Critères relatifs aux modèles de dispersion

Les sciences cognitives constituent, depuis 25 ans environ, un nouveau secteur ras- semblant de nombreuses disciplines des sciences exactes et expérimentales autour de dis- ciplines des sciences humaines. On y retrouve des disciplines comme la psychologie, la linguistique, la philosophie, l’anthropologie, l’intelligence artificielle et les neurosciences etc., regroupées autour d’un même projet, l’étude de l’activité de connaissance sous toutes ses formes : perception, mémoire, langage, apprentissage, résolution de problèmes, concep- tualisation, planification de comportements passionnels, gestion des émotions, action.

Les sciences cognitives ont pour objet la description, l’explication et la simulation des mécanismes de la pensée humaine, animale ou artificielle, et plus généralement de tout système complexe de traitement de l’information capable d’acquérir, conserver, utiliser et transmettre des connaissances. Elles reposent sur l’étude et la modélisation de phéno- mènes aussi divers que la perception, l’intelligence, le langage, la mémoire, l’attention, le raisonnement, les émotions ou même la conscience. On trouve un quadruplet fondamental de méthodes au coeur des sciences cognitives : la conceptualisation, l’expérimentation, la modélisation et la simulation. La derni`re étant la plus fortement caractérisée par l’essor de l’informatique, c’est pourquoi l’ordinateur joue un rôle majeur dans cette démarche. La conceptualisation est une mise en forme essentiellement verbale visant la description précise des causes, du fonctionnement ou de la structure d’un phénomène (observé ou attendu). Elle peut s’appliquer à différents niveaux, que ce soit la description d’un méca- nisme mental de haut niveau tel qu’un raisonnement précis dans un contexte donné, ou l’explication de bas niveau du fonctionnement cérébral. L’expérimentation vise la mani- pulation des variables, elle peut naturellement s’appuyer sur une conceptualisation afin d’induire un effet expérimental. La différence entre conceptualisation et modélisation se situe dans la mathématisation. La simulation, à son tour, cherche à faire vivre le modèle : la modélisation est donc une étape statique alors que la simulation est dynamique.

Très brièvement, les sciences cognitives cherchent à expliquer les fonctions cognitives de l’homme en termes d’algorithmes informatiques qui, à son tour, réalisent le traitement des données d’entrée en données de sorties. Elles partent du principe : Entrée de données – Traitements de données – Sortie de résultats.Le thème développé dans le cadre du présent mémoire de recherche porte sur « Modé- lisation cognitive : application au développement de programme de simulation de phéno- mène d’advection-diffusion 2D par la méthode de volumes finis en vue de modélisation de pollution atmosphérique ». Les méthodes menées au nous ont permis de simuler numéri- quement les phénomènes d’advection-diffusion de la concentration d’un polluant dans un écoulement permanent bidimensionnel dans une région géographique réelle bien définie et nous avons constaté que ce type de modélisation représente fidèlement la réalité.

Les types de modélisation Les échelles considérées

Les critères relatifs au type de la source (ponctuelle, linéique, surfacique, volumique), sont pris dans cette partie car ils concernent directement les effets de la source sur la dispersion. Les critères (source variable, source multiple) sont également mis dans cette partie. Les critères supplémentaires suivants permettent de préciser si les effets relatifs aux flux initiaux de quantité de mouvement et de chaleur ainsi que ceux induits par la présence d’un bâtiment situé à proximité de la source, sont pris en compte par le modèle de dispersion :— « surhauteur cinématique » : ce critère est sélectionné lorsque les effets relatifs à la quantité de mouvement initiale des rejets sont pris en compte (vitesse de rejet des effluents à la cheminée par exemple).— « fumigation » : ce critère est sélectionné pour préciser que les phénomènes de fu- migation du panache sont pris en compte. La fumigation est souvent à rapprocher des phénomènes météorologiques de brise de brise de mer, mais elle peut également avoir d’autres origines.

Les effets de la variabilité des conditions météorologiques

« chimie simplifiée » : ce critère est sélectionné pour préciser que la chimie prise en compte concerne essentiellement des réactions simples pouvant être traitées sépa- rément les unes des autres et faisant intervenir uniquement les polluants émis par une source. Les transformations chimiques sont traitées en utilisant des décrois- sances linéaire ou exponentielle selon les cas. Les constantes de temps relatives aux réactions peuvent parfois être une données d’entrée que l’utilisateur doit fournir.— « pré-processeur météorologique » : ce critère est sélectionné pour préciser que le modèle utilise des données fournies par un pré-processeur météorologique. Dans ce cas, le pré-processeur renvoie au modèle des informations concernant la structure verticale de l’atmosphère (longueur de Monin-Obukhov, vitesse convective, hauteur de la couche limite atmosphérique). Le pré-processeur météorologique utilise en général des informations de lieu (longitude, latitude), de temps (jour de l’année, heure de la journée) et des mesures provenant des stations météorologiques. Le pré- processeur mét eorologique utilisé par le modèle, lorsqu’il est identifié, est indiqué dans le champ texte relatif aux modèles liés.