des ingénieurs spécialisés. Cette combinaison permet d’obtenir des diagnostics fiables, opérationnels, et directement exploitables pour la conception ou l’optimisation des projets.

Nos livrables incluent des cartes dynamiques de flux particulaires, des visualisations 3D des zones à risque, des indicateurs d’érosion ou de dépôt et des recommandations techniques (implantation d’écrans, végétalisation, modification de profils topographiques…).

Que votre projet concerne une infrastructure littorale, un chantier à ciel ouvert, un site sensible exposé au vent ou une zone industrielle soumise à des émissions de poussières, les experts EOLIOS vous accompagnent pour sécuriser, préserver et optimiser l’environnement.