Évaluation spatiotemporelle de la pollution atmosphérique dans l’Est algérien

Abstract

Résumé La pollution atmosphérique constitue une menace majeure pour la santé publique et l'environnement, en particulier dans les régions industrialisées d'Afrique du Nord disposant de réseaux de surveillance limités. Cette étude vise à évaluer la pollution atmosphérique dans le Nord-Est algérien (wilayas d'Annaba, Guelma, Souk Ahras et El Tarf) à l'aide des données du satellite Sentinel-5P/TROPOMI sur la période 2019–2025. Les polluants analysés incluent le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde d'azote (NO₂), l'ozone troposphérique (O₃), le dioxyde de soufre (SO₂), le formaldéhyde (HCHO) et le méthane (CH₄). Les traitements ont été réalisés sous Google Earth Engine, suivis d'analyses statistiques (ACP, ANOVA, test de Tukey HSD). Les résultats montrent des concentrations plus élevées de CO, NO₂ et HCHO à Annaba, traduisant une forte empreinte industrielle et urbaine. L'O₃ présente une distribution spatiale homogène, conforme à son caractère secondaire. Le SO₂ ne montre pas de différence spatiale significative mais une hausse notable en 2025, suggérant une reprise des activités industrielles post-COVID-19. Le CH₄ affiche une tendance à la hausse continue sur la période 2020–2024. L'analyse multivariée distingue clairement deux régimes de pollution : les polluants de combustion (CO, NO₂, O₃, HCHO) et les émissions soufrées (SO₂). Cette étude démontre le potentiel des données satellitaires Sentinel-5P pour la surveillance de la qualité de l'air dans les régions sous-équipées en stations au sol et plaide pour la mise en place d'un réseau intégré couplant télédétection et mesures in situ. Abstract Air pollution is a major threat to public health and the environment, particularly in industrialized regions of North Africa with limited monitoring networks. This study aims to assess air pollution in northeastern Algeria (the wilayas of Annaba, Guelma, Souk Ahras, and El Tarf) using Sentinel-5P/TROPOMI satellite data over the period 2019–2025. The analyzed pollutants include carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO₂), tropospheric ozone (O₃), sulfur dioxide (SO₂), formaldehyde (HCHO), and methane (CH₄). Data processing was carried out on Google Earth Engine, followed by statistical analyses (PCA, ANOVA, Tukey HSD test). The results show higher concentrations of CO, NO₂, and HCHO in Annaba, reflecting a strong industrial and urban footprint. O₃ exhibits a homogeneous spatial distribution, consistent with its secondary pollutant nature. SO₂ shows no significant spatial difference but a notable increase in 2025, suggesting a post-COVID-19 recovery of industrial activities. CH₄ displays a continuous upward trend over the 2020–2024 period. Multivariate analysis clearly distinguishes two pollution regimes: combustion-related pollutants (CO, NO₂, O₃, HCHO) and sulfur emissions (SO₂). This study demonstrates the potential of Sentinel-5P satellite data for air quality monitoring in regions with limited ground-based stations and advocates for the establishment of an integrated network combining remote sensing and in situ measurements. الملخص يشكل تلوث الهواء تهديدًا رئيسيًا للصحة العامة والبيئة، خاصة في المناطق الصناعية بشمال إفريقيا التي تفتقر إلى شبكات رصد كافية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم تلوث الهواء في شمال شرق الجزائر )ولايات عنابة، قالمة، سوق أهراس والطارف( باستخدام بيانات القمر الصناعي Sentinel-5P/TROPOMI للفترة 2019 – 2025 . تشمل الملوثات التي تم تحليلها أول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد النيتروجين (NO₂) ، والأوزون التروبوسفيري (O₃)، وثاني أكسيد الكبريت (SO₂) ، والفورمالديهايد (HCHO)، والميثان (CH₄). تمت معالجة البيانات باستخدام Google Earth Engine ، تليها تحليلات إحصائية )تحليل المكونات الرئيسية، تحليل التباين، اختبار توكي(. أظهرت النتائج تركيزات أعلى من CO ،NO₂ و HCHO في عنابة، مما يعكس بصمة صناعية وحضرية قوية. يتميز O₃ بتوزيع مكاني متجانس، وهو ما يتوافق مع طبيعته كثانوي. لم يظهر SO₂ فرقًا مكانيًا معنويًا لكنه سجل ارتفاعًا ملحوظًا في عام 2025 ، مما يشير إلى استئناف الأنشطة الصناعية بعد جائحة كوفيد- 19 . كما أظهر CH₄ اتجاهًا تصاعديًا مستمرًا خلال الفترة 2020 – 2024 . يميز التحليل متعدد المتغيرات بوضوح بين نظامين للتلوث: ملوثات الاحتراق (CO ،NO₂ ،O₃ ،HCHO) والانبعاثات الكبريتية (SO₂). تثبت هذه الدراسة إمكانيات بيانات Sentinel-5P لرصد جودة الهواء في المناطق التي تعاني من نقص المحطات الأرضية، وتدعو إلى إنشاء شبكة متكاملة تجمع بين الاستشعار عن بعد والقياسات الميدانية :