 Catastrophes naturelles (sécheresse, inondation, séisme)

Présentation au sujet: " Catastrophes naturelles (sécheresse, inondation, séisme)"— Transcription de la présentation:

1 Problèmes environnementaux affectant les régions des pays en développement
 Catastrophes naturelles (sécheresse, inondation, séisme)  Déforestation  Manque et détérioration de la qualité de l’eau  Prolifération de l’habitat insalubre  Pollutions urbaine et industrielle  Mauvaise gestion des déchets Impacts sur la santé de population et ressources naturelles Développement démographique et accroissement économique

2 Institut F.A. Forel, Université de Genève
Conception d'un Système d'Information à Référence Spatiale pour la gestion environnementale; application à la sélection de sites potentiels de stockage de déchets ménagers et industriels en région semi-aride (Souss, Maroc) Institut F.A. Forel, Université de Genève Unité de télédétection et SIG Zine El Abidine El Morjani

3 Un système d’Information à référence spatiale est un ensemble d’équipements informatiques, de logiciels et de méthodologies qui sert à saisir, à stocker, analyser, exploiter et visualiser toutes les données spatialement référencées.

4 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs

5 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs Méthodologie

6 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs Méthodologie Cadre

7 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs Méthodologie Cadre Élaboration des plans d ’information du SIRSS (SIRS Souss)

8 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs Méthodologie Cadre Elaboration des plans d ’information du SIRSS (SIRS Souss) Application à la sélection des sites de stockage des déchets

9 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Plan de la présentation Objectifs Méthodologie Cadre Élaboration des plans d ’information du SIRSS (SIRS Souss) Application à la sélection des sites de stockage des déchets Conclusions

10 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Élaboration d’une approche optimale pour la gestion environnementale, intégrant le concept de développement durable (bassin versant du Souss). Elle consiste à :  concevoir des données numériques spatiales et temporelles en utilisant des techniques variées (SIRS, télédétection, approches déterministes et probabilistes, régression multiple et l’ACP).  appliquer les plans d ’information du SIRSS à la sélection des meilleures installations pour le stockage des déchets ménagers et industriels, sur l ’ensemble du bassin en utilisant le SIRS et les méthodes d’analyse multicritères.  élaborer deux concepts de sécurité de stockage permanent pour les déchets ménagers et les déchets industriels non dangereux.

11 Établissement des sites les plus adéquats au stockage
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Topographie Télédétection Lithologie Pédologie Démographie Hydro-climatologie Disciplines Numérisation Modélisation Géostatistique Régression ACP Classification Techniques de spatialisation Occupation du sol Modèle numérique du terrain Pente et orientation Réseau hydrographique Carte des sols Carte de population Température Evapotranspiration Piézomètrie Ruissellement et infiltration Précipitations Carte géologique Carte de perméabilité Carte lithologique (toit, épaisseur) Plans d’information Analyse multicritère Établissement des sites les plus adéquats au stockage des déchets ménagers et industriels

12 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Le bassin versant du Souss N E W S 3 6 K m 65000 260000 325000 455000 Haut-Atlas Siroua Anti-Atlas Océan Atlantique Superficie (Km2) Périmètre (km) Altitude maximale (m) ; Djebel Toubkal Longueur de l’Oued du Souss (km)

13 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites  La topographie  L ’occupation du sol  La lithologie  La pédologie  La population  L ’hydro-climatologie  L ’hydrogéologie

14 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites K m 3 N E W S Altitudes (m) 0 - 50 Topographie Création du MNA du bassin du Souss, à partir des cartes topographiques au 1:50000 Topographie Occupation du sol Hydro-climatologie Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie

15 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Topographie Occupation du sol Hydro-climatologie Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie Occupation du sol Démarche Deux scènes de SPOT (1992, 1997) Analyse Plusieurs cartes de couverture du sol Synthèse Carte d ’occupation du sol de la région du Souss en 14 catégories Validation

16 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Occupation du sol Sol nu Végétation naturelle à très faible densité à faible densité de densité moyenne à forte densité Surfaces agricoles Serres Surfaces construites Zones industrielles Eaux Rivières Routes Légende Résolution de 20m

