14 avril 2025
La surveillance de l'environnement est l'observation et l'évaluation de l'état des ressources naturelles et des caractéristiques environnementales telles que l'air, l'eau, le sol et la biodiversité.
Les systèmes de surveillance environnementale collectent et mesurent des données pour comprendre les conditions environnementales actuelles, détecter les changements au fil du temps, identifier les problèmes potentiels et prédire les conditions futures.
Par exemple, un gouvernement peut utiliser des outils de surveillance pour suivre la qualité de l’eau dans une rivière, notamment des indicateurs tels que la température, l’acidité et la présence de polluants. La surveillance continue peut aider à détecter les problèmes, tels qu’un pic soudain de polluants causés par le ruissellement industriel, afin de résoudre les problèmes et de limiter les dommages.
Des scientifiques, des chercheurs, des entreprises et des organismes de réglementation tels que l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) utilisent les données de surveillance environnementale pour créer des rapports d’évaluation d’impact, évaluer la conformité aux lois sur la protection de l’environnement et guider la prise de décision afin de mieux gérer les ressources naturelles.
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La surveillance de l'environnement aide les organisations à recueillir des données essentielles qu'elles peuvent utiliser pour protéger la santé publique, préserver les écosystèmes vulnérables, élaborer des politiques et des réglementations environnementales et améliorer l'efficacité opérationnelle. Les avantages de la surveillance de l'environnement sont les suivants
- Détection de la pollution
- Préservation des écosystèmes
- Préparation aux catastrophes et gestion des risques
- Conformité réglementaire
- Efficacité opérationnelle
Les mesures de surveillance de l’environnement permettent de détecter la pollution de l’air, les contaminants dans l’eau potable et le sol, ainsi que d’autres polluants susceptibles de menacer la santé humaine et de perturber les opérations.
Par exemple, les installations de fabrication peuvent utiliser des capteurs de qualité de l’air pour suivre et gérer les niveaux de particules. Si les niveaux de particules dépassent un certain seuil, ils peuvent nuire aux travailleurs et entraîner des amendes et des fermetures.
Les données sur la qualité de l’eau, la biodiversité, la contamination du sol et la perte d’habitats peuvent éclairer les efforts de conservation et la gestion des ressources.
Par exemple, une compagnie d’énergie qui exploite un barrage hydroélectrique dépend de la santé de l’écosystème de la rivière pour produire de l’électricité. L’entreprise doit tenir compte des données relatives aux débits, aux niveaux de sédiments et à d’autres facteurs pour faire des choix opérationnels éclairés.
Les outils de surveillance de l’environnement peuvent également permettre des projets de préservation plus larges, tels que la surveillance du changement climatique. Les données environnementales telles que le niveau des mers, les températures, les modèles météorologiques et les émissions de gaz à effet de serre aident les chercheurs à comprendre et à suivre les tendances du climat mondial.
La surveillance en temps réel de l’activité sismique, des conditions météorologiques, des niveaux d’eau et de la qualité de l’air permet de fournir des alertes précoces en cas de catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre, les inondations et les ouragans.
Ces points de données peuvent également aider les entreprises à gérer les risques à plus long terme. Par exemple, les changements climatiques peuvent affecter les routes de navigation et les rendements agricoles, perturbant ainsi les chaînes d’approvisionnement. En surveillant de manière proactive les changements météorologiques, les entreprises peuvent s’adapter plutôt que d’être prises au dépourvu.
Beaucoup de secteurs doivent suivre des programmes obligatoires de surveillance de l'environnement pour s'assurer que leurs produits et processus ne menacent pas la santé publique. Par exemple, aux États-Unis, la loi sur l'eau (Clean Water Act) établit des lignes directrices que les entreprises doivent respecter lorsqu'elles déversent des déchets dans certaines masses d'eau.
Les systèmes de surveillance de l’environnement peuvent aider les entreprises à se conformer à ces types de réglementations en leur permettant de suivre de manière proactive leur impact avant qu’il ne devienne un problème. Les mesures de surveillance environnementale peuvent également fournir une validation de la conformité d’une Entreprise si elle fait l’objet d’un audit ou d’une enquête.
Pris ensemble, toutes les données recueillies grâce à la surveillance de l’environnement permettent aux entreprises de prendre des décisions plus éclairées pour mieux gérer la santé à long terme des ressources et des environnements dont elles dépendent. Les entreprises peuvent éviter les perturbations, réduire la responsabilité et aborder les risques de manière proactive.
