Communiqué Faculté des sciences USJ à l’occasion de la Journée mondiale de l'environnement
En 1972, l’Assemblée générale des Nations unies a désigné le 5 juin comme Journée mondiale de l’environnement (JME). La première célébration, sous le slogan « Une seule planète Terre », a eu lieu en 1973. Au fil des années, la JME est devenue une plate-forme mondiale facilitant la sensibilisation et la prise d’initiative pour répondre aux défis urgents, qu’il s’agisse de la pollution marine, du réchauffement climatique, de la consommation durable ou de la criminalité contre la vie sauvage.
Depuis, des millions de personnes y ont participé au fil des années et ont contribué à modifier nos habitudes de consommation, tout comme les politiques environnementales nationales et internationales.
La Faculté des sciences (FS) de l’Université Saint-Joseph de Beyrouth œuvre depuis plus de deux décennies par rapport à cette approche protectrice de l’environnement dans une optique de développement durable. Plusieurs thématiques sont abordées et étudiées.
A - La biodiversité : un trésor à préserver
À l'occasion de la Journée mondiale de l'environnement, nous célébrons la richesse et l'importance de la biodiversité, élément fondamental pour la survie de notre planète. La biodiversité, ou la diversité des espèces vivantes, joue un rôle crucial dans le maintien des services écosystémiques qui soutiennent la vie humaine. Ces derniers incluent la purification de l'eau, la pollinisation des cultures, la régulation du climat et la fourniture de matières premières. La préservation de la biodiversité est essentielle pour garantir la santé des écosystèmes et, par conséquent, notre propre bien-être.
La biodiversité est actuellement confrontée à des menaces sans précédent, principalement dues aux activités humaines. La déforestation, la destruction des habitats, la pollution et le changement climatique figurent parmi les principales causes de la perte de biodiversité. L'expansion urbaine incontrôlée et l'agriculture intensive entraînent la fragmentation des écosystèmes, privant les espèces de leurs habitats naturels. De plus, la surexploitation des ressources naturelles, la chasse et la pêche illégales déciment de nombreuses populations animales et végétales. Les espèces invasives, introduites par l'homme dans de nouveaux environnements, perturbent les équilibres écologiques et concurrencent les espèces locales. Enfin, les changements climatiques modifient les conditions environnementales à un rythme rapide, rendant difficile l'adaptation des espèces. Ces menaces combinées posent un risque majeur pour la biodiversité, mettant en péril les services écosystémiques essentiels à la survie humaine et à la santé de la planète.
L'Université Saint-Joseph de Beyrouth (USJ), à travers ses Laboratoires de caractérisation génétique des plantes « CGP » et son Laboratoire de germination et conservation des graines, joue un rôle déterminant dans la surveillance et la conservation de la biodiversité. En collaboration avec Jouzour Loubnan, une ONG dédiée à la restauration des écosystèmes dégradés du Liban, l'USJ contribue activement à la préservation, à la compréhension et à la restauration de la biodiversité et des écosystèmes.
Le Liban, en raison de sa localisation géographique unique, au carrefour de plusieurs régions biogéographiques et de sa géomorphologie variée, est un véritable hotspot de biodiversité. Cette richesse écologique se traduit par une diversité exceptionnelle de plantes, d'animaux et de champignons, confèrant au pays une valeur écologique inestimable. Protéger cette biodiversité est une mission d'une importance capitale, tant pour le Liban que pour la planète entière. La richesse terrestre du Liban est estimée à 3 790 espèces végétales (BSC,1996), 3 835 invertébrés (BSC,1996), 6 amphibiens (Hraoui et al., 2001), 59 mammifères (Ramadan et al., 2008), 395 oiseaux (Ramadan et al., 2008) et 54 reptiles (Hraoui et al., 2001). Alors que la richesse marine est estimée à 367 espèces de poissons (BSC,1996), celle en eau douce est évaluée à 610 espèces (BSC,1996). Ces chiffres sont en constante évolution du fait des révisions taxonomiques et la découverte régulière de nouvelles espèces. Ces études représentent un intérêt majeur de nos activités de recherche, basées sur des technologies de pointe, et visent à réaliser l’inventaire de cette biodiversité, l’évaluation de son statut et l'élaboration de stratégies de conservation basées sur des données scientifiques solides. Dans cette optique, nous nous intéressons à la caractérisation génétique de la biodiversité, englobant plantes, animaux et champignons, pour créer des codes-barres ADN permettant une identification unique pour chaque espèce. Avec cette initiative, le Liban rejoint les efforts d’iBOL (International Barcode Of Life) qui a pour mission de documenter la biodiversité planétaire en créant un système d'identification numérique pour les êtres vivants basé sur des séquences d’ADN. L’USJ a commencé à établir une librairie de références pour les mammifères et les plantes au Liban, en particulier ceux qui sont endémiques. Une des applications directes de ce projet est l’analyse du régime alimentaire des mammifères et la clarification de leur rôle dans la dispersion des graines et dans la régénération des écosystèmes. Ceci a permis, par exemple, à Jouzour Loubnan d’élargir la palette des espèces d’arbres et d’arbustes à planter afin de consolider les communautés animales et végétales et contribuer à la résilience des écosystèmes et des paysages. Ces études sont complétées actuellement par celles de la biodiversité des insectes et des oiseaux.
