L’impact environnemental du changement climatique, une corrélation avec le cycle hydrologique et la concentration de la pollution dans la région Litani

Environmental impact of climate change, a correlation with the hydrological cycle and concentration of pollution in the Litani region

• Auteur / Autrice : Ali Hayek
• Direction : Evelyne Garnier-Zarli, Samir Abbad Andaloussi, Tayssir Hamieh, Joumana Toufaily
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Techniques de l'Environnement
• Date : Soutenance le 28/01/2021
• Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains - laboratoire Eau- Environnement et Systèmes Urbains / LEESU
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tayssir Hamieh, Joumana Toufaily, Sophie Laruelle, Nabil Tabaja, Thibault Roques-Carmes, Sarah Dorner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Litani (cours d'eau)

Cycle hydrologique

Méthodes statistiques

Pollution de l'eau

Mots clés libres

Rivière Litani

Paramètres physico-Chimiques

Facteurs Environnementaux

Extrêmes records

Pollution de l’eau

Analyses Multi variées

Litani River

Water pollution

Physicochemical parameters

Multi-Varied analysis

Extremes records

Environmental factors

Résumé

Dans cette thèse, nous nous intéressons d’une part à modéliser l’impact des facteurs météorologiques (température, précipitation) sur la qualité et la quantité de l’eau de la rivière Litani au Liban, et d’autre part évaluer la pollution de l’eau de la rivière Litani sur plusieurs stations en se basant sur les paramètres physicochimiques. La question posée est de déterminer les sources de pollution de la rivière Litani et surtout du Lac Qaraoun. Pour cela nous avons construit et étudié des modèles statistiques pour répondre aux questions environnementales et en premier lieu par une approche d’optimisation (Shuffled complex method) et un modèle « lag » régression afin de modéliser la relation entre le débit et les deux facteurs (température, précipitation). Puis dans un cadre plus général, nous avons étudié les valeurs extrêmes de ces deux facteurs en se basant sur le processus de records et sur la théorie des valeurs extrêmes. Un autre intérêt de cette thèse réside dans le fait d’avoir étudié l’évolution de la pollution de l’eau au Lac Qaraoun. Nous avons ainsi utilisé des méthodes statistiques multivariées et spatio-temporelles dont l’objectif était d’étudier les paramètres physicochimiques sur plusieurs stations de la rivière Litani reparties sur plusieurs saisons. Ensuite nous avons évalué la pertinence des méthodes statistiques sur des applications basées sur les données réelles des paramètres physico-chimiques collectées sur 10 années, en comparant les sources et les causes de pollution de l’eau entre les différentes stations. Enfin, nous avons motivé les méthodes utilisées dans cette thèse par des outils informatiques qui visent au développement des bases des données écologiques et environnementales des futurs travaux

In this thesis, we are interested on one hand in modeling the impact of meteorological factors (temperature, precipitation) on the quality and quantity of water in the Litani River in Lebanon, and on the other hand in evaluating the pollution of water in the Litani River at several stations based on physicochemical parameters. The question asked is to determine the sources of pollution in the Litani River and especially in Lake Qaraoun. To do this, we build a statistical models to answer environmental questions first of all by an optimization approach (Shuffled complex method) and a “lag” regression model in order to represent the relationship between the flow and the two factors (temperature, precipitation), then in a more general framework, we study the extreme values of these two factors based on the process of records and the theory of extreme values. Another concern of this thesis is to study the evolution of water pollution in Lake Qaraoun. From there, we approach multivariate and spatio-temporal statistical methods whose objective is to study the physicochemical parameters on several stations of the Litani River spread over several seasons. Then we assess the relevance of the statistical methods on applications based on real data of physicochemical parameters collected over ten years by comparing the sources and causes of water pollution between the different stations. Finally, we motivate the methods approached in this thesis by computer tools that aim to develop ecological and environmental databases in future work