Memoire Online - à®lots de chaleur urbains et qualite de l'air dans l'agglomeration de Libreville

Ce chapitre met en lumière les généralités sur l'îlot de chaleur urbain et la qualité de l'air. Notamment les origines de la pollution atmosphérique et de la formation de l'îlot de chaleur urbain. Les sources de pollution atmosphérique ambiante sont d'origines fixes (liées activités industrielles ou domestiques) ou mobiles (gaz d'échappement moteur). Tandis que la formation de l'îlot de chaleur urbain est dû aux émissions de gaz à effet de serre, la perte progressive du couvert forestier dans les milieux urbains, l'imperméabilité des matériaux, certaines propriétés thermiques des matériaux, la morphologie urbaine et la taille des villes. Afin d'étudier les différents aspects du phénomène d'îlot de chaleur urbain et de la qualité de l'air. Ainsi, plusieurs méthodes de mesures sont disponibles. Dans le cas de la mesure de température d'air dans la canopée urbaine et de la qualité de l'air, les méthodes de mesures in situ fixes sont employées. Les mesures fixes sont plus adaptées à l'étude de la distribution temporelle de température d'air et d'évaluation de la qualité de l'air à travers des indicateurs.

CHAPITRE 3: CADRE THEORIQUE ET METHODOLOGIQUE DE

L'objectif de ce chapitre est de présenter le cadre théorique et la méthodologie utilisée dans le cadre de ce travail de recherche. Ce chapitre comprend le cadre théorique et le cadre méthodologique.

Le raisonnement sur la thématique d'îlot de chaleur urbain et de la qualité de l'air se doit de se consolider avec des concepts qui existent. Pour se faire, l'analyse des documents consultés visait à nous aider à cerner les concepts impliqués dans notre étude. Nous présenterons ici, la revue bibliographique, le Développement Durable, les Objectifs du Développement Durable et la considération éthique.

Comme toute recherche scientifique, la recherche géographique fait appel à la recension de la documentation existante. En effet, la recherche documentaire a constitué la première étape de notre recherche. Nous avons procédé à une analyse bibliographique et filmographique des documents ayant trait de manière globale ou spécifique à notre thématique de travail.

Pour mener à bien cette étape, nous avons élaboré une fiche de travail (exemple en annexe 2) pour l'exploitation des documents. Cette fiche, a favorisé une bonne organisation de notre documentation. Ainsi, les informations recueillies via internet, dans le Laboratoire LAGRAC, le Local de Géomatique, à la bibliothèque du département de Géographie et à la bibliothèque Universitaire (Où nous avons consulté des mémoires de masters, des thèses, des ouvrages généraux et collectifs, des notes de cours, etc.) ont été facilement utilisées pour comprendre l'état de la question, la meilleure connaissance des méthodes de recherche et leurs applications pratiques et pour des illustrations.

Le cadre théorique choisi est celui du Développement Durable dont la réflexion doit être motivée par la volonté de réduire les impacts de la ville sur le climat urbain et sur la qualité de l'air dans les villes en adoptant des politiques d'aménagement aptes à garantir la résilience des villes.

Le Développement Durable (DD) se définit comme étant « un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs » (ONU, 2017). Aujourd'hui, la notion de Développement Durable fait partie intégrante du discours de la majorité des dirigeants et des politiques de développement (ATLAS OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT GOALS, 2017). Ce concept est toutefois apparu après une longue réflexion sur les effets néfastes de l'activité humaine sur l'environnement (ONU, 1992).

La mise en oeuvre du programme des Nations unies à l'horizon 2030, adopté en 2015 par la communauté internationale, représente un engagement commun qui nécessite la contribution de tous (WORLD CITIES REPORT, 2016). Les objectifs de développement durable (ODD) définissent le monde que nous voulons. Particulièrement, un monde remplit de bonnes conditions de vie des sociétés humaines, présentes et futures. Pour ce faire, ces ODD s'attaquent également aux changements climatiques.

Notre étude sur les îlots de chaleur urbains et la qualité de l'air s'inscrit donc dans la matrice de deux Objectifs de Développement Durable (ODD) :

« Une ville durable est une ville qui respecte les priorités du développement durable (sociales, économiques et environnementales) et qui permet à tous ses habitants de vivre dans de bonnes conditions et le plus en harmonie possible avec la nature. » (WORLD CITIES REPORT, 2016). Cette ville rend le présent plus agréable tout en préservant le futur.

