Relevance of a coupled traffic and pollutant emission model using an aggregate traffic modeling approach at the urban scale for environmental assessment
Pertinence d’un modèle couplé trafic et émission de polluants utilisant une approche agrégée de modélisation du trafic à l’échelle urbaine pour l’évaluation environnementale
Résumé
Air pollution generated by road traffic is a major challenge in terms of
public health and the environment. One of the LICIT laboratory's work focuses on traffic management with two objectives: to streamline traffic and reduce emissions of air pollutants at an urban scale. The laboratory has a highperformance MFD traffic model, developed on a large urban scale and based on the multi-reservoir approach. This traffic model has been coupled with the COPERT emissions model developed within the European MAGnUM project. In order to study the relevance of this coupled model for environmental assessment, the coupled traffic-emission model was applied to the metropolis of Lyon, with a spatial division into 10 reservoirs. The traffic model was previously calibrated based on the 2011 data. The results of this model were then provided to the COPERT emission model for estimating pollutant emissions (CO2 for the environment, NOx, and PM10 for health) at the city scale. On the other hand, access to more recent and richer data made it possible to study the influence of calibration on the coupled traffic-emissions model. Thus, part of the work consisted in carrying out a second simulation coupled with the 2018 data, then comparing the 2011 and 2018 emission results. These were then compared with 2018 data from ATMO Auvergne Rhône Alpes. The results show that the new 2018 input data, although more informative, does not improve the results of the 2011 simulation. Moreover, the comparison of the simulation results with the ATMO data shows that, as it stands, the coupled traffic-emission model does not allow a satisfactory estimation of the emissions of CO2, NOx and PM10 pollutants. Besides, the respective contributions of reservoirs to the global emissions do not follow the trend described by ATMO, with reservoirs having their contribution either higher or lower compared to ATMO measurements. Finally, a third simulation was to compare the influence of the spatial division of the field of study in the estimation of pollutant emissions. The ring road having drastically different traffic conditions compared to the urban environment, it seems interesting to study a division of the Lyon metropolitan area into 10 reservoirs, the ring road being isolated to form the 11th one. This 3rd coupled simulation was prepared based on the 2018 data. However, the simulation of the model coupled with this last division could not be finalized in time. To complete the analysis, a planned follow-up of the work presented would consist in carrying out the calculations of the coupled traffic-emissions model on this new "10 reservoirs + peripheral" division and in comparing the results with those of the "10 reservoirs" division obtained in this study.
La pollution atmosphérique générée par le trafic routier constitue un enjeu majeur en termes de santé publique et d’environnement. Un des axes de travail du laboratoire du LICIT porte sur la gestion du trafic avec deux objectifs : fluidifier le trafic et réduire les émissions de polluants atmosphériques à échelle urbaine. Le laboratoire dispose d’un modèle de trafic MFD performant, développé à grande échelle urbaine et s’appuyant sur l’approche « multiréservoirs ». Ce modèle de trafic a été couplé au modèle d’émissions COPERT développé au sein du projet européen MAGnUM. Afin d’étudier la pertinence de ce modèle couplé pour l’évaluation environnementale, le modèle couplé trafic-émission a été appliqué sur la métropole de Lyon, avec un découpage spatial de la métropole en 10 réservoirs. Le modèle de trafic avait été précédemment calé sur la base de données 2011. Les résultats de ce modèle ont alors été fournis au modèle d’émission COPERT pour estimer les émissions de polluants (CO2 pour l’environnement ; NOx et PM10 pour la santé) à l’échelle de la ville. D’autre part, l’accès à des données plus récentes et plus riches a permis d’étudier l’influence du calage du modèle couplé trafic-émissions. Ainsi, une partie du travail a consisté à réaliser une seconde simulation couplée avec les données 2018, puis à comparer les résultats d’émission 2011 et 2018. Ces derniers ont ensuite été comparés aux données 2018 d’ATMO Auvergne Rhône Alpes. Les résultats montrent que les nouvelles données d’entrée 2018, bien que plus riches en informations, n’améliorent pas les résultats de la simulation 2011. Par ailleurs, la comparaison des résultats des simulations avec les données ATMO montre qu’en l’état actuel, le modèle couplé trafic-émission ne permet pas d’estimer de manière satisfaisante les émissions de polluants CO2, NOx et PM10. De plus, les contributions respectives des réservoirs aux émissions globales ne suivent pas la tendance décrite par ATMO, des réservoirs voyant leur contribution soit plus, soit moins importante par rapport aux mesures ATMO. Enfin, une troisième simulation devait permettre de comparer l’influence du découpage spatial du domaine d’étude dans l’estimation des émissions de polluants. Le périphérique possède des conditions de trafic différentes par rapport au milieu urbain, c’est pourquoi il apparaît intéressant d’étudier un découpage de la métropole de Lyon en 10 réservoirs où le périphérique serait isolé pour constituer un 11ème réservoir. Cette troisième simulation couplée a été préparée sur la base des données 2018. Cependant, la simulation du modèle couplé sur ce dernier découpage n’a pu être finalisée à temps. Pour achever l’analyse, une suite envisagée des travaux présentés consisterait alors à réaliser les calculs du modèle couplé trafic-émissions sur ce nouveau découpage « 10 réservoirs + périphérique » et à en comparer les résultats avec ceux du découpage « 10 réservoirs » obtenus dans la présente étude.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
|---|