La mer est un moyen important de transport et du commerce international surtout le transport des produits pétroliers.Mais le transport maritime surtout le transport des hydrocarbures ne peut pas se concevoir sans l'intervention de risques de pollution pétrolière.Certaines zones comme la mer méditerranée sont exposées au trafic maritime très dense qui menace leurs écosystèmes. La mer méditerranée est une route importante pour le transport maritime et elle est un espace de transite.Mais le trafic maritime est une des principales causes de pollutions pétrolières de la mer méditerranée.Cette pollution des navires pourra être de deux types. Il pourra s'agir d'une pollution accidentelle ou d'une pollution opérationnelle.Heureusement la communauté internationale a adopté des règles juridiques pour la répression et la prévention contre la pollution pétrolière provenant des navires. Du fait de sa spécificité, la Méditerranée bénéficiera d'une règlementation particulière.Mais malheureusement il existe actuellement une hétérogénéité entre les pays Méditerranéens dans la mise en œuvre des normes internationales et régionales pertinentes. Cette hétérogénéité est attribuée à deux raisons :- Le régime international et régional contient des lacunes juridiques qui réduisent de son efficacité ;- La géopolitique de la mer méditerranée qui se traduit par l'inégalité économique et technologique entre les pays du Nord riches et les pays du Sud pauvres.

La mer est un moyen important de transport et du commerce international surtout le transport des produits pétroliers.Mais le transport maritime surtout le transport des hydrocarbures ne peut pas se concevoir sans l'intervention de risques de pollution pétrolière.Certaines zones comme la mer méditerranée sont exposées au trafic maritime très dense qui menace leurs écosystèmes. La mer méditerranée est une route importante pour le transport maritime et elle est un espace de transite.Mais le trafic maritime est une des principales causes de pollutions pétrolières de la mer méditerranée.Cette pollution des navires pourra être de deux types. Il pourra s'agir d'une pollution accidentelle ou d'une pollution opérationnelle.Heureusement la communauté internationale a adopté des règles juridiques pour la répression et la prévention contre la pollution pétrolière provenant des navires. Du fait de sa spécificité, la Méditerranée bénéficiera d'une règlementation particulière.Mais malheureusement il existe actuellement une hétérogénéité entre les pays Méditerranéens dans la mise en œuvre des normes internationales et régionales pertinentes. Cette hétérogénéité est attribuée à deux raisons :- Le régime international et régional contient des lacunes juridiques qui réduisent de son efficacité ;- La géopolitique de la mer méditerranée qui se traduit par l'inégalité économique et technologique entre les pays du Nord riches et les pays du Sud pauvres. / The sea is an important means of international trade and transportation especially the transportation of petroleum products.in fact, the maritime transport of hydrocarbons may in many cases lead to the risk of oil pollution.Some areas like the Mediterranean Sea are exposed to traffic that threatens their very dense ecosystems. The Mediterranean is an important route for shipping and it is a place of transit.But shipping is a major cause of oil pollution in the Mediterranean Sea. This pollution may be of two types. It may be a incident pollution or operational pollution.Fortunately, the international community adopted legal rules for preventing oil pollution from ships. Because of its specificity, the Mediterranean will enjoy a special regulation.But unfortunately there is a current heterogeneity among Mediterranean countries concerning the implementation of relevant international and regional standards. This heterogeneity is attributed to two main reasons:First, the plan may contain regional and international legal shortcomings that reduce its effectiveness.Second, the Geopolitics of the Mediterranean Sea that lead to technological and economic inequality between the rich northern countries and poor southern countries.

Les rejets de matières dangereuses dans l'environnement induisent souvent des pollutions accidentelles des cours d'eau qui s'étendent sur plusieurs kilomètres en aval de la source du rejet. Dans l'objectif de proposer un modèle qui prévoit l'étendue de la pollution, une maquette de cours d'eau est conçue spécifiquement en ce sens à partir d'une étude de similitude pour évaluer la dispersion de polluant en champ lointain et valider le modèle unidimensionnel adopté (Equation d'Advection-Dispersion). Les conclusions issues des études menées à petite et à grande échelle, nous ont amené à développer un modèle permettant de prédire les profils asymétriques dans la zone initiale du champ lointain. L'évaluation des performances du nouveau modèle, basé sur une Gaussienne Modifiée par une Exponentielle, montre une faible divergence des estimations par rapport aux observations. Lors de la validation à l'échelle réelle, les trois paramètres essentiels lors d'une gestion de crise (concentrations maximales, temps d'arrivée du pic et de la pollution) sont estimés respectivement avec un pourcentage d'erreur moyen de 51, 13 et 11 %, ce qui semble acceptable. Finalement, un modèle complet de dispersion est proposé pour évaluer l'étendue d'une dispersion accidentelle dans le champ lointain. Il est composé de l'EMG pour la zone initiale du champ lointain et de l'ADE pour le champ lointain établi. Le passage d'un modèle à une autre se fait à partir d'une distance comprise entre 12 et 50 fois la longueur de mélange. En conclusion, le modèle proposé est adapté à la gestion d'une situation d'urgence par la simplicité de son utilisation et le faible nombre de variables d'entrée nécessaires aux simulations.

