Dans le but de réduire les émissions chroniques issues des activités industrielles, la directive sur les émissions industrielles dite IED (2010/75/CE) définit le cadre réglementaire imposé aux États membres et le concept de Meilleures Techniques Disponibles (MTD). Ce concept de MTD et les niveaux de performance environnementale qui lui sont associés (BATAEPL) permettent de fixer des objectifs communs à toute l'Europe tout en considérant des spécificités locales. Par ailleurs, l’application du concept de MTD à des secteurs non soumis à l’IED (ex : Installations Nucléaires de Base) en fait un enjeu majeur pour l'ensemble de la communauté industrielle européenne. Les documents de référence sur les MTD (dénommés BREF) sont devenus incontournables comme aides au choix de techniques et références pour l'évaluation des performances environnementales des installations. Le processus de leur révision est perfectible car des différences d'interprétation et d’application existent entre les différents acteurs impliqués dans l'analyse des informations industrielles. Ainsi, l'apport de ce travail de thèse est une méthodologie structurée en 5 étapes, reposant d’une part sur des outils statistiques multicritères (classification ascendante hiérarchique, ACP, front de Pareto) d'aide à la détermination de sites de référence et de MTD applicables via des approches représentative ou performante et, d’autre part, à la définition de niveaux de performance environnementale associée, à l'échelle internationale et nationale. Cette méthodologie a démontré son applicabilité et son intégration dans les processus de décision actuels par les applications effectuées aux deux échelles géographiques et aux activités IED et non-IED. / In order to reduce chronic emissions due to industrial activities, the Industrial Emission Directive (IED − 2010/75/CE) defines, for the Member States, a legal framework and the concept of Best Available Technique (BAT). This concept of BAT and their associated environmental performance levels (BATAEPL) enables to set common objectives in Europe while considering local specificities. Moreover, the application of the concept of BAT to non-IED sectors (e.g. Nuclear installations) makes it a major issue for the entire European industrial community. BAT reference documents (called BREFs) have become essential to help to choose techniques and are references for environmental performance assessment of installations. The process of their revision can be improved because of the differences of interpretation that exist among involved actors for industrial information analysis. Thus, the contribution of this thesis is a methodology structured in 5 steps based, on the one hand, on multicriteria statistical tools (hierarchical clustering, PCA, Pareto front) to help to determine reference installations and applicable BATs thanks to representative or performant approaches and, on the other hand, to define associated environmental performance levels, at international and national scales. This methodology has demonstrated its applicability and integration into current decision processes thanks to applications to both geographical scales, and to IED and non-IED activities.

Les capteurs hyperspectraux, qui acquièrent des images dans le domaine réflectif ([0,4-2,5 m]), avec une haute résolution spatiale (quelques mètres) et dans de nombreuses bandes spectrales simultanément, permettent d'estimer à la fois les propriétés des aérosols atmosphériques et de certains gaz. Les travaux présentés ici portent sur la caractérisation de panaches industriels. Les particules émises par les industries ont des propriétés encore très mal connues et les bases de données actuelles ne contiennent pas les informations nécessaires à la compréhension et la modélisation de leur impact radiatif. La première partie de cette étude consiste donc à caractériser les propriétés physiques et optiques de ces aérosols, à partir d'échantillons prélevés, et a conduit à l'établissement d'un modèle permettant de décrire l'impact radiatif d'un panache émis par une industrie métallurgique. Dans une seconde partie, une méthode d'estimation conjointe du CO2 et des aérosols est proposée. Il a été montré, à partir d'une étude de sensibilité et de l'application de cette méthode sur deux images AVIRIS, que cette estimation conjointe, dans le cas des panaches optiquement denses, conduisait à une erreur d'estimation du CO2 divisée d'un facteur 2 par rapport aux techniques existantes (e.g. JRGE). Enfin, une méthode d'estimation du type d'aérosols, EARTH (Estimation of Aerosol Type using Hyperspectral data), spécifiquement adaptée aux panaches industriels, a été développée. Une validation sur données simulées et réelles (image CASI) a montré qu'elle permettait de reconnaître, sans information a priori, la présence de particules métalliques dans un panache de faible épaisseur optique.

Les populations sont exposées quotidiennement à mélange complexe de polluants de l’air, comme les particules fines, le dioxyde de soufre et le dioxyde d’azote, qui ont été associés à de nombreux effets de santé, notamment d’ordre respiratoire et cardiovasculaire. La répartition des sources émettrices, les caractéristiques du paysage (c.-à-d. le cadre bâti, la topographie) et par conséquent ce mélange et l’exposition des populations varient de manière spatio-temporelle. L’objectif de ce mémoire était de documenter les inégalités sociales d’exposition aux émissions industrielles de polluants de l’air et les effets cardiovasculaires aigus de l’exposition journalière à ces polluants chez des populations vulnérables résidant à proximité de ces sources. Ainsi, à l’aide d’une étude écologique, nous avons analysé les corrélations entre le niveau de défavorisation (quatre indicateurs) de 2189 écoles primaires et secondaires québécoises et leur exposition aux émissions industrielles dans des rayons de 2,5 à 7,5 km. Nos résultats suggèrent des inégalités d’exposition des populations infantiles aux émissions industrielles à l’école, cependant elles n’étaient pas constantes pour les quatre indicateurs. En outre, nous avons analysé, utilisant une étude cas-croisés, le lien entre l’exposition aux polluants industriels estimés à l’aide des émissions et des concentrations de ces polluants, et les décès pour maladies cardiovasculaires chez des personnes âgées résidant dans un rayon de 7,5 km d’une industrie. Aucune association convaincante n’a été notée ; nos résultats étaient très variables ; cela était probablement dû aux limites associées à l’estimation de l’exposition de notre étude. De futures études avec de meilleures estimations d’exposition seront nécessaires pour soutenir ces résultats. / On a daily basis, populations are exposed to a complex mixture of air pollutants such as fine particulate matters, sulphur dioxide and nitrogen dioxide that have been associated with a range of health effects namely respiratory and cardiovascular effects. Emitting sources’ distribution, landscape characteristics (i.e. infrastructure, topography) and thus the complex mixture of air pollutants and populations’ exposure vary greatly in space and time. This thesis aimed to document social inequalities in exposure to industrial air emissions of pollutants and associations between daily exposure to these pollutants and cardiovascular mortality in vulnerable populations living near these sources. Thus, using an ecological design, we analyzed Pearson’s correlations between deprivation level (using four indicators) of 2,189 primary and secondary Quebec schools and their exposure to industrial emissions in a radius of 2.5 to 7.5 km. Our results suggest inequalities in exposure to industrial air emissions at school in children. These associations were not consistent among all four indicators of deprivation. Besides, using a case-crossover design, we evaluated the associations between exposure to industrial air pollutants using both emission exposure estimates and sensor levels and deaths from cardiovascular diseases in the elderly living near industrial sources (<7.5 km). We found no convincing evidence of association. Our results varied greatly which could be caused by the limits of our study related to estimating exposure. Further studies using improved exposure estimates are necessary to support our findings.