1 Institut F.A. Forel, Université de GenèveConception dun SIRS dans le bassin du Souss (Maroc), Thèse Z.El Morjani, 26 Juin 2002 Problèmes environnementaux

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Institut F.A. Forel, Université de Genève Conception d’un SIRS dans le bassin du Souss (Maroc), Thèse Z.El Morjani, 26 Juin 2002

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

Développement démographique et accroissement économique

Impacts sur la santé de population et ressources naturelles

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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

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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.

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.

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Plan de la présentation

Objectifs

ObjectifsObjectifs

MéthodologieMéthodologie

CadreCadre

Plans d ’informationPlans d ’information

ConclusionsConclusions

Application à la sélection des sitesApplication à la sélection des sites

5



Objectifs

Méthodologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




6



Cadre

Objectifs

Méthodologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




7



Élaboration des plans d ’information du

SIRSS (SIRS Souss)

Cadre

Objectifs

Méthodologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




8



Application à la sélection des sites de

stockage des déchets

Elaboration des plans d ’information du

SIRSS (SIRS Souss)

Cadre

Objectifs

Méthodologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




9



Application à la sélection des sites de

stockage des déchets

Élaboration des plans d ’information du

SIRSS (SIRS Souss)

Cadre

Objectifs

Méthodologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Conclusions

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




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.

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Topographie

TélédétectionLithologiePédologie

Démographie Hydro-climatologie

Disciplines

Techniques de spatialisation

Plans d’information

Occupation du sol

Modèle numérique du terrain

Pente et orientation

Réseau hydrographique

Carte des sols

Carte de population

Température

Evapotranspiration

Piézomètrie

Ruissellement et infiltration

PrécipitationsCarte géologique

Carte de perméabilité

Carte lithologique (toit, épaisseur)

Analyse multicritère

Établissement des sites les plus adéquats au stockage

des déchets ménagers et industriels

NumérisationModélisation

NumérisationGéostatistiqu

e

Régression ACP

Classification

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Le bassin versant du SoussLe bassin versant du Souss

N

EW

S

0 30 60 Km

65000 260000

3250

0045

5000

Superficie (Km2)............................................17916Périmètre (km)...................................................761Altitude maximale (m) ; Djebel Toubkal .........4165Longueur de l’Oued du Souss (km)...................219

Océ

an A

tlan

tiq

ue

Haut-Atlas

Siroua

Anti-Atlas

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




La topographie

L ’occupation du sol

La lithologie

La pédologie

La population

L ’hydro-climatologie

L ’hydrogéologieGéologie

Topographie

Occupation du sol

Territoire à protéger

Réseau hydrographique

Réseau routier

Réseau d 'assainissem ent

Démographie

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Km30030

N

EW

S

Altitudes (m)Altitudes (m)

0 - 50

50 - 100

100 - 300

300 - 500

500 - 1000

1000 - 1500

1500 - 2000

2000 - 2500

2500 - 4200

TopographieTopographie

Création du MNA du bassin du Souss, à partir des cartes topographiques au 1:50000


Occupation du solOccupation du sol

Hydro-climatologieHydro-climatologie

LithologieLithologie

PédologiePédologie

PopulationPopulation

Hydrogéologie Hydrogéologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




15









ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Démarche

Deux scènes de SPOT (1992, 1997)

Analyse

Plusieurs cartes de couverture du solPlusieurs cartes de couverture du sol

Synthèse

Carte d ’occupation du sol de la région du Souss en 14 catégoriesCarte d ’occupation du sol de la région du Souss en 14 catégories

Validation

16


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Sol nu

Végétation naturelleà très faible densité

Végétation naturelleà faible densité

Végétation naturellede densité moyenne

Végétation naturelleà forte densité

Surfaces agricoles

Serres Surfaces construites

Zones industriellesEaux Rivières Routes

Légende

Résolution de 20m

17


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Forêts22%

Surfaces construites1%

Surfaces agricoles15%

Eaux superficielles0.1%

Végétation naturelle à faible densité,

Sol nu61%

Statistique des différentes catégories de la couverture du Sol

18


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Précision de la qualité de la carte de couverture du sol (%)

Eaux superficielles

0 50 100 %

Surfaces construites

Végétation naturelle à faible densité, surface agricole

Végétation naturelle à forte densité

Végétation naturelle de densité moyenne

Serre et sol nu

0 50 100 %

Végétation naturelle à très faible densité

0 50 100 %90

0 50 100 %87

0 50 100 %80

0 50 100 %73

0 50 100 %35

Précision globale de la carte : 8

4 %

Précision globale de la carte : 8

4 %

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre





#

#

#

#

#

##

Argana

Agadir

Biougra

Aoulouz

AmeskroudTaroudant

Oulad Teima

Forê t d 'Admin

Haffai

Ouled bou-Rbiaa Sidi-bou-Rja

Oued Targa

Erguita

Oued Souss

100000

100000

150000

150000

200000

200000

250000

250000

300000

3000003000

00

300000

3500

00

350000

4000

00

400000

4500

00

450000

Km0 30 60

N

EW

S

Limons et alluvions Quaternaire récentDunes vives et sables récents Quaternaire récentDunes consolidées Quaternaire