17 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Occupation du sol Statistique des différentes catégories de la couverture du Sol Surfaces agricoles 15% Surfaces construites 1% Eaux superficielles 0.1% Forêts 22% Végétation naturelle à faible densité, Sol nu 61%

18 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Occupation du sol Précision de la qualité de la carte de couverture du sol (%) 50 100 % Eaux superficielles 50 100 % Surfaces construites 50 100 % 90 Végétation naturelle à faible densité, surface agricole Précision globale de la carte : 84 % 50 100 % 87 Végétation naturelle à forte densité 50 100 % 80 Végétation naturelle de densité moyenne 50 100 % 73 Serre et sol nu 50 100 % 35 Végétation naturelle à très faible densité

19 Légende Carte lithologique numérique réalisée sous ArcInfo à partir
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Légende Carte lithologique numérique réalisée sous ArcInfo à partir de la carte géologique (Dijon, 1969) Topographie Occupation du sol Hydro-climatologie Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie

20 Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Analyse spatiale du sous-sol en trois dimensions de la plaine de l’Oued Souss Modéliser la continuité spatiale des paramètres géométriques (cotes des murs, des toits et épaisseurs) des différentes couches lithologiques jusqu’à 120m de profondeur à partir de 80 sondages en utilisant la géostatistique Objectif Répartition des sondages, codification lithologique par sondage et régionalisation par géostatistique

21 Approche géostatistique pour la modélisation des données lithologiques
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Approche géostatistique pour la modélisation des données lithologiques Acquisition des données Exploration des données Analyse qualitative Analyse quantitative (histogramme, statistique) Construction d'un variogramme expérimental Élaboration d'un modèle structural synthétique Validation croisée du modèle Interpolation par krigeage Cartes d'estimation et écart-type Cartes des simulations conditionnelles Cartes des probabilités

22 Cartes des cotes du toit des formations imperméables
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Cartes des cotes du toit des formations imperméables et de leurs erreurs d’estimation Cote du toit du limon Cote du toit de l ’argile Cote du toit du limon Cote du toit de l ’argile

23 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Cartes des probabilités (%) des épaisseurs de la formation argileuse (ep_argile) ep_argile > 2m ep_argile > 4m ep_argile > 8m ep_argile > 16m 0-20% 20-40% 40-60% 60-80% 80-100%

24 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Lithologie Coupes lithologiques réalisées dans la vallée du Souss d’après les résultats de la géostatistique

25 Légende Carte pédologique numérique 1/100’000 (Staimesse et al., 1975)
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Légende Pédologie Carte pédologique numérique 1/100’000 (Staimesse et al., 1975) Topographie Occupation du sol Hydro-climatologie Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie

26 Cartes dérivées de la carte pédologique
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Pédologie Cartes dérivées de la carte pédologique Aptitude culturale En combinaison avec la carte des pentes Zone urbaine, rivières Très faible Faible Moyenne Bonne Très bonne Potentialités des sols

27 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Population Démarche méthodologique Topographie Occupation du sol Hydro-climatologie Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie Saisie Modélisation Interpolation Ajustement Distribution Cartes de population et de densité de population (résolutions 50 et 500m)

28 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Population Carte de densité de population Habitant par km2 0-50 50-200

29 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Hydro-climatologie Approche de modélisation Topographie Occupation du sol Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie Hydro-climatologie Données ponctuelles des précipitations de la température Modèles Précipitations maximales Température Modèle Capacité de rétention en eau du sol Modèles Aridité Évapotranspiration Ruissellement et Infiltration

30 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Hydro-climatologie Réseau des stations de mesures # # Aoulouz # # Stations de mesure des précipitations (27) # # # # # # $ # # # $ # # # # Stations de mesure de la température (6) $ # # # # $ # Taroudant # $ Agadir # # # # # $ $ Valeurs mensuelles de 1960 à 1998

31 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Hydro-climatologie Précipitations Régionalisation des précipitations en décembre 0-15mm 15-30 30-50 50-65 65-80 80-100

32 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Précipitations Hydro-climatologie Distribution spatiale des précipitations maximales pour une période de retour de 10 ans 3-25mm 25-50 50-100

