PARIS – 08 Mai 2024 – Une avancée majeure dans la lutte contre la pollution de l’air vient d’être annoncée : une nouvelle méthode de simulation accélérée des nanoparticules, ces particules microscopiques dangereuses. Cette méthode, développée par des chercheurs, permet de simuler le comportement des nanoparticules jusqu’à 4000 fois plus vite, ouvrant de nouvelles perspectives dans la compréhension et la gestion de la pollution de l’air. Découvrez en détail comment cette technologie pourrait révolutionner la lutte contre ce fléau.

Comprendre l’invisible menace des nanoparticules

La pollution de l’air, un fléau invisible, est intimement liée à des problèmes de santé graves tels que les accidents vasculaires cérébraux, les maladies cardiaques et le cancer. Les nanoparticules, présentes dans les gaz d’échappement et la fumée des incendies, sont particulièrement préoccupantes. Or, prédire leur comportement dans l’air s’avère un défi complexe.

Une étude récente suggère qu’une méthode novatrice de simulation du mouvement des particules microscopiques dans l’air pourrait considérablement améliorer les efforts de lutte contre la pollution atmosphérique. Des chercheurs ont mis au point une nouvelle approche de modélisation informatique qui améliore considérablement la précision et l’efficacité de la simulation du comportement des nanoparticules dans l’air.

Un gain de temps considérable

L’équipe de recherche affirme que cette avancée pourrait réduire considérablement le temps nécessaire aux simulations. Des simulations qui prenaient auparavant des semaines pourraient désormais être réalisées en quelques heures.

Grâce au supercalculateur national britannique ARCHER2, les chercheurs des universités d’Édimbourg et de Warwick ont mis au point une méthode qui permet de calculer jusqu’à 4 000 fois plus rapidement un facteur clé régissant le déplacement des particules, appelé force de traînée.

La clé : une modélisation innovante du flux d’air

Au cœur de cette approche se trouve une nouvelle façon de modéliser le flux d’air autour des nanoparticules. Elle repose sur une solution mathématique basée sur la façon dont les perturbations de l’air causées par les nanoparticules s’estompent avec la distance. Appliquée à la simulation, cette méthode permet aux chercheurs de zoomer beaucoup plus près des particules sans compromettre la précision.

Cette approche diffère des méthodes actuelles, qui consistent à simuler de vastes régions d’air environnant pour imiter un flux d’air non perturbé, ce qui nécessite beaucoup plus de puissance de calcul.

applications potentielles multiples

En permettant des simulations rapides et précises à l’échelle nanométrique, cette nouvelle approche pourrait aider à mieux prédire le comportement de ces particules à l’intérieur du corps. L’équipe de recherche souligne que cette avancée pourrait non seulement contribuer à l’élaboration d’outils améliorés de surveillance de la pollution de l’air, mais aussi éclairer la conception de technologies basées sur les nanoparticules, telles que les particules fabriquées en laboratoire pour l’management ciblée de médicaments.

L’étude, publiée dans le *Journal of Computational Physics*, a été soutenue par le Conseil de recherches en sciences et en génie (CRSNG).

Les chercheurs s’expriment

Le Dr Giorgos Tatsios, auteur principal de l’étude et membre de l’École d’ingénierie de l’Université d’Édimbourg, a déclaré : Les particules en suspension dans l’air à l’échelle nanométrique sont parmi les plus nocives pour la santé humaine, mais aussi les plus difficiles à modéliser.Notre méthode nous permet de simuler leur comportement dans des flux complexes beaucoup plus efficacement, ce qui est crucial pour comprendre où elles vont et comment atténuer leurs effets.

Le professeur Duncan Lockerby, de l’École d’ingénierie de l’Université de Warwick, a ajouté :

Cette approche pourrait débloquer de nouveaux niveaux de précision dans la modélisation de la façon dont les particules toxiques se déplacent dans l’air – des rues de la ville aux poumons humains – ainsi que de la façon dont elles se comportent dans les capteurs avancés et les environnements de salles blanches.
professeur Duncan Lockerby, université de Warwick

FAQ

• Qu’est-ce que la force de traînée ? C’est un facteur clé qui régit la façon dont les particules se déplacent dans l’air.
• Pourquoi est-il significant de modéliser les nanoparticules ? Les nanoparticules sont dangereuses pour la santé et difficiles à suivre. La modélisation aide à comprendre leur comportement.
• Quels sont les avantages de cette nouvelle méthode ? Elle est plus rapide et plus précise que les méthodes précédentes, ce qui permet de mieux comprendre et de lutter contre la pollution de l’air.

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