Source de ligne - Line source

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Voie express nord-sud en Malaisie . Une route peut être une source de ligne de l' air et la pollution sonore et ne doit pas être une ligne droite.

Une source linéaire , par opposition à une source ponctuelle , une source surfacique ou une source volumique , est une source d'air, de bruit, de contamination de l'eau ou de rayonnement électromagnétique qui émane d'une géométrie linéaire (unidimensionnelle). Les sources linéaires les plus importantes sont la pollution de l'air sur les chaussées , les émissions atmosphériques des avions , le bruit des chaussées , certains types de sources de pollution de l'eau qui émanent d'une étendue de rivière plutôt que d'un point discret, des tubes lumineux allongés, certains modèles de dose en physique médicale et électromagnétique. antennes . Alors que les sources ponctuelles de pollution ont été étudiées depuis la fin du XIXe siècle, les sources linéaires n'ont pas reçu beaucoup d'attention de la part des scientifiques jusqu'à la fin des années 1960, lorsque les réglementations environnementales pour les autoroutes et les aéroports ont commencé à émerger. Dans le même temps, les ordinateurs dotés de la puissance de traitement nécessaire pour répondre aux besoins de traitement des données des modèles informatiques nécessaires pour s'attaquer à ces sources unidimensionnelles sont devenus plus disponibles.

En outre, cette époque des années 1960 a vu la première émergence de scientifiques de l' environnement qui couvraient les disciplines nécessaires à la réalisation de ces études. Par exemple, les météorologues, les chimistes et les informaticiens dans le domaine de la pollution atmosphérique ont dû créer des modèles complexes pour aborder la modélisation de la dispersion atmosphérique des routes . Avant les années 1960, ces spécialités avaient tendance à travailler dans leurs propres disciplines, mais avec l'avènement du NEPA , du Clean Air Act , du Noise Control Act aux États-Unis et d'autres lois fondamentales, l'ère de la science environnementale multidisciplinaire avait commencé.

Pour les sources linéaires électromagnétiques, les principales avancées de la modélisation informatique sont survenues en Union soviétique et aux États-Unis lorsque la fin de la Seconde Guerre mondiale et la guerre froide ont été combattues en partie par les progrès de la guerre électronique , y compris les technologies des réseaux d'antennes actives.

Source de pollution atmosphérique linéaire

Article principal: modélisation de la dispersion de l'air sur les routes

Les niveaux de pollution de l'air à proximité des autoroutes principales et des artères urbaines sont en violation des normes nationales de qualité de l'air ambiant des États-Unis, où des millions d'Américains vivent ou travaillent. Même l'intérieur d'un bâtiment ne protège pas vraiment les habitants de la mauvaise qualité de l'air extérieur, car l'air extérieur est l'alimentation d'admission, et il est bien connu que la qualité de l'air intérieur est généralement pire que l'air extérieur.

Une chaussée parcourue par des véhicules automobiles peut être idéalisée par une source linéaire émettant des polluants atmosphériques. Ce problème mathématique a été résolu pour la première fois en 1970 grâce à une collaboration entre la physique , les mathématiques et l' informatique . La théorie originale supposait des conditions de circulation et de météorologie en régime permanent sur une route parfaitement rectiligne. Actuellement, les modèles ont évolué pour traiter la météorologie variable, les opérations de trafic variant dans le temps et les géométries complexes de la plate-forme. La technologie actuelle permet aux concepteurs d'autoroutes et aux urbanistes d'analyser les plans de développement de routes alternatives et d'évaluer les impacts sur la qualité de l'air. La même théorie du modèle de base peut être appliquée aux opérations aéroportuaires, puisque la source linéaire est simplement une ligne inclinée. Au début des années 1970, ces modèles ESL ont été affinés en modèles de sources de surface pour tenir compte de la largeur finie de la chaussée.

Source de bruit linéaire

Article principal: Bruit de la chaussée
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Le New Jersey Turnpike a été l'une des premières sources de ligne analysées pour le bruit

Le bruit de la chaussée est l'exemple le plus important d'une source de bruit linéaire, car il représente environ 80 pour cent de l'exposition au bruit ambiant des humains dans le monde. Dans les années 1960, lorsque la modélisation informatique de ce phénomène s'est perfectionnée, les premières applications de la modélisation linéaire du bruit de source sont devenues systématiques. Après l'adoption de la loi sur la politique nationale de l'environnement et de la loi sur la lutte contre le bruit, la demande d'analyse détaillée a explosé et les décideurs ont commencé à se tourner vers les scientifiques acousticiens pour obtenir des réponses concernant la planification de nouvelles routes et la conception de l' atténuation du bruit . L'intensité du bruit de la chaussée est régie par les variables suivantes: le trafic (vitesse, mélange de camions , âge du parc de véhicules ), le type de surface de la chaussée, les types de pneus, la géométrie de la chaussée, le terrain, la micrométéorologie et la géométrie des structures de la zone.