L'Université Saint-Joseph de Beyrouth s’est également engagée dans la mise à jour et l’adaptation de la législation dans le contexte actuel de la protection de la biodiversité. Ainsi, la loi sur les zones protégées, qui comprenait initialement quatre catégories, a été amendée pour inclure une cinquième catégorie, celle des « micro-réserves ». Ce type de zone protégée désigne de petites zones servant de refuges pour les espèces endémiques et menacées. De plus, l'Université a travaillé à la rédaction de la première loi de conservation des espèces au Liban, applicable à toutes les espèces d'Iris au niveau national.
Les stratégies de conservation de la biodiversité, développées et mises en œuvre par l'Université, combinent à la fois la conservation dite in-situ où les espèces sont protégées dans leur milieu naturel et la conservation « ex-situ » où les espèces sont protégées dans des banques de graines par exemple. Une nouvelle approche, également pionnière de l'Université, est la co-conservation du patrimoine botanique et culturel du Liban, en introduisant des espèces endémiques sur des sites archéologiques.
Le Liban a ratifié la Convention sur la diversité biologique (CDB) et a élaboré des plans d'action nationaux pour la biodiversité afin de s'aligner sur les objectifs de la convention. L’USJ contribue directement et activement à ces efforts, elle est également impliquée dans l'évaluation de ces stratégies au fil des ans, contribuant ainsi à l'efficacité et à l'amélioration continue des efforts de conservation de la biodiversité au Liban.
En cette Journée mondiale de l'environnement, nous réaffirmons notre engagement à protéger la biodiversité du Liban et à promouvoir des pratiques de conservation basées sur la science. Ensemble, nous pouvons assurer la pérennité de notre patrimoine naturel et des services écosystémiques qui soutiennent la vie sur Terre.
B – Qualité de l’air : surveillance et impact sur la santé
Une équipe pluridisciplinaire de l’Université Saint-Joseph de Beyrouth (USJ) travaille depuis 2003 sur la qualité de l’air au Liban. Elle regroupe des chercheurs de la Faculté des sciences et du Département de géographie (FLSH).
Ces chercheurs ont élaboré conjointement de multiples projets. Tous les résultats obtenus ont démontré que la qualité de l’air au Liban est fortement dégradée. En effet, Beyrouth fait face à une pollution chronique qui dépasse les normes de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Plus de 90% de la population beyrouthine a 100% de chances d’être exposée à une pollution supérieure au seuil admissible tel que fixé par l’OMS.
La mise en place d’une stratégie d’amélioration de la qualité de l’air nécessite une bonne gouvernance, impliquant l’approche participative des citoyens libanais. Or, d’après les résultats obtenus par cette équipe, il s’avère que ces derniers, bien que conscients du problème de la pollution atmosphérique, ne sont pas disposés à agir et ce, pour différentes raisons : la crise que traverse le Liban qui fait que les problèmes environnementaux ne sont pas prioritaires chez le Libanais et le manque de confiance qu’éprouve la population envers les décideurs.
Des études épidémiologiques ont révélé que les effets de cette dégradation atmosphérique ont de graves conséquences sanitaires, notamment sur les maladies cardio-vasculaires, pulmonaires et allergiques.
