ZAITER Youssef

Optimisation du design des Réseaux de Surveillance de la Qualité de l'Eau en maximisant la Valeur Economique de l'Information
IDENTIFICATION

Date de démarrage

Novembre 2017

Directeur/superviseur

François Destandau

Date de soutenance

1er octobre 2020

Membres du jury

M. François Destandau (Directeur de thèse),
M. Arnaud Reynaud (Rapporteur),
Mme Sophie Thoyer (Rapporteur),
Mme Sylvie Ferrarie (Examinateur), et
M. Patrick Rondé (Président du Jury).

RESUME

Une gestion efficace de la pollution des milieux aquatiques nécessite une bonne connaissance de la qualité de l'eau. En d'autres termes, agir sur la qualité de l'eau signifie avant tout la connaître. C'est pour cette raison que les réseaux de surveillance de la qualité de l'eau ont été mis en place. L'objectif principal était de produire des informations concernant les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques de l'eau. Les réseaux de surveillance de la qualité de l'eau ont fait l'objet de plusieurs travaux de recherche. Certains travaux cherchent à trouver le meilleur design possible des réseaux de surveillance en se concentrant sur des considérations physiques et hydrologiques des cours d'eau. Ce design optimal comprend deux questions principales : les questions spatiales (nombre et localisation des stations de surveillance) et les questions temporelles (fréquence de mesure). D’autres travaux visent à donner une valeur économique aux informations provenant d’un réseau de surveillance prédéfini en utilisant la méthode Bayésienne.

Le travail présenté dans cette thèse consiste à combiner, pour la première fois, les deux types de littérature. Nous cherchons à optimiser le design du réseau de surveillance en maximisant la valeur économique de l'information. Nous nous intéressons principalement à l'aspect spatial du réseau de surveillance, plus précisément à la localisation des stations de surveillance. Nous appelons cette méthode l'optimisation économique du réseau de surveillance. Cela signifie que l'optimisation du réseau de surveillance ne repose pas seulement sur des considérations physiques ou hydrologiques, mais qu'elle tient compte de considérations économiques. Dans cette thèse, nous étudions en particulier l'avantage d'une telle optimisation économique par rapport à l'optimisation physique traditionnelle.

Après un chapitre introductif, nous retraçons dans le chapitre II l'histoire des réseaux de surveillance de la qualité de l'eau en France avec l'évolution de la législation sur l'eau pour le niveau national et le niveau local (bassin versant Rhin-Meuse). Il est montré que les réseaux de surveillance de la qualité de l'eau peuvent être classés en trois catégories selon leur objectif : réseau de long terme, réseau de moyen terme et réseau de court terme.

Notre méthode est ensuite présentée dans les chapitres III et IV dans un modèle théorique puis un modèle empirique avec deux objectifs de surveillance différents, respectivement la détection de pollutions accidentelles et l’identification de l’état DCE d'une masse d'eau pour ce qui concerne la concentration de nitrate. Les résultats montrent que l'avantage de l'optimisation économique par rapport à l'optimisation physique, est plus ou moins important selon le contexte, c'est-à-dire le scénario de vulnérabilité (uniforme, croissant ou décroissant), le nombre de stations de surveillance et l'ordre de grandeur des dommages générés par la pollution.

Mots-clés:
Gestion des ressources en eau ; Réseau de surveillance de la qualité de l'eau ; Valeur économique de l'information ; Législation sur l’eau ; Analyse coûts-bénéfices.