En raison de la complexité des variables, un modèle acoustique de source linéaire doit être un modèle informatique capable d'analyser les niveaux sonores à proximité des routes. Les premiers modèles significatifs sont apparus à la fin des années 60 et au début des années 70. Deux des principales équipes de recherche étaient BBN à Boston et ESL Inc. de Sunnyvale, Californie. Ces deux groupes ont développé des modèles mathématiques complexes pour permettre l'étude de nouvelles conceptions de routes, des opérations de circulation et des stratégies d' atténuation du bruit dans un cadre arbitraire. Les modifications ultérieures des modèles sont devenues largement utilisées par les départements des transports des États et les urbanistes, mais la précision des premiers modèles a peu changé en 40 ans.

En général , les faisceaux de rayons sonores modèles acoustiques source de ligne de trace et calculate répartition des pertes ainsi que la divergence de faisceau de rayons (ou convergence} des phénomènes de réfraction. La diffraction est généralement traitée par l' établissement d' émetteurs secondaires en tout point de topographique ou anthropomorphique « netteté » (tels que les barrières anti-bruit ou La météorologie peut être abordée de manière statistique permettant des statistiques réelles de rose des vents et de vitesse du vent (ainsi que des données de thermocline ).

Source de ligne de pollution de l'eau

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Colorado River , recevant effectivement une source linéaire de limon des côtés du Grand Canyon .

Les applications de source linéaire dans le domaine de la dispersion des polluants dans l'eau sont moins courantes. Ce phénomène survient généralement lorsque le ruissellement de surface décape les contaminants du sol des couches supérieures du sol et transporte ces polluants vers une eau réceptrice linéaire, comme une rivière. Les pratiques de gestion des terres sous-jacentes qui mènent à de telles sources de pollution de l'eau sont l' exploitation forestière , l' application de pesticides , le nivellement de la construction , les activités de brûlis et le ruissellement des eaux pluviales urbaines .

Là encore, des modèles informatiques sont nécessaires pour traiter la complexité d'une telle décharge linéaire étendue dans un milieu dynamique tel que de l'eau qui coule. L'eau de ruissellement de surface qui en résulte, transportant des polluants, peut être considérée comme une canalisation se déversant dans une rivière ou un cours d'eau. La composition chimique de ce ruissellement de surface peut être caractérisée par un modèle de ruissellement de surface tel que l'algorithme de précipitation de ruissellement de l'USGS, tandis que le transport dans le cours d'eau peut être analysé par un modèle dynamique de polluants fluviaux comme le DSSAM .

Source de ligne d'émission lumineuse

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Tubes d' éclairage fluorescent T8 courants utilisés dans les environnements de bureau

Dans l'étude de l'éclairage, une variété de sources sont de nature linéaire, le plus souvent le tube fluorescent.Pendant le processus de conception de l'éclairage intérieur, il est important de calculer l'intensité lumineuse aux postes de travail ou à d'autres zones utilisateur, non seulement pour assurer une lumière suffisante est présente, mais surtout pour éviter une sur-illumination et son gaspillage d'énergie ainsi que des effets néfastes sur la santé. Ainsi, les scientifiques impliqués dans les calculs de transmission de la lumière utilisent des modèles informatiques qui reconnaissent les sources linéaires lorsque des luminaires fluorescents sont utilisés. Dans un cadre typique, il peut y avoir des centaines de sources lumineuses de longueur finie qui comprennent la sortie de lumière dans un environnement de bureau. Un concept connexe est celui des tubes ultraviolets utilisés en photothérapie , où le rayonnement de sortie du tube peut être modélisé avec précision en traitant le tube comme une source linéaire. À plus grande échelle, une chaussée éclairée peut agir comme une source linéaire de pollution lumineuse .

Voir également

Les références

  1. ^ Michael Hogan, Base théorique de la diffusion atmosphérique à partir d'une source linéaire , ESL Inc., Laboratoire des systèmes environnementaux, Publication IR-29, Sunnyvale, Californie, 4 mai 1970
  2. ^ Richard J. Venti, Modèles de diffusion atmosphérique pour les sources routières , ESL Inc., Laboratoire des systèmes environnementaux, Publication ET-22, Sunnyvale, Californie, 5 octobre 1970.
  3. ^ Loi publique n ° 92-574, 86 Stat. 1234 (1972) Noise Pollution and Abatement Act of 1972 , codification modifiée à 42 USC 4901-4918 (1988)
  4. ^ John Shadely, Analyse acoustique du projet d'élargissement de l' autoroute à péage du New Jersey entre Raritan et East Brunswick , Bolt Beranek et Newman, 1973
  5. ^ Algorithme de précipitation de ruissellement du United States Geological Survey Archivé le 10/06/2007 à la Wayback Machine
  6. ^ David Robert Grimes , Chris Robbins, Neil John O'Hare. Modélisation de la dose en photothérapie ultraviolette , Physique médicale, 37 (10) octobre 2010

Liens externes