Dans ce cadre, une étude dénommée BAPHE (Beirut Air Pollution and Health Effects) a apporté de nouveaux éléments sur les effets sanitaires associés à la pollution de l‘air à Beyrouth. L’analyse des différentes données épidémiologiques et l‘étude du contexte de Beyrouth nous ont permis, dans un premier temps, de souligner la complexité et l‘importance de l‘étude de cette pollution. En particulier, nous avons pu mettre en évidence une association significative entre la pollution et les admissions aux urgences pour des causes spécifiques telles les maladies respiratoires, les allergies cutanées et même les maladies cardiovasculaires. Ceci peut concerner une fraction très importante de la population et par conséquent, avoir un impact essentiel en termes de santé publique. Dans un contexte de santé publique, ces résultats sont importants car ils sont considérés comme preuves pour les décideurs pour une plus grande prise de conscience.
Quant à l’étude PEMPA (Personal Exposure Monitoring to PArticules), elle a estimé les expositions aux PM2.5 dans différents microenvironnements (ME). Le Liban, étant un petit pays où se déroulent de nombreuses activités polluantes telles que le transport, la production d'électricité et le traitement des déchets solides, connaît une forte charge de particules dans l'air. Par conséquent, les concentrations moyennes annuelles de PM2.5 au Liban (24,2 µg/m³) sont supérieures de 142 % à la recommandation moyenne annuelle de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) (10 µg/m³). La saison hivernale est la période la plus polluée en raison de l'utilisation accrue d'appareils de chauffage des locaux, tandis que l'apparition de vents poussiéreux au printemps entraîne des niveaux élevés de PM2.5 dispersées. De plus, les zones rurales sont plus polluées que les zones urbaines en raison de l'utilisation d'équipements de chauffage traditionnels et de l'application de produits chimiques comme les pesticides et les engrais dans les activités agricoles. De plus, l'étude révèle que les transports et les ME intérieurs ont des niveaux similaires de particules fines en suspension, tandis que les ME extérieurs sont moins pollués. L'objectif de cette étude est de donner un aperçu d'une méthode moderne d'estimation de l'exposition personnelle aux PM2.5
Actuellement, ces chercheurs qui appartiennent au Centre de Recherche en Environnement-Espace Méditerranée Orientale (CREEMO, FLSH) et à l’Unité de Recherche Environnement Génomique et Protéomique (UR-EGP, FS) travaillent toujours sur la qualité de l’air qui ne fait que se dégrader depuis le début de la crise de 2019. Ils co-dirigent des thèses inédites comme la relation végétation/pollution atmosphérique à Beyrouth et la biosurveillance de la qualité de l’air.
C –La pollution atmosphérique : comprendre aujourd’hui pour mieux vivre demain
Contrairement à la tendance mondiale qui voit diminuer la concentration en particules fines depuis 2011, le Liban observe depuis le début du siècle une valeur quasi-constante malgré l’évolution de la technologie. Cette pollution récolte tous les ans environ 1800 âmes de manière prématurée et coûte l’économie au moins un milliard de dollars. Connaître l’état actuel de la qualité de l’air n’est qu’un début et ne suffit pas pour diminuer la pollution et réduire son impact sur la santé et l’économie. Une approche quantitative pour déterminer les sources, leurs caractéristiques ainsi que leurs contributions à la pollution ambiante est donc vitale. C’est une étape essentielle dans toute mise en place de politiques environnementales. Pour cela et depuis 2009, l’équipe « Émissions, Mesures et Modélisation Atmosphériques » (EMMA) étudie la pollution de l’air à trois niveaux : local national, régional et global.
Au niveau national, il fallait tout d’abord dresser, pour la première fois au Liban, un inventaire de toutes les sources de pollution à travers les différents secteurs d’activité avec une grande précision géographique, afin de connaître la part de contribution de chaque source. Les résultats ont montré que le trafic routier, la production d’électricité privée et publique, ainsi que les industries sont les principales sources de pollution au Liban. Cependant, cet exercice que nous mettons à jour de manière régulière depuis 15 ans, a montré l’évolution de certains secteurs comme les groupes électrogènes qui, depuis 2012 et surtout durant les quatre dernières années, dominent les émissions du secteur de production d’électricité. Ces résultats nous ont poussés à aller plus loin avec des études ciblant les groupes électrogènes, ainsi que le trafic routier avec des expériences de terrain comme celles au tunnel Salim Slam, ou encore la prise d’échantillons à la sortie des pots d’échappement des groupes électrogènes de manière régulière depuis 2012. Plusieurs familles de composés sont étudiées, telles que les composés organiques volatils, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les métaux lourds, les dioxines, les furanes et bien d’autres.
