Étude expérimentale des mécanismes et des conditions d'envol des poussières. Application aux chantiers de terrassement.

Les chantiers de génie civil sont fortement émetteurs de poussières. Ils représentaient 18% des émissions en France en 2018, soit environ 138 000 tonnes de particules mises en suspension. La circulation des engins lors de la phase des terrassements est la principale cause des émissions. Elle a lieu sur des pistes non revêtues construites à partir de sols compactés qui se dégradent progressivement. Cela génère des nuages de poussières qui peuvent avoir des impacts sanitaires, environnementaux et qui atténuent la visibilité. Pour limiter ces nuisances, les terrassiers arrosent abondamment les pistes de circulation, ce qui entraîne un gaspillage d’eau. A l’heure actuelle, les mécanismes d’apparition, d’envol et de transport des poussières sur les chantiers sont mal quantifiés. Cette thèse vise à étudier les processus qui entraînent des particules de sol, initialement liées entre elles au sein d’une matrice granulaire, à devenir des aérosols atmosphériques.Dans un premier temps, le mécanisme d’apparition des poussières est étudié en simulant la circulation de pneus sur différents sols. Dans une seconde phase, le processus d’initiation de l’envol des particules est étudié en soufflerie en considérant les phénomènes aérodynamiques à l’interface sol-atmosphère. Un modèle basé sur la turbulence convective est mis en place pour quantifier la capacité des sols à émettre des poussières. Le transport des particules dans les écoulements de sillage est également étudié en soufflerie à l’aide de maquettes. Les essais en laboratoire sont complétés par des expérimentations in-situ sur piste d’essais avec différents véhicules. Ce travail met en évidence l’influence des paramètres géotechniques, environnementaux et aérodynamiques qui conduisent à une augmentation de la concentration des poussières en suspension lors de la circulation des engins de chantier.