33 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Aridité Hydro-climatologie Modélisation de la distribution spatiale de l’aridité Décembre Avril semi-aride semi-humide humide aride hyper-aride Haute-montagne

34 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Évapotranspiration Hydro-climatologie Modélisation de la distribution spatiale de l’évapotranspiration Décembre Août 0-2mm/j 2-4 6-8 4-6 8-10 10-12 12-14

35 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Infiltration Hydro-climatologie Modélisation de la distribution spatiale de l’infiltration Décembre Août 0-10mm 10-20 30-40 20-30 40-50 50-70

36 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Infiltration Hydro-climatologie Modélisation de la distribution spatiale des quantités d ’eau sous forme de ruissellement latéral Décembre Août m 0.1-1 1-10 10-100

37 Application à la sélection des sites Erreur d ’estimation de la
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites  Hydrogéologie Profondeur de la nappe Piézométrie Topographie Occupation du sol Lithologie Pédologie Population  Hydrogéologie Hydro-climatologie Erreur d ’estimation de la piézométrie profondeur de la nappe

38 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites  Hydrogéologie Probabilités des profondeurs de la nappe (%) 0-20% 20-40% 60-80% 40-60% 80-100 Prof_nappe>4m Prof_nappe>15m Prof_nappe>30m Prof_nappe>70m

39 Décharge du Grand Agadir
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation Décharge du Grand Agadir Motivation Concept de stockage des déchets Analyse multicritère

40 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation Décharge du Grand Agadir

41 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation

42 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation Analyse des risques environnementaux liés à la décharge du Grand Agadir par WasteEva WasteEva : logiciel d ’évaluation des sites potentiellement contaminés (El Morjani, Wildi, Mariani, 1996)

43 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation Principaux paramètres nécessaires dans le diagnostic des risques liés aux décharges Eaux souterraines Air Zone d ’utilisation Eaux superficielles Zone d ’utilisation Sol d C3 C2 Point d ’utilisation a Potentiel Pollutif b Potentiel de mobilisation des substances c Potentiel de transfert des substances de la décharge vers le milieu à protéger d Potentiel de transfert des substances dans le milieu vers l ’utilisation du bien à protéger

44 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Motivation Résultat de l ’évaluation des risques environnementaux de la décharge du Grand Agadir 10 8 6 4 2 1 Eaux souterraines superficielles Air Sol

45 Concept de stockage permanent de déchets ménagers
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Eaux souterraines Eaux de surface Concept de stockage des déchets Concept de stockage permanent de déchets ménagers Motivation Concept de stockage des déchets Analyse multicritère Recouvrement superficiel Zone de dépôt Casier Conduite de drainage du biogaz Conduite de drainage de lixiviats Puits de surveillance Déchets Couche de filtre Gravier Étanchéité de base (ep.0.6m) Barrière naturelle géologique (K<10-7m/s et ep.>3m)

46 Approche générale pour la sélection des sites de décharges
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Approche générale pour la sélection des sites de décharges Motivation Concept de stockage des déchets Analyse multicritère Critères d ’exclusion Critères d ’appréciation Choix des critères de décision Reclassification Opération de distance Standardisation Pondération Images booléennes Hydrographie Parc Souss Massa Zones résidentielles Qualité géologique Hydro-climatologie Social Économie Cartes d’évaluation Environnement Évaluation des critères Cartes d’aptitude selon les 4 scénarios : 20 sites Somme pondérée Classement des sites les plus aptes au stockage des déchets ménagers Combinaison des scénarios Agrégation des critères 12 sites retenus Reconnaissance de terrain Liste des priorités des sites au stockage des déchets industriels ELECTRE

47 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Choix des critères Liste des critères pour l ’exclusion de l’installation de stockage des déchets ménagers et industriels (ISDMI)  Proximité des rivières (100m ruisseaux et lit majeur pour les oueds principaux)  Protection des stations d ’approvisionnement en eau potable (2 km)  Barrage et Océan (800m)  Proximité du territoire résidentiel (2km) et de l ’aéroport (3Km)  Exposition visuelle (100m autour des routes)  Territoire forestier (200m) et protection du parc national du Souss-Massa (1600m)  Zones instables (pente >20°)  Couches perméables  Couche imperméable avec épaisseur protectrice insuffisante (3 m) de l’aquifère  Dimension insuffisante du site (37 ha)

