La région Nord-Pas-de-Calais figure parmi les régions françaises les plus concernées par les dépassements de valeurs limites journalières de concentrations de PM₁₀ (50 µg m-³). Sur le littoral, le niveau de fond atmosphérique particulaire demeure parfois élevé, bien que relativement éloigné des sources principales de particules que sont le trafic routier et l'industrie. Alors que de nombreuses études ont été réalisées sur les émissions en milieu industrialo-portuaire, il ressort un manque de connaissances concernant l'impact des émissions issues du secteur maritime, qu'il s'agisse d'apports naturels (sels marins) ou anthropiques (trafic maritime). Dans ce travail, deux campagnes de mesures ont été menées : en 2013 au Cap Gris-Nez et au premier trimestre 2014, simultanément au Cap Gris-Nez et dans le port de Calais. La concentration en PM₁₀ a été suivie et la composition chimique (métaux, ions hydrosolubles, EC, OC, traceurs organiques) en a été déterminée. Sur le site du Cap Gris-Nez en 2013, l'évolution des niveaux de PM₁₀ est similaire à celle observée en région, reflétant la fluctuation du fond atmosphérique. Les espèces majoritairement sont NO₃-, OC, SO₄²-, CI-, Na⁺ et NH₄⁺ et représentent 69% de la masse de PM₁₀. La proportion de ces espèces varie selon la saison et les conditions météorologiques (température, vitesse et direction du vent). Les situations de fortes teneurs de PM₁₀ sont caractérisées par une plus grande proportion de nitrate d'ammonium. Les données recueillies sur le site de Calais ont permis de montrer que les émissions du trafic maritime ont pour effet d'augmenter le nombre de particules ultrafines dans l'atmosphère. Sous cette influence, les concentrations en NOx et SO₂ apparaissent plus élevées, ainsi que celles des espèces V, Ni et Co qui peuvent être proposées comme traceurs du trafic maritime. L'utilisation de la factorisation matricielle nous a permis d'identifier 10 sources de particules et d'en estimer les contributions. Ainsi, en moyenne en 2013 au Cap Gris-Nez, 41% des PM₁₀ sont issus des aérosols inorganiques secondaires, 37% des sels marins et 10% de la combustion de biomasse. Pour cette dernière, la contribution peut atteindre 17% en hiver. Enfin, le trafic maritime (5%) contribue davantage à la concentration de PM₁₀ que le trafic routier (2%). / The Nord-Pas-de-Calais region is one of the most concerned areas in France by exceedance of the PM₁₀ mean daily limit value (50 µg m-³). The particulate atmospheric background level can also be high on the coastal zone, despite the absence of any urban and industrial sources at its vicinity. Numerous studies have been performed regarding those sources, but there is still a lack of knowledge about the impact of emissions resulting from the marine compartment, including natural emissions (sea salts) and anthropogenic emissions (maritime traffic). Two measurement campaigns have been achieved, in 2013 at Cape Gris-Nez and in the first trimester 2014, simultaneously at Cape Gris-Nez and in the harbour of Calais. Concentrations of PM₁₀ were recorded and chemical composition was determined (metals, water soluble ions, Ec, OC, organic tracers). In 2013, the evolutions of PM₁₀ levels at Cape Gris-Nez and in the region similar, reflecting the atmospheric background fluctuation. NO₃-, OC, SO₄²-, CI-, Na⁺ and NH₄⁺ were found as the major species and correspond to 69% of PM₁₀ mass. The proportion of these species evolves depending on the season and the meteorological conditions (temperature, wind speed and direction). High PM₁₀ concentration situations are characterized by high proportion of ammonium nitrate. Data collected in Calais show that maritime traffic emissions increase the number of ultrafine particles in the atmosphere. Under this influence, NOx and SO₂ concentrations are higher, as those of V, Ni and Co, species that could be used as maritime traffic tracers. 10 sources were identified and apportioned by matrix factorization. In average, in 2013 at Cape Gris-Nez, 41% of PM₁₀ come from secondary inorganic aerosols, 37% from sea salts and 10% from biomass combustion. This last contribution can reach 17% in winter. Maritime traffic represents a higher contribution to PM₁₀ than road traffic, 5% against 2%.