« Les changements climatiques correspondent à un changement du « temps moyen » observé dans une région donnée. Le temps moyen comprend tous les éléments que nous associons habituellement au temps, à savoir la température, les caractéristiques des vents et les précipitations. Lorsque nous parlons des changements climatiques à l'échelle de la planète, nous faisons référence aux modifications que connaît l'ensemble du climat de la Terre. À long terme, la rapidité et l'ampleur des changements climatiques peuvent avoir de nombreuses conséquences sur les écosystèmes ainsi que sur les activités humaines » (Ibid.). Il faut donc prévoir et s'adapter aux catastrophes naturelles liées au climat.

L'urbanisation rapide rend la population mondiale plus vulnérable aux effets du changement climatique. Pour lutter contre ces différentes menaces au Développement Durable,

de nombreuses villes ont pris des mesures pour développer leur résilience et répondre aux risques grandissants liés au climat. Par conséquent, nous voulons à travers ce travail inscrire l'agglomération de Libreville dans cette lutte contre les menaces au Développement Durable.

La dimension éthique dans la mise en oeuvre d'un dispositif de recherche en science, fait depuis plusieurs années déjà l'objet d'une réflexion intense au sein de la communauté scientifique (MONDAIN et SABOURIN, 2009). C'est un enjeu qui occupe une place majeure dans la gestion de la recherche (LAMBERT-CHAN, 2012). Notre étude ne déroge point à cette règle importante. Ainsi, dans le cadre de notre étude sur les îlots de chaleur urbains et de la qualité de l'air dans l'agglomération de Libreville, un protocole de recherche a été soumis aux membres du LAGRAC pour examen et validation.

Dans un souci du respect des règles d'éthique, plusieurs mesures ont été prises. Notamment, dans la gestion des données enregistrées et dans l'interprétation des résultats obtenus. La valeur fondamentale au coeur de toute recherche est la quête et du respect de la Vérité. Le principe de l'obligation de vérité trouve tout son sens dans ce travail au niveau :

- des résultats obtenus (fausse interprétation et causer du tort volontairement).

Tout travail de recherche comme celui-ci se doit toujours de définir une méthode qui lui permet d'atteindre les objectifs qu'il s'est fixés. Autrement dit, c'est s'accorder avec Madeleine GRAWITZ qui pense qu'il faut user de « l'ensemble des opérations intellectuelles par lesquelles une discipline cherche à atteindre les vérités qu'elle poursuit, les démontre, les vérifies » (GRAWITZ, 2001). A cet effet, il semble judicieux, dans cette partie, de présenter les données, les méthodes utilisées, les traitements et analyses et les limites du travail.

Les documents cartographiques de la zone d'étude nous ont permis de faire une analyse des éléments physique du milieu. Il s'agit de la carte topographie de Libreville (dans l'Atlas du Gabon) et de carte géologique de l'Estuaire du Gabon de V. Hourcq et J.J. Hauknecht. Ces cartes nous ont données la possibilité d'effectuer des observations de l'espace soumis à notre étude: pentes, altitude, hydrographie et géologie.

L'imagerie satellitaire (aussi appelée imagerie spatiale) est utilisée dans le diagnostic des phénomènes climatiques (USGS - Landsat-8). Particulièrement le phénomène appelé îlot de chaleur urbain (RENARD et ALONSO, 2019). En effet, la grande majorité des études sur les ICU utilisent les images satellitaires. Ces images permettent de produire des cartes de la température de surface d'un territoire. Les TIRS sur le satellite Landsat-8 et TIRS-2 sur le satellite Landsat-9 sont parmi les plus utilisés pour les ICU. Il faut savoir que Landsat-9 est le dernier, donc le plus avancé des capteurs Landsat. Il permet de réduire les interférences lumineuses parasites par rapport aux autres capteurs de la série, ce qui permet d'appliquer de meilleures corrections atmosphériques et d'obtenir des mesures plus précises de la température de surface.

L'image du satellite LANDSAT a été par téléchargement direct sur le site officiel http://landsat.usgs.gov. LC08_L1TP_186060_20220530_20220603_02_T1 (02/08/2022 à 02h18) est le numéro de la scène utilisé. Les produits de données provenant des bandes IRT sont ré-échantillonnées par le fournisseur d'images à une résolution spatiale de 30 mètres (USGS). Les images Landsat-8 sont de niveau L1T (terrain corrigé au niveau 1). Les caractéristiques sont détaillées dans le tableau suivant.

