Dispersion des particules issues du freinage des trains en stations souterraines.

Overview & Synopsis

La qualité de l’air est devenue un enjeu sanitaire majeur dans le monde. Rapportés au voyageur.kilomètre, les transports en commun permettent de diminuer les émissions polluantes mais ils n’en sont pas exempts. Du fait de l’usure de ses composants (roue, rail, ballast, pantographe, caténaire, frein), l’exploitation ferroviaire génère des polluants particulaires. Ceux-ci peuvent s’accumuler dans les enceintes ferroviaires souterraines à cause des effets de confinement. Les études d’impact de cette pollution restant rares, SNCF a engagé dès le début des années 2000 des travaux sur le sujet. En 2016, un programme de caractérisation de la qualité de l’air dans 24 gares souterraines du réseau Transilien a été mis en œuvre. Il est nécessaire de compléter ces connaissances par celle des mécanismes de dispersion des particules émises au freinage en gare souterraine pour implémenter des solutions pérennes. L’objet de cette thèse est donc de caractériser cette dispersion. Pour cela, une approche couplée numérique et expérimentale est proposée. La dispersion est d’abord étudiée grâce à des simulations Euler-Lagrange. La configuration d’étude numérique a ensuite été reproduite en soufflerie. Des campagnes de mesures monophasiques (PIV) et diphasiques permettent ensuite de valider les simulations. De là, les principales régions de l’écoulement responsables de la dispersion des particules de freinage sont identifiées. Les résultats montrent que les structures cohérentes générées par le matériel roulant ont une grande influence sur la dispersion des particules émises lors du freinage. Toutefois elles ne sont pas responsables de la dispersion de ces particules nouvellement émises vers le quai. Enfin, de nombreuses particules se déposent dans la cavité du bogie qui les a émises.