Environnement

Géostatistique environnementale

La géostatistique environnementale aborde une grande diversité de phénomènes et de milieux, à différentes échelles. En cartographie des pollutions (air, cours d'eau et nappes, sols et sédiments) certaines problématiques sont pour certaines très classiques :

  • recherche de relations entre concentrations et caractéristiques du milieu (occupation des sols,  densité de population, etc.) ;
  • exploitation de ces relations pour améliorer la précision des estimations ou adapter un schéma d'échantillonnage ;
  • délimitation des zones de dépassement d’un seuil de qualité ;
  • quantification des incertitudes associées aux estimations.

Le contexte est généralement multivariable (différents polluants ou familles de polluants, différents protocoles de mesures) et spatio-temporel (air, eaux, sédiments). 

Certains développements sont plus spécifiques :

  • comparaison simulations déterministes (prévisions) aux observations. Leur modélisation géostatistique conjointe permet une investigation détaillée de la qualité de ces simulations (air, eau) ainsi que leur recalage aux mesures ;
  • développements de modèles de Fonctions Aléatoires en topologie non euclidienne (graphes) pour l'étude des concentrations dans les cours d'eau ou dans leurs sédiments.

 
Qualité de l’air

Depuis une dizaine d’années, une solide expérience a été acquise sur l’établissement de cartes de pollution (fond ou proximité) intégrant les informations sur le milieu.  L'expertise, principalement auprès de l'INERIS, porte sur les questions techniques issues de la réglementation :

 

yes Le prix du meilleur poster de la session "Climatology and meteorology and sampling design" du congrès " Spatial Data Methods for Environmental and Ecological Processes (Foggia, Puglia, Italie) a été attribué en septembre 2011 à Thomas ROMARY, Chantal de FOUQUET et Laure MALHERBE. En savoir plus


Rivières et nappes 

Le développement d'indicateurs géostatistiques se poursuit pour caractériser les concentrations en polluants le long des cours d'eau (thèses de Caroline Bernard-Michel (2006) et d'Edwige Polus (soutenance prévue fin 2010) sur les nitrates et l’oxygène dissous). Le croisement entre modélisation déterministe et géostatistique ouvre la voie à de nombreuses applications :

  • détection et correction des anomalies de la simulation déterministe par rapport aux observations ;
  • modélisation variographique adaptée à la topologie du réseau hydrographique ;
  • recalage du modèle déterministe aux mesures du Réseau National de Bassins (RNB)

Ce travail associe les équipes « Géostatistique » et « Systèmes Hydrologiques et Réservoirs ». 

Pour en savoir plus, consulter la page d'Edwige Lefebvre-Polus.


Par ailleurs, la collaboration avec des universités italiennes se poursuit sur les études de pollution de nappes (nitrates, pesticides).

 
Sols & sédiments 

Les recherches antérieures ont montré l’utilité d’observations organoleptiques (odeur, couleur) pour améliorer la précision des estimations. Grâce à un échantillonnage exceptionnel, de nombreuses avancées ont été obtenues dans le cadre du projet ANR PRECODD "LOQUAS" piloté par l’IFP : sur deux friches industrielles polluées par des hydrocarbures, un échantillonnage systématique emboîtant différentes échelles de reconnaissance (centimétrique à décamétrique) a été construit. Plusieurs résultats présentent un grand intérêt pratique :

  • mise en évidence d’une forte variabilité spatiale aux échelles décimétriques à métriques, avec comme conséquence une médiocre précision des estimations pour le dimensionnement et la conduite de la dépollution ;
  • grâce aux mesures redondantes, quantification de l’erreur d’échantillonnage, qui apparaît réduite par rapport à la variabilité spatiale à l’échelle métrique ;
  • recommandations pour l’échantillonnage. Par exemple, l’homogénéisation des carottes sur site, étudiée pour réduire le nombre de mesures, se révèle problématique pour les hydrocarbures.

L’expérience acquise trouve des applications immédiates à l’étude des sédiments de retenues.

Pour en savoir plus sur la géostatistique environnementale, consulter la page personnelle de Chantal de Fouquet
 

Le Centre est membre fondateur de l'association GeoSiPol , qui vise à diffuser les méthodes géostatistiques auprès des professionnels de la dépollution des sols (http://www.geosipol.org).