De plus, plusieurs campagnes de mesure de longue durée ont été menées à Beyrouth, au Chouf, à Zouk Mikael ou encore à Chekka. Ces études avaient pour but : (i) de déterminer dans chaque région la contribution des différentes sources à la concentration ambiante des polluants, (ii) d’évaluer leur impact sanitaire (particules fines et composés organiques volatils), (iii) et finalement d’évaluer les travaux antérieurs que nous avons menés, afin d’améliorer la quantification des sources dans le futur. La modélisation source-récepteur se basant sur de larges bases de données observées a été mise en œuvre. La contribution des sources naturelles comme les tempêtes de sable est responsable d’environ 35% de la concentration de particules fines dans l’air au Liban, mais aussi que d’autres masses d’air arrivent au Liban des pays régionaux comme la Turquie, l’Égypte et même la région du Golfe arabe. Par conséquent, et pour la première fois au Liban, nous avons pu montrer expérimentalement qu’atteindre les valeurs guides de l’Organisation mondiale de la santé pour les particules fines est tout simplement impossible au Liban, mais aussi dans la région. Ceci résulte du fait qu’environ 60 % des concentrations observées au Liban ne proviennent pas de l’environnement local anthropique.
Nous avons aussi modélisé la qualité de l’air sur le territoire libanais avec un modèle de chimie-transport vu qu’une mesure en tous points du territoire n’est jamais possible. Ce type de modèle qu’on utilise pour la prévision de la qualité de l’air a souligné les régions les plus impactées, ainsi que la contribution des différentes sources dans chaque région.
Vu que la pollution régionale impacte aussi le Liban, nous avons lancé plusieurs projets et études en Turquie, en Égypte, à Chypre, en Jordanie et dans d’autres pays, pour mieux comprendre les caractéristiques de la pollution qui y existe. Ces études se sont focalisées sur l’identification des sources, leurs contributions et leur impact sanitaire. Pour aller plus loin dans l’analyse vu que la pollution ne reconnaît jamais de barrière géographique et par conséquent l’impact de la pollution globale sur la pollution locale, nous avons aussi participé et contribué à des études très poussées en Amérique du Nord, en Europe, en Asie et en Afrique. Ces études ciblaient une meilleure compréhension des cycles chimiques atmosphériques des composés clés et moteurs de la pollution.
Notre travail nous a amené à développer de nouvelles techniques, instruments et méthodologies de travail et d’étude pour contribuer à l’avancement des sciences atmosphériques au sein de la communauté scientifique.
Durant ces 15 dernières années, plusieurs dizaines d’articles scientifiques ont été publiés dans des revues internationales ainsi que plusieurs rapports nationaux et internationaux, mais aussi des collaborations stratégiques ont été tissées avec des laboratoires de recherche locaux, régionaux et internationaux de grande renommée en Amérique de Nord, en Europe et en Asie. Un soutien à aux différentes autorités publiques au Liban, à travers la région et dans le monde a été offert espérant diminuer la pollution de l’air sur les trois niveaux interconnectés global, régional et local.
D – Gestion et traitement des déchets
À la Faculté des sciences de l'Université Saint-Joseph (USJ), nous menons des recherches appliquées pour soutenir le Liban dans la gestion des déchets solides et des déchets à risque. Nous avons organisé plusieurs congrès internationaux sur ce sujet, favorisant l'échange de connaissances et de solutions avec des experts du monde entier. De plus, nous sommes membres d'importantes instances internationales telles que l'International Solid Waste Association (ISWA) et d'autres groupes d'experts. À ce jour, nous comptons plus de 50 publications dans les domaines de la gestion et du traitement des déchets solides. Nous avons également un laboratoire d’analyse de la composition des déchets et leur potentiel de valorisation.
