Vers une nouvelle stratégie de modélisation CFD de la dispersion turbulente et de la réactivité des effluents aéronautiques à l'échelle aéroportuaire

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Les prévisions les plus récentes du trafic aérien mondial dévoilent pour la période 2010-2030 une augmentation significative de l'ordre de 4 à 5 % par an et l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI) a montré ces dernières années un intérêt croissant pour la surveillance des émissions des moteurs aéronautiques qui contribuent à la dégradation de la qualité de l'air dans la zone aéroportuaire. Afin d'évaluer précisément l'impact environnemental des émissions aéronautiques et de proposer des voies d'amélioration efficace, il est indispensable de s'appuyer sur un accroissement des capacités de prédiction des simulations en mécanique des fluides (CFD) multi-physiques et multi-échelles. ***L'objectif de la présente proposition vise à la mise en place d'une méthodologie innovante et d'outils pertinents permettant d'accroître les capacités de prédiction des modèles de dispersion et de réactivités des effluents aéronautiques par une meilleure prise en compte des sources à micro-échelles. Le programme à l'ambition de proposer une nouvelle stratégie de calcul à l'interface de plusieurs domaines scientifiques comme l'aérodynamique, la combustion, la chimie et la microphysique. ***Afin de satisfaire à l'objectif général, le programme s'organise autour de cinq objectifs à court moyen terme complémentaires : ***1. Améliorer la prédiction des émissions gazeuses et particulaires produites par les moteurs d'avion dans les conditions réalistes des opérations aéroportuaires pour un cycle de décollage et d'atterrissage (c.-à-d. en fonction de la poussée) ;***2. Développer et améliorer les simulations numériques des grandes échelles (LES) existantes pour la dispersion turbulente des effluents aéronautiques dans le champ proche du sillage tourbillonnaire de l'aéronef, en configuration hypersustentée ;***3. Développer une meilleure compréhension et une modélisation fine de la dynamique des aérosols et leurs précurseurs, notamment les UFP (Ultra Fine Particles), dans le sillage proche de l'avion pour un cycle de décollage et d'atterrissage ;***4. Développer une stratégie de modélisation multi-échelle et multi-physique de la dispersion des effluents dans l'environnement aéroportuaire à partir de simulations CFD en incluant les processus physico-chimiques des sources ;***5. Proposer une méthode de validation de l'ensemble des différentes étapes de modélisation de la dispersion des effluents du champ proche du moteur dans l'environnement aéroportuaire, en combinant des comparaisons avec des bases de données expérimentales.***Les retombées de cette recherche aideront le secteur aéronautique canadien, des contributeurs majeurs de la croissance économique du Canada, à améliorer leur gestion environnementale ainsi qu'à anticiper les futures contraintes que pourraient imposer les pouvoirs publics qu'ils soient nationaux ou internationaux.**