Les circonstances pouvant conduire à un rejet incontrôlé de polluants dans l'atmosphère sont variées : il peut s'agir de situations accidentelles, par exemples des fuites ou explosions sur un site industriel, ou encore de menaces terroristes : bombe sale, bombe biologique, notamment en milieu urbain. Face à de telles situations, les objectifs des autorités sont multiples : prévoir les zones impactées à court terme, notamment pour évacuer les populations concernées ; localiser la source pour pouvoir intervenir directement sur celle-ci ; enfin déterminer les zones polluées à plus long terme, par exemple par le dépôt de polluants persistants, et soumises à restriction de résidence ou d'utilisation agricole. Pour atteindre ces objectifs, des modèles numériques peuvent être utilisés pour modéliser la dispersion atmosphérique des polluants. Après avoir rappelé les processus physiques qui régissent le transport de polluants dans l'atmosphère, nous présenterons les différents modèles à disposition. Le choix de l'un ou l'autre de ces modèles dépend de l'échelle d'étude et du niveau de détails (topographiques notamment) désiré. Différentes méthodes de modélisation inverse pour reconstruire des sources accidentelles sont ensuite présentées, de même que des méthodes d'estimations des erreurs a priori, auxquelles les résultats de l'inversion sont particulièrement sensibles. Plusieurs cas d'application, en utilisant des données synthétiques et des données réelles, sont proposés, notamment l'estimation de termes sources consécutifs à l'accident de Fukushima en mars 2011. Par nos méthodes, nous avons estimé que les rejets de césium-137 se situent en 12 et 19 PBq, avec une incertitude comprise en 15 et 65%, et que les rejets d'iode-131 se situent entre 190 et 380 PBq avec une incertitude comprise entre 5 et 10%. En ce qui concerne la localisation d'une source inconnue, deux stratégies sont envisageables : les méthodes dites paramétriques et les méthodes non-paramétriques. Les méthodes paramétriques s'appuient sur le caractère particulier des situations accidentelles dans lesquelles les émissions de polluants sont généralement d'étendue limitée. La source à reconstruire est alors paramétrisée et le problème inverse consiste à estimer ces paramètres, en nombre réduit. Dans les méthodes non-paramétriques, aucune hypothèse sur la nature de la source (ponctuelle, localisée, ...) n'est réalisée et le système cherche à reconstruire un champs d'émission complet (en 4 dimensions). Plusieurs méthodes sont proposées et testées sur des situations réelles à l'échelle urbaine avec prise en compte des bâtiments, pour lesquelles les méthodes que nous proposons parviennent à localiser la source avec une erreur moyenne de 20m (soit 10% de la taille du domaine d'étude), suivant les situations modélisées et les méthodes inverses utilisées.

« Mère Méditerranée ». Si la Méditerranée a été une aire de rivalité et de combats, les découvertes archéologiques et les recherches historiques montrent que cette mer a été, plus encore, une voie extraordinaire de transmission des savoirs. Par elle, ont transité des marchandises mais, surtout, des hommes qui ont diffusé leurs inventions telles que l’écriture, la philosophie, les mathématiques, l’astronomie, la médecine et d’autres sciences encore, et aussi, des croyances, des idées, des goûts artistiques et des modèles politiques, économiques et sociaux. Cette histoire nous aide à concevoir la possibilité d’un monde dans lequel la mer Méditerranée ne serait pas « une mer qui sépare, mais une mer qui unit les populations ». Aujourd’hui, les menaces écologiques qui pèsent sur le milieu marin méditerranéen ont su faire réagir les États riverains qui, conscients de leurs origines communes et de leur communauté de destin, ont manifesté leur solidarité et uni leurs efforts pour tenter de sauver la « mare nostrum ». / No English summary available.