L'augmentation démographique et la croissance de la population au Liban ont intensifié la production de déchets solides, posant des défis significatifs, notamment dans les secteurs de l’énergie et des déchets. Pour répondre à ces défis, nous avons développé des solutions telles que la production d’énergie à partir des déchets. Un exemple notable est un procédé de gazéification écologique, qui transforme les déchets plastiques en gaz combustibles. Ce procédé utilise l'énergie récupérée des gaz d'échappement des moteurs thermiques, sans nécessiter de coûteuses opérations de condensation. Ce projet vise à déployer ces technologies auprès des collectivités locales, des municipalités et des utilisateurs de générateurs électriques au Liban, apportant des bénéfices environnementaux et économiques.
Nous avons activement soutenu la mise en place d'un système de gestion des déchets hospitaliers au Liban grâce à la recherche et au développement. Nos efforts se sont concentrés sur plusieurs axes clés pour répondre aux besoins spécifiques de la gestion des déchets médicaux et hospitaliers. Nous avons entrepris des recherches approfondies pour améliorer l'efficacité des autoclaves utilisés pour le traitement des déchets infectieux. Les autoclaves, qui stérilisent les déchets par la chaleur et la pression, jouent un rôle crucial dans la désinfection et la réduction des risques d'infection. Nos travaux ont permis d'optimiser les paramètres de fonctionnement de ces autoclaves, augmentant leur efficacité énergétique et leur capacité à traiter les déchets de manière plus fiable et sécurisée. Cela inclut des ajustements dans les cycles de stérilisation et l'intégration de nouvelles technologies pour assurer une désinfection complète et réduire les coûts opérationnels. Les déchets cytotoxiques, issus des traitements chimio thérapeutiques et d'autres procédures médicales, présentent des défis particuliers en raison de leur toxicité élevée. À l'USJ, nous avons mené des études pour identifier des solutions sûres et efficaces pour la gestion de ces déchets dangereux. Nos recherches ont exploré différentes approches, y compris l'incinération à haute température, la neutralisation chimique et d'autres méthodes innovantes de détoxification. Nous avons travaillé en collaboration avec des hôpitaux et des établissements de santé pour tester et évaluer ces solutions, en assurant qu'elles répondent aux normes de sécurité et de protection de l'environnement les plus strictes. Aussi, nous avons collaboré étroitement avec des partenaires industriels et les autorités locales pour déployer ces solutions sur le terrain. Cette coopération a permis de transférer les connaissances et les technologies développées dans nos laboratoires vers les hôpitaux et les centres de traitement des déchets, garantissant une mise en œuvre effective et durable. De plus, nous avons organisé des formations et des ateliers pour le personnel hospitalier afin de les familiariser avec les nouvelles technologies et les meilleures pratiques en matière de gestion des déchets hospitaliers.
Nos efforts en matière de gestion des déchets incluent la conception de processus et de procédés innovants de compostage, de méthanisation, de recyclage ou de traitement réalisés en collaboration avec des industriels. En termes de compostage, nous avons conçu un procédé accélérant les processus et implémenté différentes stratégies de soutien aux industriels et opérateurs. En outre, nous avons opté pour la digestion anaérobie pour valoriser les déchets organiques, qui constituent plus de 50 % de nos déchets et sont riches en eau. Ce processus convertit les déchets organiques en biogaz, principalement du méthane, offrant une source d'énergie potentielle. Nous ciblons initialement les déchets agro-industriels, avec l'intention de traiter ultérieurement les déchets organiques municipaux. Nous effectuons une caractérisation complète des biomasses et optimisons les paramètres opérationnels pour intensifier la production de biogaz, en appliquant des prétraitements physico-chimiques adéquats. De plus, nous menons des études de faisabilité économiques avec des agro-industriels pour installer des unités de méthanisation locales et aspirons à créer une usine de méthanisation centralisée dans la Bekaa, avant d'étendre cette initiative à l'échelle nationale.
Enfin, nous nous engageons dans la valorisation des déchets alimentaires en tant que moyen de gestion durable. Ces matériaux sous-exploités contiennent des composés naturels précieux pour les industries alimentaire, pharmaceutique, cosmétique et nutraceutique. Nous nous concentrons sur l'extraction et la purification de molécules antioxydantes naturelles, telles que les polyphénols, grâce à des technologies innovantes, les réintégrant comme additifs précieux dans divers produits industriels. Ainsi, à la Faculté des sciences de l'USJ, nous nous efforçons de proposer des solutions durables et innovantes pour la gestion des déchets, en collaboration avec des partenaires industriels et des institutions internationales.