Evaluation des impacts environnementaux au Liban : Eau-sol-air

par Alya Atoui

Projet de thèse en Sciences et Techniques de l'Environnement

Sous la direction de Régis Moilleron, Zaher Khraibani et de Samir Abbad-andaloussi.

Thèses en préparation à Paris Est en cotutelle avec l'Université Libanaise , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec LEESU - Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbain (laboratoire) et de Equipe SIE (equipe de recherche) depuis le 01-01-2020 .


  • Résumé

    L'environnement est le milieu de vie des êtres vivants. Il est ainsi le centre des actions, réactions et coactions entre les êtres vivants. Il exerce sur les êtres vivants des actions diverses: par exemple, l'ensemble des facteurs écologiques de l'environnement détermine la nature et la diversité des espèces présentes dans une région, leur abondance relative et leur répartition. A leur tour, les êtres vivants peuvent réagir (réactions) sur le milieu et le transformer. En définitive, l'environnement regroupe l'ensemble des écosystèmes terrestres et aquatiques. Hélas, l'homme ne cesse de porter atteinte à la nature et ses ressources pour un profit immédiat comme l'ont fait des générations précédentes. L'impact des activités humaines dans le sens de la simplification, la modification et l'altération des écosystèmes naturels, devient de plus en plus menaçant. Cet impact touche aussi bien les écosystèmes terrestres et aquatiques donc globalement l'environnement. Or, la pollution de l'eau, de l'air, et des sols est un problème grave majeur au Liban en tant que point de l'environnement, alors l'objectif principal est d'étudier la pollution environnementale au Liban surtout le transfert de polluants dans les compartiments (Air/Eau/Sol) en utilisant la modélisation statistique et des modèles environnementaux à titre d'exemple le modèle MACKAY et Paterson, qui permet de calculer la distribution prévisible dans l'environnement. En plus, en raison des interférences directes ou indirectes des êtres humains, l'eau est contaminées par divers polluants, d'où l'intérêt aussi d'étudier les paramètres physico-chimiques au rivière Litani au Liban. Nous abordons également l'impact du changement climatique sur la qualité d'eau. En plus, le sol peut être considéré comme un système en contact avec d'autres compartiments de l'environnement dont les eaux de surface et souterraines mais aussi l'atmosphère. La pollution atmosphérique est l'une des plus grandes menaces pour l'environnement qui atteint les êtres vivants, les villes, les forêts, les écosystèmes aquatiques, etc. L'environnement au Liban est devenu un problème majeur au cours de la dernière décennie. Le Liban est l'un des pays les plus pollués au monde en raison de l'augmentation spectaculaire du nombre de véhicules, de la présence des industries dans la capitale, et de la construction chaotique. Ces facteurs sont néfastes pour l'environnement. Il convient de signaler que les principaux polluants atmosphériques au Liban sont: Le dioxyde d'azote, l'énergie thermique, l'augmentation des ressources de combustion, les raffineries, les cimenteries, etc. Tous ces facteurs sont la cause des différentes maladies comme, les maladies respiratoires infectieuses, les maladies cardiovasculaires et le cancer du poumon. Les travaux de recherche au Liban qui ont été faits sur l'étude de la qualité d'air-sol-eau sont des études descriptives comparatives qui présentent plusieurs lacunes à la fois en termes de matériel et des méthodes utilisées. Ces limites comprennent le manque de données unifiées et les mesures à long terme de la pollution atmosphérique. Cette thèse permettra de développer et détailler les mécanismes de la pollution de l'écosystème dans une ou plusieurs régions au Liban en utilisant de nouvelles méthodes en modélisation statistique et en simulation numérique via des modèles physico-chimiques pertinents. Pour mener à bien cette thèse, nous aborderons les étapes suivantes : Mise en œuvre d'une étude préliminaire descriptive informative en vue de détecter les sources, les causes et les types de pollution afin de pouvoir analyser les niveaux mesurés des critères de polluants. Ensuite, nous pourrons étudier et comprendre le problème de la pollution de l'air au Liban selon plusieurs niveaux (climatologiques, physiques, chimiques, etc.) en implémentant des modèles statistiques afin d'évaluer la relation entre différentes variables comme les émissions de polluants et les concentrations des polluants dans l'atmosphère (modèle longitudinal, modèle de régression, ACP, etc.). Réalisation d'une étude spatiale et temporelle (configuration topographique et urbaine) suivie d'une compréhension et interprétation des phénomènes atmosphériques afin de prédire et de mettre un système d'alerte en cas de pics de pollution en utilisant la théorie des valeurs extrêmes (TVE). Les phénomènes extrêmes de pollution atmosphérique présentent un intérêt particulier. Ils représentent un risque pour la santé et peut aussi modifier l'écosystème à l'échelle d'une ville, d'un pays, voire un continent. La théorie de la statistique des valeurs extrêmes fournit un outil utile pour analyser les données correspondant à la qualité de l'air et prévoir l'avenir des événements extrêmes tout en détectant le niveau et la période de retour des valeurs extrêmes. A titre d'exemple, les concentrations de SO2 et de NO2 seront mesurées dans des stations de surveillance au Liban, ainsi que les concentrations ambiantes de polluants gazeux tels que le dioxyde d'azote (NO2) et de particules (PM10 et PM2,5). L'objectif principal de l'étude de TVE est de mettre des stratégies de réduction des principaux polluants. Bien que la modélisation statistique nous donne des informations sur la qualité d'air, la modélisation ne pourra pas être utilisée pour prédire des évolutions non linéaires dans le cas des processus physico-chimiques. Pour cela, on projette de considérer dans cette thèse des modèles déterministes pour étudier les concentrations de polluants en fonction de l'espace et du temps en utilisant les équations de diffusion atmosphérique (équations de Navier-Stokes).