Date	Satellite	Sensor	Correctio n	Path	Row	Résolution	Pan	IR	Projection	Zone
02/08/2022	Landsat 8	"ETM+ "	"L1T"	186	60	30 m	15 m	60 m	UTM- WGS84	"32"

Cette image a servi à faire le calcule d'indices de végétation, à l'estimation des températures de surface à partir des bandes thermiques et l'indentification des îlots de chaleur urbains.

Pour notre étude, nous avons utilisées un SRTM. C'est une image altimétrique de la NASA SRTM (Shutter Radar Topography Mission) de 30m x 30m de résolution a été obtenue auprès du LAGRAC. Cette image est connue pour ses qualités d'extraction des paramètres hydrologiques et morphométriques. A cet effet, les produits dérivés peuvent être le réseau hydrographique, la pente, les courbes de niveau, les bassins et sous bassins versants, et bien

d'autres. Elle nous a permis de générer le réseau hydrographique et le calcul de pente de notre zone d'étude.

Instrument américain à bord du satellite Terra. C'est un imageur, il mesure la température de surface avec une résolution de 1km x 1km à 10h30 de jour et 22H30 de nuit. Le champ de vue de l'instrument combiné, à la présence de nuage, ne permet pas d'avoir une image de la température de surface en tout point du globe chaque jour. En conséquence, lorsqu'une date est sélectionnée, l'application educso-temperature effectue un traitement de synthèse temporelle sur deux semaines pour proposer une carte de températures de surface moyennes, dé-nuagées, de jour et de nuit, la plus réaliste autour de la date choisie⁷.

Par ailleurs, dans le cadre de cette étude nous avons utilisé les données de cartographie de température de l'air qui ont été téléchargées à partir du site officiel https://eolabcnes.users.earthengine.app/view/educsco-temperature ; Celles-ci sont exprimées °C. Elles correspondent aux moyennes de mois d'août qui est celui utilisée pour l'indentification des îlots de chaleur urbains à travers l'image du satellite LANDSAT.

Les particules en suspension dans l'air se nomment aérosol. Les PM10 regroupent les particules de diamètre inférieur à 10 um, les PM2.5 celles inférieures à 2.5 um. La toxicité des particules en suspension est essentiellement due aux particules de diamètre inférieur à 10um Les concentrations de PM2,5 et PM10 sont mesurés en temps réel par des capteurs. Ces capteurs ou moniteurs peuvent être installé à l'intérieur d'un habitat ou à l'extérieur. Dans le cas de notre étude les capteurs de marque `'PurpleAir Classic» ont été utilisés pour la collecte de ces données particulaires. Ces données (obtenues microgramme par mètre cube jig/m3) peuvent être visualisées en temps réel et téléchargées sur le site https://map.purpleair.com/, en sorti de données en unité Celsius et de fichier format CSV.

Figure 18 : Collecte de données et Format de fichier de données particulaires

La température de l'air est la température de l'atmosphère. Cette dernière varie en fonction du temps, du lieu mais aussi avec l'altitude. On utilise régulièrement la température de l'air à 1.5m ou 2m du sol pour décrire les conditions physiques dans lesquelles évoluent les êtres humains. Les données de températures servant à l'interpolation (méthodes de mesures visant spécifiquement l'ICU de la couche de canopée urbaine), ont été encodées grâce aux mesures effectuées par différentes stations des moniteurs PurpleAir Classic de l'agglomération de Libreville. Ces données (obtenues en unité de température Kelvin ou Celsius) peuvent être visualisées en temps réel et téléchargées sur le site https://map.purpleair.com/, en sorti de données en unité Celsius et de fichier format CSV.

Figure 19 : Collecte de données et Format de fichier de données des températures

Nous utilisons, dans les différentes étapes de notre travail plusieurs logiciels, notamment ceux spécialisés dans le traitement d'image, l'analyse spatiale et la restitution cartographique (Tableau 4).

