2.4. Principes de la modélisation spatiale

Comme nous l’avons précédemment évoqué, le réseau routier pris en compte dans la modélisation de la dispersion contient environ 3 000 tronçons. Les capacités de la version utilisée du logiciel ADMS étant limitées à 150 tronçons par calcul, la zone de ville de Lyon a été sous-découpée en 26 dalles, chacune contenant toujours moins de 150 tronçons. Les calculs ont ainsi été effectués dalle par dalle pour ensuite pouvoir assembler les résultats. Comme il a été choisi de construire des dalles exactement jointives (sans chevauchement) préalablement au calcul, il a été nécessaire de découper tous les tronçons à cheval sur deux dalles pour affecter chaque demi-tronçon obtenu à sa dalle respective.

La rugosité influence le mode de dispersion de la pollution atmosphérique au niveau du sol. Cette rugosité dépend de l’occupation du sol. C’est dans les centres-villes et les forêts qu’elle est la plus forte (rugosité égale à 1 mètre). Celle-ci descend à 0,5 mètre pour les périphéries des villes jusqu’à 0,005 ou 0,001 mètre pour les prairies rases et les déserts sableux¹³⁸. Nous avons ainsi adapté la valeur de rugosité à chacune des 26 dalles. Pour toutes les dalles du centre de Lyon, nous avons retenu une rugosité de 1 mètre. Puis cette valeur diminue en fonction de la densité du bâti présent sur la dalle. Comme le montre la figure suivante, les valeurs de rugosité s’échelonnent de 0,9 à 0,6 mètre.

© BARBARINO-SAULNIER Natalia, 2004.

En plus de cette information, la modélisation des rues est nécessaire au bon fonctionnement du modèle. Il a ainsi été nécessaire de décrire géographiquement en trois dimensions chacun des 3 200 tronçons de rue du réseau. Les trois paramètres retenus pour cette description sont :

• la longueur du tronçon,
• la largeur de la rue sur ce tronçon,
• la hauteur moyenne des bâtiments longeant la rue.

La longueur de chaque tronçon est calculée très simplement grâce au logiciel MapInfo. La détermination du profil de la rue (largeur et hauteur moyenne des bâtiments) est beaucoup plus complexe. Celle-ci a nécessité une analyse approfondie des caractéristiques du bâti renseignées dans le Système Urbain de Référence (SUR). Dans un premier temps, il s’agit de définir si le profil de la rue est fermé (rue en U ou rue en canyon) ou ouvert. Ensuite, si la rue est définie comme fermée, il faut déterminer les paramètres qui la décrivent, à savoir sa largeur et sa hauteur. L’attribution du caractère fermé ou ouvert ainsi que les règles de calcul de la largeur et de la hauteur ont été définies par un travail commun avec le CETE de Lyon en s’appuyant sur les éléments théoriques donnés dans le guide technique du logiciel ADMS.

La difficulté de cet exercice de modélisation des rues tient au fait que les tronçons de rue considérés n’ont pas un profil homogène. Il a donc fallu trouver pour chaque tronçon le profil qui le caractérise le mieux, tel un « profil moyen ». Pour déterminer ce profil moyen, chaque tronçon a été examiné et renseigné tous les 10 mètres. Les caractéristiques de ces « sous-profils » ou coupes permettent de déduire un profil moyen.

La méthode exacte de définition des profils appliquée successivement à chacun des 3 200 tronçons a été la suivante. Chaque tronçon est parcouru de son origine à son extrémité avec un pas de 10 mètres. Tous les 10 mètres, le sous-profil ou coupe est caractérisé en recherchant la distance à laquelle se trouve le bâtiment le plus proche du centre de la voie (recherche perpendiculaire à l’axe de la rue, des deux cotés) :

• S’il n’y a pas de bâtiment présent à moins de 100 mètres des deux cotés de la rue, le sous-profil est considéré ouvert. Les profils de rue semi-ouverts sont assimilés à des profils ouverts.
• Si des bâtiments sont présents à moins de 100 mètres des deux cotés de la rue, il convient de calculer la largeur « l » du sous-profil comme la distance entre les deux bâtiments qui bordent la rue et « h » comme la hauteur moyenne des deux bâtiments. On en déduit le rapport « h/l » du sous-profil.

Une fois ce rapport calculé pour tous les sous-profils d’un tronçon, il faut calculer le rapport « h/l » moyen du tronçon. Pour ce calcul, les rapports « h/l » à l’origine et à l’extrémité du tronçon ont systématiquement été exclus car situés par définition à des intersections de rues et donc à priori ouverts et sans lien avec le profil réel du tronçon. Puis, si le rapport « h/l » moyen du tronçon est inférieur à 1/3, le tronçon est considéré comme ouvert. Si au contraire le rapport « h/l » moyen du tronçon est supérieur ou égal à 1/3, le tronçon est considéré fermé. Dans ce cas, la hauteur moyenne du tronçon correspond à la moyenne des hauteurs non nulles et la largeur moyenne du tronçon correspond à la moyenne des largeurs pour lesquelles la hauteur est supérieure à 0.

La figure suivante représente l’ensemble des 3 200 tronçons et qualifie la nature de leur profil (fermé ou ouvert).

© BARBARINO-SAULNIER Natalia, 2004.

Cette démarche de modélisation des rues nécessaire au mode de calcul de dispersion de la pollution atmosphérique offre une représentation novatrice de la géométrie des voies qui vient considérablement enrichir la connaissance du territoire lyonnais.