Les entreprises utilisent différents types de surveillance environnementale pour évaluer différents aspects de l’environnement. Les types courants de contrôle environnemental sont les suivants :
- Suivi de la qualité de l’air
- Surveillance de la qualité de l'eau
- Contrôle de la qualité des sols
- Contrôle de la salinité
- Suivi de la biodiversité
- Surveillance de la contamination
Surveillance de la qualité de l’air
La surveillance de l’air mesure les polluants présents dans l’atmosphère tels que l’ozone, les particules, le dioxyde de soufre et le dioxyde d’azote. Ces polluants peuvent causer des problèmes de santé chez l’homme, tels que des maladies cardiovasculaires et des problèmes respiratoires. Ils contribuent également aux pluies acides, qui peuvent nuire aux écosystèmes sensibles tels que les lacs et les forêts.
Les entreprises surveillent souvent la qualité de l’air à l’aide de capteurs pour prélever des échantillons d’air. Les échantillons sont ensuite analysés pour déterminer la présence et la concentration de polluants dans l’air, ainsi que d’autres facteurs tels que la température et l’humidité.
Les modèles de systèmes d’information géographique (SIG),c’est-à-dire les systèmes informatiques qui génèrent des visualisations connectées de données géospatiales, peuvent aider les chercheurs à suivre les niveaux de qualité de l’air et les concentrations de pollution dans certaines zones.
Surveillance de la qualité de l’eau
La surveillance de l’eau permet d’analyser les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques pour garantir que l’eau est sûre pour la consommation humaine et les écosystèmes aquatiques.
Les menaces courantes pour la qualité de l’eau sont les métaux lourds, les pesticides, les neutralisations, les produits chimiques industriels et la bactéries E. coli.
Les analyses microbiologiques et les tests de conductivité sont souvent des composants essentiels de la surveillance de l’eau. L'analyse microbiologique permet de détecter les micro-organismes nuisibles, tels que les virus, les bactéries et les champignons, dans les réserves d'eau. Les tests de conductivité évaluent la conductivité électrique de l’eau, ce qui peut aider à déterminer si des polluants tels que les déchets industriels, les eaux usées ou les écoulements agricoles sont présents.
Suivi de la qualité des sols
La surveillance des sols permet d'identifier les menaces qui pèsent sur la croissance des plantes, la biodiversité, l'agriculture et d'autres aspects d'un écosystème. Les chercheurs observent et analysent des facteurs tels que la texture du sol, la couleur, les niveaux de nutriments, l'activité microbienne et la santé des racines pour comprendre la qualité du sol.
Surveillance de l'érosion
La surveillance de l’érosion consiste à suivre la perte de sol due à des forces telles que le vent ou l’eau. L’érosion peut éliminer les nutriments et les matières organiques qui sont critiques pour la croissance des plantes, perturbant ainsi l’écosystème.
Les chercheurs surveillent l'érosion des sols grâce à des évaluations visuelles, des échantillons de sol, des mesures de végétation au sol et des capteurs infrarouges ou ultrasoniques capables de détecter les changements d'élévation et d'humidité.
Surveillance de la salinité
Des quantités excessives de sels dans l'eau et le sol peuvent dégrader la santé des écosystèmes, réduire le rendement des cultures et nuire à la vie animale.
Pour suivre la salinité de l’eau, les chercheurs peuvent prélever des échantillons directs, tester la conduction électrique ou mesurer les émissions thermiques, qui sont affectées par les niveaux de salinité.
Pour suivre la salinité du sol, les chercheurs utilisent souvent des outils de télédétection tels que les satellites et les photographies aériennes pour identifier des modèles uniques de lumière appelés signatures lumineuses spectrales. Comme la salinité modifie la façon dont la lumière est réfléchie par le sol, les longueurs d'onde de la lumière spectrale peuvent aider à mesurer les niveaux de salinité.
De même, les croûtes de sel et la végétation peuvent également aider à déterminer la salinité du sol. Si des sels solubles sont présents dans le sol, ils laisseront derrière eux des dépôts blancs ou des croûtes lorsqu’ils s’évaporeront. Une végétation qui présente un retard de croissance, une décoloration ou des changements dans la taille ou la forme des feuilles est également une indication de la salinité du sol.
Surveillance de la biodiversité
La biodiversité désigne toutes les formes de vie dans un écosystème, y compris les animaux, les plantes, les micro-organismes et bien plus encore.