Nom du logiciel	Utilité
Qgis 3.16	Traitements d'images satellitaires
ArcGis®	Restitution et analyse cartographique
XLSTAT	Corrélation entre les variables
SAGAgis	Générer le réseau hydrologique de la zone d'étude.
Microsoft Office® Excel	Mise en forme des tableaux
Microsoft Office® Word	traitement du texte du mémoire
SENIT SNT320	Mesurer la température de la surface d'objets
Appareil photos numérique	Photos voiries, habitats, et autres
... Microsoft Office® Power point	Présentation finale du mémoire

Le thermomètre à rayonnement infrarouge sans contact model SENIT SNT320 nous a permis de mesurer (permet à la fois de mesurer et de convertir l'énergie lumineuse en signal électrique (VOOGT, 2009)) la température de la surface d'objets (en cuivre, en aluminium, en fer, en acier...), de l'eau, sans avoir à les toucher. Il suffit simplement de viser avec un point laser, d'appuyer sur le bouton et de lire la température en moins d'une seconde. Un exemple d'utilisation de cet appareil en annexe 3.

C'est un capteur à faible ou moyen coût (>200.000 Fcfa) de marque `'PurpleAir Classic» qui a été utilisé (figure 20). Ce capteur offre une alternative simple et peu coûteuse. Il mesure les concentrations de PM2,5 et PM10 en temps réel pour un usage résidentiel, scientifique, commercial ou industriel et peut être installé à l'intérieur ou à l'extérieur. Le Wi-Fi intégré permet à l'appareil de transmettre des données (de mesure de la qualité de l'air) à la carte PurpleAir en temps réel, qui est stockée.

Cet outil de collecte est utilisé pour la collecte des données et est directement relié à un serveur en ligne. Un système de positionnement global (GPS) a été intégré dans le moniteur, facilitant la localisation en ligne de ce dernier. Le téléchargement de ces données a nécessité l'utilisation d'un ordinateur et d'un smart phone smart phone doté d'une connexion internet. Ce téléchargement des données se fait à partir du site officiel https://map.purpleair.com/ ; Il nous faut sélectionner le moniteur puis la période voulu et le type de polluant voulu (PM10 ou PM2,5

dans notre cas) enfin lancer le téléchargement. Ces données sont exprimées ìg/m3 dans des fichiers de format CSV. L'organigramme suivant illustre la procédure ainsi développée :

Figure 21 : Collecte des données de la pollution particulaire et de température et acquisition de la base de données

Source: map.purpleair.com/ ; Réalisé par ZOLO-M'BOU Dergy-Strede, 2023

3.2.2.1 Choix d'implantation des moniteurs et réseau de mesure de la qualité de l'air

Dans le but de mettre en évidence l'état de la qualité de l'air de l'agglomération de Libreville et d'établir une cartographie de la pollution particulaire de l'agglomération de Libreville, une campagne de mesure a été menée. Dans le grand Libreville (Akanda-Libreville-Owendo-Ntoum) cas du projet `'Qualité de l'air du Grand Libreville», les sites de mesure sont choisis pour déterminer l'état de la qualité de l'air et permettre une cartographie représentative de la variabilité de la pollution. Seuls les sites de mesure de l'agglomération de Libreville (Akanda-Libreville-Owendo) ont été retenus dans le cadre de notre étude (Carte 4).

Carte 4 : Localisation des sites de mesure de l'agglomération de Libreville

Source :( https://www.openstreetmap.org), Fichier de formes du LAGRAC et données de
terrain.; Réalisé par ZOLO-M'BOU Dergy-Strede, 2023

Le choix de l'installation des moniteurs nécessite, sur un site, une connexion Wi-Fi permanente pour transmettre des données de température et de mesure de concentrations des PM10 et PM2.5 à la carte `'PurpleAir» en temps réel. Mais également influencé par les aménagements de cet espace urbain et les principales sources urbaines, c'est-à-dire le trafic routier, zone industrielle et le brûlage des déchets (cas de la décharge de Mindoubé 1).

Généralement, les sites ou stations de mesure peuvent être de 3 types : (1) les stations locales, particulièrement utilisées pour contrôler les établissements classés, sont situées à proximité de la source de pollution à surveiller et donc sont sous son influence directe ; (2) les stations de fond, utilisées pour surveiller la pollution urbaine, sont situées dans un environnement urbain mais sous l'influence indirecte des sources de pollution, et (3) les stations de fond, situées dans un environnement périurbain.

De même, les spécificités de chaque site de mesure sont résumées dans le tableau 5, où sont mentionnées les localisations des sites ainsi que les infrastructures routières et les sources de pollution environnante. Ainsi, on constate que ces sites sont entourés de routes (proches et éloignées) bitumées et non bitumées pour certaines (ce qui influence des particules en suspension). Situés également dans des quartiers populaires, dans des zones résidentielles, à l'exception du site ENEF qui se trouve dans une zone périurbaine mais à proximité d'une grande route bitumée, avec une circulation importante.