Aujourd’hui, les zones côtières concentrent souvent des villes densément peuplées où le développement économique est associé à une rapide urbanisation. Dans de nombreux endroits, les cours d’eau sont intégrés en zone urbaine présentant à la fois des ressources et des risques potentiels. La concurrence croissante entre les activités économiques et l'espace essentiel aux rivières et aux milieux naturels nécessite une gestion intégrée basée sur des outils fiables capables de fournir des informations hydrologiques. La basse vallée du Var, dans le sud de la France, est spécifiquement exposée à une augmentation de l’activité humaine, et les impacts sociaux sur l’environnement deviennent de plus en plus intenses. Par conséquent, le cycle de l’eau est déséquilibré et induit des problèmes liés à l’eau. Pour traiter ces problèmes, les collectivités territoriales ont besoin d’outils d’aide à la décision qui simulent le comportement du bassin versant. Tel est l’objectif du projet AquaVar qui repose sur trois modèles numériques : Mike SHE pour le bassin versant du Var, Mike 21FM pour la rivière, et Feflow pour l’aquifère. Ces travaux de recherches se concentrent sur le modèle des écoulements à surface libre et son intégration au sein de l’outil d’aide à la décision.Les modèles hydrauliques 2D sont fréquemment utilisés car ils fournissent une vision précise des phénomènes physiques en rivière et de l’hydrodynamique durant des événements extrêmes (inondation, sécheresse et pollution accidentelle). Le modèle des écoulements à surface libre 2D est conçu avec le logiciel Mike 21FM en utilisant la méthodologie classique. Il est calibré et validé pour des conditions spécifiques de la basse vallée du Var : hautes eaux au mois de novembre, hautes eaux au printemps dues à la fonte des neiges et basses eaux en été. Le modèle hydraulique peut non seulement être utilisé pour simuler des scénarios d’événements extrêmes, mais il est également capable d’interagir avec le modèle des écoulements souterrains développé avec Feflow. Une interface spécifique est développée pour connecter le Var et son aquifère dans la basse vallée. Elle nécessite cependant une phase de validation afin de précisément simuler les échanges nappe-rivière.De toute évidence, le modèle Mike 21FM est le cœur de l’outil d’aide à la décision. L'hydrodynamique du fleuve dépend de la transformation des précipitations en débit (modélisée par Mike SHE) et du volume d'eau échangé avec l'aquifère (modélisé par Feflow). La dernière partie est consacrée à la construction de l'outil d’aide à la décision avec l'intégration du modèle hydraulique 2D. Ce système de modèles est implémenté dans une interface web et accessible par différents utilisateurs. Cet outil peut être facilement mis à jour en partageant les données de chaque partenaire. Dans le futur, cet outil pourrait intégrer le petit cycle de l'eau (réseaux d’assainissement et d’alimentation en eau potable). Les autorités locales pourraient donc prévoir et contrôler leurs ressources en eau et les risques potentiels. / Nowadays, the coastal areas concentrate frequently densely populated cities where economic development is associated to a fast urbanization. In many locations rivers are integrated within the urban areas and present both resources and potential risks. The growing competition between the economic activities and the essential space for the rivers requests an efficient management based on reliable tools able to provide hydrological information. Typically, the Lower Var valley, in south of France, faces to an increase of human activities, and the social impacts on the natural environment have become more and more intensive. Therefore, the water cycle is unbalanced implying water problems. To deal with this issue, local authorities needs a Decision Support System (DSS) tool to simulate the behaviour of water system. This is the objective of the AquaVar research which includes three numerical models: Mike SHE for the Var catchment, Mike 21FM for the Lower Var River, and Feflow for the aquifer. Here, the research is focused on the 2D free surface flow model and its integration in the DSS tool.The 2D hydraulic models represent a meaningful approach that can provide an accurate view on the physical processes within the river and on the hydrodynamics during the extreme events (inundation, drought and accidental pollution). The 2D free surface flow model is designed with Mike 21FM software using common methodology. It is calibrated and validated for the three specific weather conditions in the Lower Var valley: floods which occur in November, spring floods due to snow melting and droughts in summer. Not only the 2D hydraulic model allows to simulate scenarios of inundation and accidental pollutions, but it is also able to exchange water volume with the groundwater model developed with Feflow. A specific interface is developed to connect river and aquifer in the Lower Var valley. It required validation cases to accurately simulate the river-aquifer exchanges.Obviously, Mike 21FM is finally the core of the DSS tool because it is the centre of the modelling system. The hydrodynamics of the river depends on precipitations converted in flow by Mike SHE model, and exchanges water volume with the aquifer modelled by Feflow. The last part of this research is dedicated to the construction of the DSS tool and the integration of the 2D hydraulic model. The modelling system is implemented in a web interface adapted for different types of users. This DSS tool can be easily updated by sharing data from all the stakeholders. In the future, this tool could integrate sewage network and drinking water supply system to consider all the water cycle. Hence, local authorities could forecast and control the water resources and the potential risks.