Le bruit rayonné par le trafic maritime étant la principale source de nuisance acoustique sous-marine dans les zones littorales, la Directive-Cadre Stratégie pour le Milieu Marin de la Commission Européenne promeut le développement de méthodes de surveillance et de réduction de l'impact du bruit du trafic maritime. Le besoin de disposer d'un système industriel d'imagerie du bruit rayonné par les navires de surface a motivé la présente étude, il permettra aux industriels du naval d'identifier quels éléments d'un navire rayonnent le plus de bruit.Dans ce contexte, ce travail de recherche porte sur la mise en place de méthodes d'imagerie acoustique sous-marine passive d'un navire de surface au passage au-dessus d'une antenne linéaire et fixe au nombre réduit d'hydrophones. Deux aspects de l'imagerie acoustique sont abordés : la localisation de sources acoustiques et l'identification de la contribution relative de chacune de ces sources dans la signature acoustique du navire.Tout d'abord, une étude bibliographique sur le rayonnement acoustique d'un navire de surface au passage est menée afin d'identifier les principales sources acoustiques et de pouvoir ensuite simuler des sources représentatives d'un navire. La propagation acoustique est simulée par la théorie des rayons et intègre le mouvement des sources. Ce simulateur de rayonnement acoustique de navire au passage est construit afin de valider les algorithmes d'imagerie acoustique proposés et de dimensionner une configuration expérimentale. Une étude sur l'influence du mouvement des sources sur les algorithmes d'imagerie acoustique a conduit à l'utilisation d'un algorithme de formation de voies pour sources mobiles pour la localisation des sources et une méthode de déconvolution pour accéder à l'identification de la contribution des sources. Les performances de ces deux méthodes sont évaluées en présence de bruit de mesure et d'incertitudes sur le modèle de propagation afin d'en connaître les limites. Une première amélioration de la méthode de formation de voies consiste en un traitement d'antenne à ouverture synthétique qui exploite le mouvement relatif entre le navire et l'antenne pour notamment améliorer la résolution en basses fréquences. Un traitement de correction acoustique de la trajectoire permet de corriger la trajectographie du navire au passage qui est souvent incertaine. Enfin, la dernière partie de cette thèse concerne une campagne de mesures de bruit de passage d'une maquette de navire de surface tractée en lac, ces mesures ont permis de valider les méthodes d'imagerie acoustique proposées ainsi que les améliorations proposées, dans un environnement réel maîtrisé. / Since the surface ship radiated noise is the main contribution to the underwater acoustic noise in coastal waters, The Marine Framework Strategy Directive of the European Commission recommends the development of the monitoring and the reduction of the impact of the traffic noise. The need for developing an industrial system for the noise mapping of the surface ship have motivated this study, it will allow the naval industries to identify which part of the ship radiates the stronger noise level.In this context, this research work deals with the development of passive noise mapping methods of a surface ship passing-by above a static linear array with a reduced number of hydrophones. Two aspects of the noise mapping are considered: the localization of acoustic sources and the identification of the relative contribution of each source to the ship acoustic signature.First, a bibliographical study concerning the acoustic radiation of a passing-by surface ship is conducted in order to list the main acoustic sources and then to simulate representative ship sources. The acoustic propagation is simulated according to the ray theory and takes the source motion into account. The simulator of the acoustic radiation of a passing-by ship is built in order to validate the proposed noise mapping methods and to design an experimental set-up. A study about the influence of the source motion on the noise mapping methods led to the use of the beamforming method for moving sources for the source localization and a deconvolution method for the identification of the source contribution. The performances of both methods are assessed considering measurement noise and uncertainties about the propagation model in order to know their limitations. A first improvement of the beamforming method consists of a passive synthetic aperture array algorithm which benefits from the relative motion between the ship and the antenna in order to improve the spatial resolution at low frequencies. Then, an algorithm is proposed to acoustically correct the trajectography mismatches of a passing-by surface ship. Finally, the last part of this thesis concerns a pass-by experiment of a towed-ship model in a lake. These measurements allowed us to validate the proposed noise mapping methods and their proposed improvements, in a real and controlled environment.