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Numerical and experimental study of pollutant dispersion on and around a river ship
T. Rappaport * (1,2), G. Fokoua (2), A. Mehel (2), B. Arcen (1), A. Tanière (1)
1. Université de Lorraine, CNRS, LEMTA, Nancy, France
2. ESTACA, ESTACA’Lab – Paris-Saclay, Montigny-le-Bretonneux, France
[2026]
Résumé
La pollution atmosphérique par les particules fines et ultrafines est responsable de millions de décès prématurés dans le monde. L'impact des navires fluviaux sur la qualité de l'air reste toutefois mal documenté. Cette étude propose une méthodologie combinant mécanique des fluides numérique (CFD) et soufflerie pour cartographier les concentrations de particules autour d'un bateau de croisière. Le M.S.?Lafayette, de la flotte de CroisiEurope, est modélisé sous ANSYS Fluent avec un modèle k-? SST, réputé précis dans des scénarios de décollement de couche limite et de gradients de pression défavorables, couplé au modèle inertiel de Zaïchik. Les résultats montrent que les recirculations à l'arrière du navire concentrent les particules ultrafines en périphérie des tourbillons et que celles?ci suivent fidèlement les lignes d'écoulement, comme le montre la comparaison entre vitesse et concentration normalisées. Cette approche fournit une base solide pour évaluer l'exposition des passagers et du personnel naviguant ainsi que des riverains à la pollution aux particules fines et ultrafines.
Mots clés
MFN, PM, Dispersion particulaire, Bateaux, Fluvial, Soufflerie
Abstract
Atmospheric pollution by fine and ultrafine particles causes millions of premature deaths worldwide. The contribution of inland ships to this problem remains poorly quantified. We present a combined numerical and experimental methodology to map particle concentrations around a river cruise ship. The M.S.?Lafayette is modelled in ANSYS Fluent using a k-? SST turbulence model coupled with the Diffusion Inertia Model for particle dispersion of Zaïchik (Zaïchik et al., 2010). Results reveal that recirculation vortices at the stern confine ultrafine particles at their periphery and that the particles faithfully follow the flow, as shown by the comparison of normalized velocity and concentration fields. This methodology provides a robust basis for assessing passenger exposure to particulate matter and guiding the design of new policies to control inland vessels emissions.
Keywords
CFD, PM, particle dispersion , Ships, Rivers, Wind Tunnel
DOI
10.25576/ASFERA-CFA2026-50162