Conglomérats, éboulis, croûtesQuaternaire moyen-ancien et Néogène continental

Calcaires lacustres Quaternaire ancienLaves du Siroua NéogèneGrès, marnes, argiles Eocène supérieur et moyenGrès, marnes, sables phosphatés., calcaires à silexEocène inférieurMarnes et grès gypsifères Crétacé supérieurMarnes et grès gypsifères Crétacé sup continentalCalcaire C rétacé moyenCalcaires dolomitiques et silex Crétacé moyenMarnes Crétacé inférieurCalcaires marneux JurassiqueBasaltes PermotriasArgiles et grés PermotriasSchistes gréseux Stéphano-AutunienGrés et Schistes gréseux Dévonien Shistes, grés Cambro-ordovicien Schistes AcadienGrès terminaux GeorgienTufs Georgien terminalCalcaires supérieurs et série schistocalcaire Georgien et Infracambriensérie schisteuse "lie de Vin" InfracambrienCalcaires dolomitiques "inférieurs" InfracambrienConglomérats, brêches et série de base InfracambrienRoches cristallines, laves, migmatites Précambrien et hercynien

Limite du bassin versant du Souss , engendrée à partir du MNA

# Villes

Axe anticlinal

Faille

Axe synclinal

Oued Souss

Légende

Carte lithologique numérique réalisée sous ArcInfo à partir de la carte géologique (Dijon, 1969)

20


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





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

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Approche géostatistique pour la modélisation des données lithologiques

Acquisition des données

Exploration des donnéesAnalyse 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'estimationet écart-type

Cartes des simulationsconditionnelles

Cartes des probabilités

22


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Cote du toit du limon Cote du toit de l ’argile


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

23


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





0-20% 20-40% 40-60% 60-80% 80-100%

Cartes des probabilités (%) des épaisseurs de la formation argileuse (ep_argile)

ep_argile > 2m ep_argile > 4m

ep_argile > 8m ep_argile > 16m

24


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Coupes lithologiques réalisées dans la vallée du Souss d’après les résultats de la géostatistique


25









ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Ait Melloul

Oulad Teima

Agadir

Biougra

100000

100000

120000

120000

140000

140000

3600

00

360000

3800

00

380000

4000

00

400000360000

N

EW

S

Complexes

Oueds

Sols rouges

Sols rendziniformes

Sols halomorphes

Sols isohumiques bruns

Sols isohumiques châtains

Sols isohumiquessiérozems

Sols minéraux bruts

Sols peu évolués d'apport

Zones urbanisées

Légende


Carte pédologique numérique 1/100’000 (Staimesse et al., 1975)

26


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Zone urbaine, rivières Très faible Faible Moyenne

Bonne Très bonne

Potentialités des sols


Cartes dérivées de la carte pédologique

Aptitude culturale

En combinaison avec la carte des pentes

27









ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Saisie

Modélisation

Interpolation

Ajustement

Distribution

Cartes de population et de densité de population (résolutions 50 et 500m)


Démarche méthodologique

28


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





0-50 50-200 200-500 500-1000 1000-2000

2000-5000 5000-10000 10000-20000 20000-32000

Habitant par km2

Carte de densité de population

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Hydrogéologie HydrogéologieHydro-climatologie

Hydro-climatologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Données ponctuellesdes précipitations

Données ponctuellesde la température

Modèles Modèles

PrécipitationsPrécipitationsmaximales

Température

Aridité Évapotranspiration

Ruissellement et Infiltration

ModèlesModèles


Approche de modélisation

ModèleCapacité de rétentionen eau du sol

30


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Réseau des stations de mesures

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

##

#

#

#

#

#

#

#

#

##

#

$

$

$

$

$$

#

$

Stations de mesure des précipitations (27)

Stations de mesure de la température (6)

Aoulouz

TaroudantAgadir

Valeurs mensuelles de 1960 à 1998

31


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




0-15mm 15-30 30-50 50-65 65-80 80-100 100-115 115-130 130-147

Régionalisation des précipitations en décembre

PrécipitationsPrécipitations


32


Distribution spatiale des précipitations maximales pour une période de retour de 10 ans