  • Titre traduit

    Environmental impact assessment in Lebanon: Water-soil-air


  • Résumé

    The environment is the living environment of living things. It is thus the center of actions, reactions and coactions between living beings. It exerts various actions on living beings: for example, all the ecological factors of the environment determine the nature and diversity of the species present in a region, their relative abundance and their distribution. In turn, living things can react (reactions) to the environment and transform it. Ultimately, the environment includes all terrestrial and aquatic ecosystems. Alas, man continues to damage nature and its resources for immediate profit as did previous generations. The impact of human activities in the sense of simplification, modification and alteration of natural ecosystems is becoming increasingly threatening. This impact affects both terrestrial and aquatic ecosystems, and therefore the environment as a whole. However, water, air, and soil pollution is a major serious problem in Lebanon as an environmental point, so the main objective is to study environmental pollution in Lebanon especially the transfer of pollutants in the compartments (Air / Water / Soil) using statistical modeling and environmental models, for example the MACKAY and Paterson model, which calculates the predictable distribution in the environment. MACKAY has developed different models to predict the behavior of pollutants in the environment In addition, due to direct or indirect interference from humans, water is contaminated by various pollutants, hence the interest also to study the parameters physicochemicals at the Litani river in Lebanon. We also discuss the impact of climate change on water quality. In addition, the soil can be considered as a system in contact with other compartments of the environment including surface and groundwater but also the atmosphere. Air pollution is one of the biggest threats to the environment that affects living things, cities, forests, aquatic ecosystems, etc. The environment in Lebanon has become a major problem over the past decade. Lebanon is one of the most polluted countries in the world due to the dramatic increase in the number of vehicles, the presence of industries in the capital, and chaotic construction. These factors are harmful to the environment. It should be noted that the main air pollutants in Lebanon are: Nitrogen dioxide, thermal energy, increased combustion resources, refineries, cement works, etc. All these factors are the cause of different diseases like, respiratory infectious diseases, cardiovascular diseases and lung cancer. The research in Lebanon that has been done on the study of air-soil-water quality are comparative descriptive studies that have several shortcomings both in terms of equipment and methods used. These limits include the lack of unified data and long-term measurements of air pollution. This thesis will develop and detail the mechanisms of ecosystem pollution in one or more regions in Lebanon using new methods in statistical modeling and numerical simulation via relevant physicochemical models. To carry out this thesis, we will approach the following stages: Implementation of an informative descriptive preliminary study in order to detect the sources, causes and types of pollution in order to be able to analyze the measured levels of the pollutant criteria. Then, we will be able to study and understand the problem of air pollution in Lebanon on several levels (climatological, physical, chemical, etc.) by implementing statistical models to assess the relationship between different variables such as pollutant emissions and the concentrations of pollutants in the atmosphere (longitudinal model, regression model, PCA, etc.).