48 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Évaluation des critères Exemple des images booléennes des critères d ’exclusion Distance aux routes Distance au territoire résidentiel Qualité géologique * * Zones potentielles pour l’ISDMI Inappropriée Appropriée

49 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Choix des critères Les 4 familles des critères d ’appréciation pour la sélection des meilleures zones pour les ISDMI  Proximité aux aires résidentielles  Densité de la population Sociaux  Adéquation de la couverture du sol  Proximité à l ’usine de compostage Environnementaux 4 familles de facteurs  Proximité au source de déchets  Proximité au réseau routier Économiques  Proximité au plan d ’eau  Précipitations maximales  Évapotranspiration minimale Hydro-climatologiques

50 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Évaluation des critères Évaluations multicritères des couches facteurs de décision Environnement 0-2 2-4 4-6 6-8 8-10 Indice d’aptitude Hydro-climatologie Social Économie

51 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Agrégation des critères Classement des sites à l ’ISDMI selon les 4 scénarios Scénario 1 E > H, S, É Scénario 2 H > E, S, É Classement des sites 1 TB 2 B Scénario 3 S > E, H, É Scénario 4 É > H, S, E 3 M 4 I

52 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Agrégation des critères Classement des sites à l ’ISDM par combinaison des classes des 4 scénarios Classement des sites 1 TB 20 sites 2 B 3 M 4 I

53 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Agrégation des critères Principes fondamentaux des méthodes ELECTRE  Hypothèse de surclassement vérifier l ’hypothèse posé pour tout couple de sites de décharges : Site S1 surclasse le site S2  Condition de concordance déterminer si les critères pour lesquels S1 est au moins aussi préférée à S2 sont suffisamment importants  Condition de non-discordance déterminer s’il n’existe aucun critère qui s’oppose de manière très rigoureuse à l’hypothèse de surclassement  Relation de surclassement Si les deux tests de concordance et de non-discordance sont satisfaits à la fois alors l’hypothèse de surclassement est acceptée

54 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Agrégation des critères Critères utilisés pour le classement des 12 sites Insertion dans le paysage Adéquation de l’occupation du sol Impact olfactif et sonore Poids 20 50 30

55 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Analyse multicritère Agrégation des critères Classement des 12 sites par l’algorithme d ’ELECTRE pour le stockage des déchets industriels 1 Approprié Moyennement approprié 2 3 Inapproprié

56 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Synthèse Le projet SIRSS, intégrant le concept de développement durable, a abouti à trois résultats :  Conception des plans d'information spatiaux et temporels (Topographie, couverture du sol, lithologie, pédologie, hydro-climatologie, hydrogéologie) pour la gestion environnementale et l'aménagement du territoire du Souss par utilisation des techniques variées comme les approches déterministes et probabilistes, la régression multiple et l'analyse en composantes principales ainsi que le SIRS et la télédétection  Élaboration de deux concepts de sécurité de stockage permanent pour les déchets ménagers et pour les déchets industriels non dangereux basés sur un modèle de barrières  Application du SIRS à la sélection de sites potentiels de stockage de déchets dans le bassin du Souss en utilisant le SIRS et les méthodes d’analyse multicritères

57 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Perspectives  Appliquer et valider l’approche dans l ’ensemble du bassin du Souss. Donc la création numérique des cartes de couverture du sol et de la pédologie couvrant l ’ensemble du bassin est primordiale  Enrichir le SIRSS par  une étude de la vulnérabilité à la pollution des aquifères,  une modélisation dynamique des écoulements souterrains en trois dimensions,  une analyse sismique (carte de zonage sismique). Données historiques sismiques que dans la ville d ’Agadir  tester l ’approche sur d ’autres bassins arides à semi-arides  Approfondir l ’analyse multicritère : aspect politique outil d ’aide à la décision

58 Application à la sélection des sites
Objectifs Méthodologie Cadre Plans d ’information Conclusions Application à la sélection des sites Merci