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




PrécipitationsPrécipitations


3-25mm 25-50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350

33


Modélisation de la distribution spatiale de l’aridité

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




AriditéAridité


semi-aride semi-humide humidearidehyper-aride Haute-montagne

Décembre Avril

34


Modélisation de la distribution spatiale de l’évapotranspiration

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




ÉvapotranspirationÉvapotranspiration


0-2mm/j 2-4 6-84-6 8-10 10-12 12-14

Décembre Août

35


Modélisation de la distribution spatiale de l’infiltration

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




InfiltrationInfiltration


Décembre Août

0-10mm 10-20 30-4020-30 40-50 50-70

36


Modélisation de la distribution spatiale des quantités d ’eau sous forme de ruissellement latéral

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




InfiltrationInfiltration


Décembre Août

0-0.005m 0.005-0.05 0.05-0.1 0.1-1 1-10 10-100 100-1500

37







Hydrogéologie HydrogéologieHydro-climatologie

Hydro-climatologie

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Erreur d ’estimation de la piézométrie

Erreur d ’estimation de laprofondeur de la nappe


Profondeur de la nappePiézométrie

38


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





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


MotivationMotivation

Concept de stockage des déchetsConcept de stockage des déchets

Analyse multicritèreAnalyse multicritère

ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Décharge du Grand Agadir

40


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Décharge du Grand Agadir

41


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





42


Analyse des risques environnementaux liés à la décharge du Grand Agadir par WasteEva

ObjectifsObjectifs


CadreCadre





WasteEva : logiciel d ’évaluation des sites potentiellement contaminés (El Morjani, Wildi, Mariani, 1996)

43


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




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

Eaux souterraines

Air

Zone d ’utilisation

Eaux superficielles

Zone d ’utilisation Sol

d

d

d

C3

C2

Point d ’utilisation


Principaux paramètres nécessairesdans le diagnostic des risques liés aux décharges

44


ObjectifsObjectifs


CadreCadre





1

2

4

6

8

10

Eauxsouterraines

Eauxsuperficielles

Air Sol

Résultat de l ’évaluation des risques environnementaux de la décharge du Grand Agadir

45





Eaux souterraines

Eaux de surface


Concept de stockage permanent de déchets ménagers

ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Déchets

Zone de dépôtCasier

Recouvrement superficiel

Gravier

Puits de surveillance

Barrière naturelle géologique (K<10-7m/s et ep.>3m)

Conduite de drainagedu biogaz

Conduite de drainagede lixiviats

Couche de filtre

Étanchéité de base (ep.0.6m)

46





ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Choix des critères de décision

Évaluation des critères

Agrégation des critères


Approche générale pour la sélection des sites de décharges

ReclassificationOpération de distance

StandardisationPondération

Hydro-climatologie

Social

Économie

Cartes d’évaluationEnvironnement

Images booléennes

Hydrographie

Parc Souss Massa

Zones résidentiellesQualité géologique

Critères d ’exclusion Critères d ’appréciation

Classement des sites les plus aptes au stockage des déchets ménagers

Combinaison des scénarios

12 sites retenusReconnaissance de terrain

Liste des priorités des sites au stockage des déchets industrielsELECTRE

Cartes d’aptitude selon les 4 scénarios : 20 sitesSomme pondérée

47


Choix des critères

Choix des critères

ObjectifsObjectifs


CadreCadre





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




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Distance aux routes Distance au territoire résidentiel Qualité géologique

Zones potentielles pour l’ISDMI

Inappropriée

Appropriée

* *

Exemple des images booléennes des critères d ’exclusion

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Choix des critères

Choix des critères

ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Les 4 familles des critères d ’appréciation pour la sélection

des meilleures zones pour les ISDMI

4 familles de facteurs

Adéquation de la couverture du sol Proximité à l ’usine de compostage

Environnementaux

Proximité aux aires résidentielles Densité de la population

Sociaux

Proximité au plan d ’eau Précipitations maximales Évapotranspiration minimale

Hydro-climatologiques

Proximité au source de déchets Proximité au réseau routier

Économiques

50




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Évaluations multicritères des couches facteurs de décisionHydro-climatologie

Social Économie

Environnement

0-2 2-4 4-6 6-8 8-10Indice d’aptitude

51




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Classement des sites à l ’ISDMI selon les 4 scénarios

1

2

3

Classement des sites

Scénario 1E > H, S, É

Scénario 2H > E, S, É

Scénario 3S > E, H, É

Scénario 4É > H, S, E

4

TB

B

M

I

52




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Classement des sites à l ’ISDM par combinaison des classes des 4 scénarios

Classement des sites

1

2

3

4

TB

B

M

I

53




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





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

Principes fondamentaux des méthodes ELECTRE

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




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





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




ObjectifsObjectifs


CadreCadre





Classement des 12 sites par l’algorithme d ’ELECTRE pour le stockage des déchets industriels

Inapproprié

Approprié

Moyennement approprié

1

2

3

56


ObjectifsObjectifs


CadreCadre




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 Sousspar 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

Synthèse

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




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

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ObjectifsObjectifs


CadreCadre




Documents

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