Tableau 5: Principales caractéristiques des sites de mesure de l'agglomération de Libreville

Zone de localisation du site de mesure		latitude		longitude		Routes à proximité		Routes éloignées	Descriptions
Foyer Alénakiri		0.330440		9.478297		Bitumées		Bitumées	Ce site est situé non loin de grand village(Owendo) et près de la zone portuaire; le trafic routier est principalement composé camions, de véhicules transports personnels avec quelques lignes de transport public.
Clean Africa		0.371078		9.496658		Bitumées		Bitumées	Site situé à Mindoubé 1 et à proximité d'une décharge. principalement sous l'influence du trafic routier avec quelques Population à faible et moyen revenu.
PK11 MELEN		0.399861		9.515378		Non Bitumées		Bitumées	Site situé au PK11, un quartier sans route asphaltée, avec des populations à faible et moyen revenu.
TTIGE (Foyer Plein- Niger		0.378483		9.460967		Bitumées		Bitumées et Non Bitumées	Ce site est situé à plaine Niger Près des grandes routes circulaires avec des populations de classe moyenne.
0.408590	9.440571		Bitumées		Bitumées		Localisé au croisement du Boulevard Omar Bongo et l'avenue d'Oyem, avec un niveau élevé de trafic routier, quartier composé d'immeubles de 2 à 5 niveaux.
0.425618	9.440427		Bitumées et Non Bitumées		Bitumées		Situé à l'Université Omar Bongo, point de mesure principal du projet. Le trafic environnant est important (personnes et véhicules).
0.413746	9.474748		Non Bitumées		Bitumées		ce site est situé dans une zone de la municipalité la plus densément peuplée du pays (Nzeng-Ayong)
0.487567	9.385530		Bitumées		Bitumées		Localisé à l'aéroport Léon MBA, à proximité d'une route principale et influencé par un trafic aérien.
0.497238	9.392980		Bitumées		Bitumées		Près des grandes routes circulaires d'Okala avec des populations de classe moyenne.
0.507846	9.402675		Bitumées		Bitumées		Ce site est situé dans un quartier; le trafic routier est principalement composé de véhicules personnels avec quelques lignes de transport public. Avec des bâtiments habitée par des populations à revenus élevé et moyen.
0.614008	9.322746		Non Bitumées		Bitumées		Localisé au cap estérias, l'école nationale des eaux et forêts ; sous l'influence du trafic routier et des aérosol marins

Réalisé par ZOLO-M'BOU Dergy-Strede, 2022 3.2.2.2 Détection des îlots de chaleur

Pour l'identification des îlots de chaleur, la méthodes d'analyse spatiale relatives à l'ICU de la couche de canopée urbaine et la méthode de mesure relatives aux températures de surface sont présentées ci-après.

A partir des mesures in situ de la température de l'air, nous avons mis en évidence, les ambiances thermiques de l'agglomération de Libreville. La méthode déterministe dite pondération inverse de l'IDW a été utilisé pour spatialiser les données des températures des différents sites de mesure. La figure présente le procédé de l'élaboration de cette carte relative à l'ICU de la couche de canopée urbaine.

Figure 22: processus d'élaboration de la carte relative à l'ICU de la couche de canopée urbaine

Afin de déterminer précisément où sont situés les îlots de chaleur urbains de surface, l'emploi de certains outils est essentiel, dont les plus utilisés relèvent de la Géomatique et plus spécifiquement de l'analyse cartographique d'images (exemples : images satellites Landsat ou images aéroportées).

La télédétection satellite est l'unique méthode offrant la possibilité de quantifier les températures de la surface (Ts) à large échelle et d'établir un descriptif spatio-temporel et de localiser de l'ICU (WENG, 2009). Dans le cadre de cette étude, nous avons choisi d'exploiter les images dans l'infrarouge des satellites Landsat qui ont l'avantage de couvrir l'intégralité de l'agglomération de Libreville avec une résolution spatiale de 30 m. Les Ts dans ce travail ont été obtenues par application de la méthode single-channel de SOBRINO et al (2004) qui permet d'éliminer les effets atmosphériques se produisant entre la surface de la Terre et les capteurs satellitaires (WICKI et PARLOW, 2017). La température de la surface terrestre peut être estimée ou calculée à l'aide des canaux Landsat 8. En particulier, la bande 10 comme bande thermique, et les bandes 4 et 5 pour calculer l'indice de végétation par différence normale (NVDI). Les formules de l'USGS se présentent comme suit (l'équation doit être résolue à l'aide de l'outil Calculatrice raster d'ArcMap) :

ML = facteur de mise à l'échelle multiplicatif spécifique à la bande à partir des métadonnées (RADIANCE_MULT_BAND_x, où x est le numéro de la bande).