La surveillance de la biodiversité implique généralement des méthodes d’observation des populations d’espèces, notamment le suivi des migrations, l’identification des espèces envahissantes, les enquêtes sur le terrain, l’échantillonnage de l’ADN et la surveillance acoustique, qui permet de détecter les espèces en fonction des sons caractéristiques qu’elles émettent.
Surveillance de la contamination
Les métaux lourds tels que le plomb, les polluants organiques tels que les pesticides et les substances radioactives peuvent menacer la qualité du sol, de l'air et de l'eau. Le contrôle de la contamination repose sur un échantillonnage et des tests en laboratoire pour identifier, suivre et mesurer ces éléments nocifs.
La spectrométrie de masse, qui mesure l’interaction entre la lumière et la matière, est fréquemment utilisée pour la surveillance de la contamination au niveau moléculaire. Elle peut détecter des polluants à l’état de traces à des niveaux de parties par billion à partir d’échantillons d’air, de sol et d’eau.
Les processus de surveillance environnementale comprennent généralement quatre étapes :
- Définition des objectifs
- Collecte des données
- Analyse des données
- Production de rapports
Définir les objectifs
La première étape de la surveillance de l'environnement consiste à définir les objectifs et la portée du projet. Cette définition inclut généralement les activités à effectuer, les paramètres environnementaux à suivre et la zone géographique à surveiller.
Par exemple, un système de surveillance environnementale peut se concentrer sur la présence de certains polluants dans l’air et l’eau entourant une installation, dans le but de s’assurer que les polluants n’atteignent pas des niveaux dangereux.
Collecte des données
Ensuite, les chercheurs ou les autres parties prenantes responsables de la surveillance environnementale recueillent systématiquement de l’information sur les conditions environnementales pertinentes pour l’objectif énoncé. Les parties prenantes peuvent utiliser différentes techniques, allant de l'échantillonnage direct sur le terrain à la télédétection.
Par exemple, pour collecter des données sur la qualité de l'air d'une installation, une entreprise peut installer une série de capteurs dans les environs afin d'analyser la qualité de l'air en continu.
Analyse des données
Ensuite, les parties prenantes analysent les jeux de données qu’elles ont recueillis pour révéler les relations, les modèles et les tendances en matière de santé de l’écosystème et de conditions environnementales. Différents types d’analyse des données et de techniques statistiques sont utilisés pour tirer des conclusions significatives à partir des résultats.
Par exemple, les chercheurs peuvent utiliser un logiciel statistique pour représenter graphiquement les tendances de la qualité de l’air dans la zone entourant une installation. Ces graphiques peuvent ensuite indiquer si l’installation a un impact négatif sur la qualité de l’air au fil du temps.
Production de rapports
La phase finale de la surveillance environnementale consiste à communiquer clairement les résultats au public cible, qui peut inclure les décideurs politiques, les dirigeants, les chercheurs, les régulateurs ou le public, selon l'objectif du programme.
Les formats de rapport peuvent varier. Par exemple, une évaluation de l’impact environnemental d’une usine proposée produirait un rapport long et complet destiné aux dirigeants et aux autorités. D'autre part, un rapport de développement durable vantant les engagements environnementaux d'une organisation peut être diffusé par le biais de webinaires, de publications sur les réseaux sociaux ou de fichiers .gov. sites Web.
Les chercheurs utilisent de plus en plus l’intelligence artificielle (IA) pour améliorer la rapidité et la précision de la surveillance de l’environnement.
L’IA peut automatiser les tâches chronophages comme la gestion des données environnementales et le calibrage des instruments de collecte de données. En analysant de vastes jeux de données provenant de capteurs, de satellites et d'échantillonnages sur le terrain, les outils d'IA peuvent identifier des modèles, découvrir des risques et prévoir des tendances futures en moins de temps, et potentiellement avec plus de précision, que les analystes humains seuls.
Les technologies d’IA sont désormais utilisées dans des domaines tels que la surveillance de la qualité de l’air et de l’eau, la conservation de la faune sauvage, la détection de la déforestation, la surveillance du changement climatique, la gestion des déchets, l’agriculture et la surveillance des océans.
Par exemple, le machine learning est désormais utilisé pour prédire les niveaux de qualité de l’air sur plusieurs semaines et prévoir la probabilité et la gravité des proliférations d’algues toxiques dans les lacs. Les grands modèles linguistiques (LLM) sont également à l'œuvre pour aider les chercheurs à résumer leurs résultats, à générer des rapports et à extraire des informations clés à partir de grandes quantités de données de surveillance environnementale.