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Face aux enjeux grandissant de protection sanitaire des populations urbaines, l’offre de systèmes de dépollution fixes ou mobiles, à même de réduire les polluants mais aussi les gaz à effet de serre sur un territoire, se développe. L’offre actuelle de systèmes de captage de la pollution atmosphérique est très diversifiée : banc filtrant à base de mousse, colonne Morris à base d’algues, colonne de filtres à air, abris bus végétalisé, …

Il existe en outre également une offre de systèmes mobiles embarqués sur des véhicules captifs des zones urbaines (bus, camions poubelles, ...), basée sur le principe de filtration mécanique constitué de fibres non tissées. Ce système de filtration mécanique a une durée de vie limitée et doit être changé régulièrement (1 ou 2 ans). Ce changement de produits génère des déchets qui sont à ce jour principalement valorisé d’un point de vue énergétique, souvent par incinération.

L’idée centrale de la thèse est de développer un système de dépollution pouvant être embarqué sur un véhicule, dont la durée de vie soit allongée, la cible étant de s’affranchir de tout changement sur la vie du véhicule.

La question de recherche de la présente thèse est donc la suivante : quels sont les mécanismes de transport, de dépôt et de piégeage de particules dans des écoulements faiblement turbulents ?

L'objectif de développement sera de tirer parti de la compréhension des phénomènes afin de proposer un système de dépollution pouvant être adapté sur un véhicule automobile, c’est-à-dire en respectant le cahier des charges automobile et en appliquant ses critères limitants, les contraintes d’architecture et d’aérodynamique spécifiques à l'industrie automobile, et en incluant des considérations liées à la totalité du cycle de vie afin de minimiser l’impact environnemental du système.

Les verrous scientifiques sont de plusieurs ordres :

• D’un point de vue physique, il s'agira de comprendre et modéliser l'impact de la diffusion turbulente sur le transport puis le dépôt de particules, en fonction de leur taille et de la nature de l'écoulement porteur ;
• D’un point de vue plus mécanique, il faudra étudier les effets des structures turbulentes générées sur le dépôt ;
• Enfin d'un point de vue physico-chimique, il faudra comprendre comment s'assurer du piégeage des particules sur la surface de collecte (étude et influence de la matière) dans les conditions d’usage du véhicule (vitesse, aérodynamique, conditions atmosphériques (humidité, …) et nature des particules (corps solide et gouttelettes d’aérosol).