AL = facteur de mise à l'échelle additif spécifique à la bande à partir des métadonnées (RADIANCE_ADD_BAND_x, où x est le numéro de la bande).

TOA = 0,0003342 * « Bande 10 » + 0,1 TOA = 0,0003342 * « Bande 10 » + 0,1 ? Conversion de la température TOA en luminosité

K1 = Constante de conversion thermique spécifique à la bande à partir des métadonnées (K1_CONSTANT_BAND_x, où x est le numéro de la bande thermique).

K2 = Constante de conversion thermique spécifique à la bande à partir des métadonnées (K2_CONSTANT_BAND_x, où x est le numéro de la bande thermique)

Par conséquent, pour obtenir les résultats en degrés Celsius, la température radiante est ajustée en ajoutant le zéro absolu (environ -273,15 °C).

BT = (1321,0789 / Ln ((774,8853 / « %TOA% ») + 1)) - 273,15 ? Calcul de NDVI

Notons que le calcul de l'IVDN est important car, par la suite, il faut calculer la proportion de végétation (P_v), qui est fortement liée à l'IVDN, et l'émissivité (å), qui est liée àl'IVD v.

NDVI = Flottant (Bande 5 - Bande 4) / Flottant (Bande 5 + Bande 4) ? Calculer la proportion de végétation Pv

Habituellement, les valeurs minimale et maximale de l'image NDVI peuvent être affichées directement dans l'image (à la fois dans ArcGIS, QGIS, ENVI, Erdas Imagine), sinon vous devez ouvrir les propriétés du raster pour obtenir ces valeurs.

P_v = Carré ((« NDVI » - 0,216901) / (0,632267 - 0,216901)) ? Calcul d'émissivité

Il suffit d'appliquer la formule dans la calculatrice matricielle, la valeur de 0,986 correspond à une valeur de correction de l'équation.

Enfin, appliquez l'équation LST pour obtenir la carte de température de surface.

Pour la validation, nous avons utilisé des données températures obtenues sur le terrain et les images thermiques de MODIS sur https://eolabcnes.users.earthengine.app/view/educsco-temperature. La première méthode de validation a été basée sur la comparaison avec les données

in-situ. C'est-à-dire, que les relevés de températures obtenus à partir des moniteurs installés, ont permis de mettre en évidence la variabilité des températures dans l'agglomération de Libreville. L'observation faite est que les températures mesurées en station sont incluses dans l'intervalle des valeurs de températures estimées sur les images à partir de la télédétection.

La seconde méthode de validation repose sur les données satellitaires. Par absence d'images thermiques de meilleure résolution spatio-temporelle, les données de EducSCO ont été utilisées et ce malgré leur basse résolution (1 km) (Cf. carte 5 ci-après).

Cette carte, met en relief les de températures de surface du 09 aout 2022. Elle nous a permis d'avoir une idée de la température moyenne sur la période d'étude. Ces valeurs ont ensuite été comparées à celles des températures estimées sur Landsat. Le même constat est fait que celui de la première validation.

Pour la réalisation de ce travail, nous avons eu recours à plusieurs données (des températures, des concentrations horaires des PM10 et PM2.5) collectées. Les différents traitements ont été effectués sur le tableur Excel 2010, QGIS 3.16 et sur Arc Catolog de ArcGIS 10.5. Les traitements avaient pour but de produire des fichiers de données propres et affinés. Ces traitements se sont organisés en trois (4) étapes (figure 23). Ces étapes ont été appliquées

aussi bien pour les fiches de collectes des températures que pour les PM10 et PM2.5. Le contrôle de la structure et la vérification de la saisie des données ont été répétés jusqu'à ce que la base de données soit considérée comme acceptable.

Ces traitements ont permis d'effectuer des représentations graphiques des différentes moyennes annuelles, mensuelles et journalières des températures que pour les PM10 et PM2.5 d'une part, et d'autre part de réaliser une les analyse de corrélations et les interpolations.

