Présentation de l’aire d’étude :

Par sa position au centre du vaste golfe que dessine la Méditerranée entre la Turquie et l'Egypte, le Liban est à la limite de la mer Méditerranée à l’Ouest et du monde continental urbain à l’Est. Sa situation géographique, la topographie particulière de la ville de Beyrouth (33°52’10’’ N 35°30’40’’ E), capitale du Liban, ouverte sur la mer à l’Ouest et entourée par la chaîne de montagne du Mont Liban à quelques kilomètres à l’Est, l’activité anthropique intense et la climatologie Méditerranéenne créent une dynamique propice au développement d’épisodes de pollution. Beyrouth s’avère donc, un site particulièrement intéressant pour caractériser le carbone organique gazeux et déterminer quels sont les processus déterminant les variations des concentrations ambiantes des COV.

Pour répondre aux objectifs de cette étude, le site récepteur doit avoir plusieurs caractéristiques. Il doit être loin d’une source d’émission particulière (axes routiers importants, sources industrielles), sinon l’intensité des émissions provenant de cette source peut masquer celles provenant d’autres sources plus éloignées orientant le choix du site vers un site sub-urbain. En même temps, le site doit être localisé dans un endroit dégagé où il peut recevoir les masses d’air provenant de la ville de Beyrouth. Etant donné que plusieurs appareils de mesure lourds et coûteux sont mis en place durant les deux campagnes de mesure, le site doit être dans un endroit accessible, suffisamment spacieux, clos et sécurisé, disposant d’une alimentation électrique permanente.

Pour ces différentes raisons et suite aux résultats d’une étude météorologique effectuée (cf. paragraphe 1.1), le Campus des Sciences et Technologies de l’Université Saint-Joseph de Beyrouth - Mar Roukoz a été choisi pour abriter le site récepteur (cf. figures 3-1 et 3-2). Ce dernier est localisé sur une colline, à une altitude de 220 - 230 m au-dessus du niveau de la

mer, il possède une latitude de 33°87’ N et une longitude de 35°56’ E. Le site présente aussi l’avantage de bénéficier de l’infrastructure technique et analytique du campus universitaire. Le site est qualifié de sub-urbain.

Figure 3-1: Carte de l’agglomération de Beyrouth et localisation du site de mesure.

Figure 3-2: Emplacement du site de mesure (carré rouge) sur le Campus des Sciences et

1.1. Contexte météorologique :

Ce site a fait l’objet d’une étude météorologique concernant les régimes de vents qui y arrivent durant la période 2004 à 2006. Une analyse des roses des vents pour l’été et l’hiver a montré qu’en été, le régime de vent est bien établi et est modulé par l’alternance brise de mer/brise de terre. L’installation d’une brise de mer en journée avec une direction des vents Sud-Ouest est nette avec des vitesses modérées (2-6 m/sec); la nuit, les vents changent de direction avec une orientation Sud et des vitesses plus faibles (2-4 m/sec) (cf. figure 3-3).

En hiver, durant les mois de janvier et février, les roses de vents sont plus hétérogènes qu’en été, l’amplitude des vitesses de vent est plus importante pouvant atteindre 13 m/s. En période nocturne (19 – 6h), la direction du vent est principalement Est. En période diurne (7 – 18h), le secteur Sud, Sud-Ouest domine avec des vitesses de vents élevées (> 6 m/sec) (cf. figure 3-3). Les brises de mer et de terre sont aussi observées en hiver.

En conclusion, l’orientation des vents en journée et les vitesses de vent associées, en été et en hiver, indiquent que le site de mesure se trouve majoritairement sous le vent de l’agglomération de Beyrouth avec un temps de transport des masses d’air rapide de l’ordre de 30 min à 1 heure, ce qui est tout à fait adapté pour la caractérisation des émissions de COV.

Le site est, par ailleurs, bien dégagé et ouvert aux différents secteurs de vent. Les campagnes de mesure ont eu lieu pendant les vacances, l’activité locale sur le campus a donc été réduite et devrait impacter faiblement les observations.

Hiver (janvier et février) - Jour (07:00 – 18:00) Hiver (janvier et février) - Nuit (19:00 – 06:00)

Figure 3-3 : Roses des vents estivales (juillet) et hivernales (janvier et février) pour les années

2004 - 2005 et 2006.

1.2. Localisation des sources d’émission potentielles

Le tableau 3-1 et les figures 3-1 et 3-4 présentent l’entourage du site de mesure ainsi que les sources environnantes. Vers le Nord du site de mesure se situent les zones de stockage de carburants et la décharge de la Quarantaine, au Nord-Ouest les zones urbaines (le centre de la ville de Beyrouth) et le port de Beyrouth, tandis qu’au Sud-Ouest se trouvent l’aéroport International de Beyrouth et la zone industrielle de taille réduite de la région de Mkalles (cf. figure 3-1). Le site de mesure est entouré de forêts de pins de faible surface au Nord et au Sud-Est, tandis que les zones résidentielles de la région de Mansourieh et de Beit Mery se trouvent à 1 – 3 km du site. Le réseau routier est dense tout au long du littoral, notamment l’axe routier Jounieh - Beyrouth, dans la région de Baabda au Sud-Ouest et en général, dans toute la ville de Beyrouth et son entourage. Ainsi, ces différentes sources sont susceptibles d’avoir une contribution significative aux concentrations des espèces mesurées selon la direction du vent.

Tableau 3-1: Liste des sources de COV potentielles pour le site récepteur.

Source Distance au site récepteur

(km)

Direction par rapport au site récepteur

Port de Beyrouth 5,9 Nord-Ouest

Aéroport International de Beyrouth 8 Sud-Ouest

Décharge de la Quarantaine 4,1 Nord

Groupe électrogène (source locale) 0,055 Est

Zone de stockage de carburants 3,6 Nord

Zone urbaine de Beyrouth de 4 à 9 Nord-Ouest

Zone industrielle 1,7 Sud-Ouest

Forêt de pins 0,2 et 0,55 Nord et Sud-Est

Sud Nord

Est Ouest

Figure 3-4: Photos de l’environnement prises depuis le site de mesure. 1.3. Classification du site de mesure

Outre la topographie, l’environnement proche du site de mesure et les conditions météorologiques, les mesures des « polluants classiques » permettent une caractérisation du

site de mesure. Le rapport R des concentrations moyennes annuelles de NO et NO2,

exprimées en ppb, R = [NO] / [NO2], constitue un bon marqueur de la classification des

stations de mesure : urbain, sub-urbain, industriel, trafic, etc. Un site sub-urbain ainsi que l’urbain sont caractérisés par un rapport [NO] / [NO2] inférieur à 1,5 (ADEME, 2002). Ce

rapport s’élève à 2 pour le site trafic. En étudiant les données de NO et de NO2 collectées

pendant les campagnes ECOCEM estivale et hivernale, nous avons obtenu un ratio de 0.5 en été et 1.0 en hiver confirmant le bon choix préalable du site de mesure.

2. Les campagnes de mesure :