L'utilisation de plusieurs logiciels dont les logiciels de cartographie et SIG ainsi que Microsoft Office a été nécessaire. Ainsi, Microsoft Office® Excel nous a servi au traitement des données concentrations des PM10 et PM2.5 et à la réalisation des tableaux, graphiques et des figures.

Le logiciel QGIS 3.16 (Système d'Information Géographique Libre et Open Source) et le logiciel ArcGIS 10.5 (ESRI Inc.) ont été utilisés pour un traitement d'analyse spatiale (interpolation) et l'estimation des températures de surface se fera à travers l'utilisation des données satellites Landsat TM 8. Le choix de ces logiciels réside dans leur accessibilité et la facilité dans les manipulations.

Une analyse statistique a été effectuée sur les données stockées des PM10 et des PM2,5. Il s'agissait du calcul des moyennes journalières, mensuelles et annuelles de l'ensemble des données des variables. Egalement le calcul des moyennes des saisons (sèche (juillet-aout-septembre) et des pluies (octobre-novembre-décembre)). Les résultats obtenus, nous ont permis d'étudier la variation spatio-temporelle des températures et des concentrations des PM10 et des PM2,5.

Pour notre étude, la confrontation des résultats et les normes de qualité de l'air était évidente et nécessaire. En raison du manque des seuils journaliers, mensuels et annuels en république gabonaise, les résultats sont donc confrontés aux seuils critiques requis des normes de l'OMS. Le tableau 7 ci-après est une représentation des seuils relatifs à la qualité de l'air.

Tableau 6 : valeurs guides OMS pour les polluants classiques de la qualité de l'air extérieur

3.2.3.2.2 Cartographie spatiale de la pollution particulaire et des températures

Les systèmes d'information géographique (SIG) offrent une méthode puissante d'analyse spatiale par interpolation. Les méthodes les plus couramment utilisées sont le krigeage (méthode géostatistique) et la pondération inverse de l'IDW (méthode déterministe).

Dans le cadre de notre étude, nous appliquerons la méthode IDW aux données collectées. Cette méthode permet de mettre en évidence le phénomène des ICU de façon continue sur le territoire⁸.

Le logiciel QGIS 3.16 est utilisé pour le traitement des données géostatistiques et le logiciel ArcGIS 10.5 est utilisé et l'édition de cartes. Les fichiers de formes pour l'édition de cartes sont disponibles gratuitement sur ( https://www.openstreetmap.org) et au LAGRAC. L'interpolation IDW permet de prédire les concentrations autour d'un point de collecte. Le réseau de stations de mesure n'est pas assez bien réparti au sein des limites de l'agglomération de Libreville, pour couvrir toutes les variabilités possibles dans ce paysage urbain.

Le coefficient de corrélation linéaire simple, dit de Bravais-Pearson (ou de Pearson), est une normalisation de la covariance par le produit des écarts-type des variables.

Remarque 1 (Précisions sur la notation). Dans ce qui suit, s'il n'y a pas d'ambiguïtés, nous

Ce coefficient de corrélation est indépendant des unités de mesure des variables, ce qui autorise

_ r = +1, la liaison entre X et Y est linéaire, positive et parfaite c.-à-d. la connaissance de X nous

Dans le cadre de notre étude, nous appliquerons ce type de corrélation pour mesurer l'intensité

Tout travail de recherche scientifique est souvent obstrué par diverses limites. Les principales limites de cette étude étaient liées :

? L'observation de l'ICU basée sur la photo aérienne thermique : des images dont nous n'avons pu nous en procurer.

V' Aux effets de santé : pas regard sur effets sur la santé en liaison avec des pathologies tel

que l'asthme qui prévale dans l'agglomération de Libreville (KOMBILA et al, 2022) V' L'imagerie satellitaire : Il y'a peu d'image de bonne qualité (sans nuage) disponible

V' La conception du document de l'étude : nous n'avons pas pu faire en 6 chapitre en raison de des résultats de corrélation très peu pour en constituer un chapitre. Ils sont intégrés au chapitre 5.

V' Au passage de 11 sites à 5 sites dans certains cas: choix des sites en données sans interruption.

à®lots de chaleur urbains et qualite de l'air dans l'agglomeration de Libreville

Conclusion

CHAPITRE 3: CADRE THEORIQUE ET METHODOLOGIQUE DE