11 importance des connaissances géo-hydrologiques en vue de loptimisation de sites de stockage de...

11

Importance des connaissances Importance des connaissances géo-hydrologiques en vue de géo-hydrologiques en vue de

l’optimisation de sites de stockage l’optimisation de sites de stockage de déchets ménagersde déchets ménagers

Zine El MorjaniUniversité de Genè[email protected]

Dr Mahmoud BouzelboudjenUniversité de Neuchâ[email protected]

22

Plan de la présentation

Introduction

IntroductionIntroduction

Stratégie de sélection du siteStratégie de sélection du site

ObjectifObjectif

Base des donnéesBase des données

ConclusionsConclusions

Analyse multicritèreAnalyse multicritère

33


Introduction

Stratégie de sélection du site



ObjectifObjectif




44


Objectif

Introduction




ObjectifObjectif




55


Base des données pour le choix des sites

Objectif

Introduction




ObjectifObjectif




66


Analyse multicritère


Objectif

Introduction




ObjectifObjectif




77


Conclusions

Analyse multicritère


Objectif

Introduction




ObjectifObjectif




88



ObjectifObjectif




Finalités SIGFinalités SIG

DéfinitionDéfinition

Principes déchets

Principes déchets

Un système d’Information Géographique est un outil informatique qui sert à saisir, modifier, stocker, analyser et visualiser toutes les données distribuées géographiquement.

Un système d’Information Géographique est un outil informatique qui sert à saisir, modifier, stocker, analyser et visualiser toutes les données distribuées géographiquement.


99

Secteur immobilier

Production des cartes

Recherche et enseignement

Environnement (Gestion des ressources naturelles)



ObjectifObjectif






Principes déchets

Principes déchets Domaine du commerce


1010

Collecter et trier

Stocker définitivement

Traiter et recycler



ObjectifObjectif






Principes déchets

Principes déchets

Mesures de lutte à la source

Législation et réglementation

Taxes d ’incitation

Information et sensibilisation du public

Eviter et réduire

Principes déchets

Principes déchets

1111



ObjectifObjectif




Eaux souterraines

Eaux superficielles

Point d ’utilisation de la ressource

Barrières

S

R

Précipitations Evapotranspiration

S : Pente R : Ruissellement

Discontinuités (failles, ...)

1212

Recherche et sélection des sites adéquats au stockage des déchets en utilisant l ’outil de SIG

Protéger l’environnement et la santé des êtres humains

Diminuer les obligations imposées aux générations futures



ObjectifObjectif




1313



ObjectifObjectif




Données juridiques et réglementaires

Paramètres naturels et anthropiques

Paramètres environnementaux

Paramètres sociaux

Paramètres économiques et politiques

Occupation du sol

Géologie

Réseau hydrographique

Réseau routier

Démographie

Topographie

Réseau d 'assain issem ent

Territoire à protéger

1414



ObjectifObjectif




JuridiquesJuridiques

Naturels et AnthropiquesNaturels et Anthropiques

EnvironnementauxEnvironnementaux

SociauxSociaux

Économiques politiques Économiques politiques Oblige de choisir un emplacement adéquat, de respecter les distances de sécurité, et de prendre des mesures techniques de surveillance pour assurer la protection de la population et de son environnement (art10)

Exige l ’obtention d ’une autorisation auprès du canton (art.30)

Interdit l’introduction et l’infiltration des substances de nature à polluer les eaux (art.6)

Loi sur la protection des eaux (1991)

Loi sur la protection de l ’environnement (1983)


1515



ObjectifObjectif







SociauxSociaux

Économiques politiques Économiques politiques


Interdit d'aménager une décharge contrôlée dans une zone de protection des eaux souterraines (zones S1, S2 ou S3) ou dans un périmètre de protection des eaux souterraines.

Le site prévu ne doit pas se trouver dans une région représentant les caractéristiques suivants:

Région exposée à des risques de crue, de chute de pierres, de glissement de terrain d'avalanche ou à des risques d'érosion particulièrement importants.

Région karstique ou région dans laquelle se trouvent des roches meubles et fissurées dont les eaux souterraines ont de l ’importance pour l ’approvisionnement en eau potable

Les caractéristiques du sous-sol doivent être défavorables pour toute infiltration des eaux de lixiviation : épaisseur est d'au moins de 7m, et le coefficient de perméabilité k, de 1 x 10-7 m/s au plus. (Art.30)

Ordonnance sur le traitement des déchets (1990)

Le site doit posséder un volume utile de déchets de 100000m3 pour les décharges contrôlées pour matériaux inertes et pour résidus stabilisés et 50000m3 pour les décharges contrôlées bioactives (art.31)

1616



ObjectifObjectif







SociauxSociaux



Eviter les zones instables et les roches perméables

Eviter les nappes souterraines

Localiser les terrains imperméables de couverture des nappes

Éviter la proximité des rivières, ruisseaux

Éviter les régions de glissement de terrain, d ’avalanche, de chute des pierres

Éviter les territoires construit, agricole, forestier et protégé

définir l’accessibilité (routes, voies ferrée et fluviale) et l’équipement du site

Géologie

Hydrogéologie

Hydrographie

Topographie

Occupation du sol

Infrastructures et voies de communications

1717



ObjectifObjectif







SociauxSociaux



Éviter les zones de bois et forêts

Éviter les sites naturels protégers

Éviter les zones de protection des eaux souterraines (Zones S1, S2 ouS3) et les périmètres de protection des eaux souterraines

tenir en compte de la distance de la décharge par rapport à l’usine d’incinération et aux stations d’épuration.

Territoire à protéger

Zones de protection des eaux souterraines

Réseaux d ’assainissement

Territoire forestier

1818



ObjectifObjectif







SociauxSociaux


SociauxSociaux

Loin des zones d ’habitations

Éviter l ’exposition du site à la vueExposition visuelle

Densité de la population

1919

Reclassification

Condition favorable 1

Roches imperméables

Condition défavorable 0

Roches perméables, zones de glissement, éboulement, cône de déjection

Reclassification

Condition favorable 1Zones situées en dehors des nappes ou protégées par des terrains imperméables


Zones situées sur les nappes souterraines

Reclassification

Condition favorable 1Pâturage, pas de cultures


Forêts, vignes, zone construite, industrielle, rivière

SPG

SPH

SPS

SP1

SuperpositionCarte hydrogéologique

Carte d ’occupation du sol

Carte géologique



ObjectifObjectif




2020

Alluvions

Cône déjection

Éboulement

Éboulis

Glaciolacustre

Fluviolacustre

Glaciolacustre

Glissement

Rhône

Marais

Moraine

Molasse

Moraine Moraine Solifluxion

Formations

imperméables 1

Formations perméables, zones de glissement,

éboulements.. 0

Sites potentiels en fonction de la géologie (Genève)

Reclassification

2121

Analyse spatiale du sous-sol en trois dimensions

Modéliser la continuité spatiale des paramètres géométriques (côtes des murs, des toits et épaisseurs) des différentes couches lithologiques à partir des sondages en utilisant la géostatistique

Objectif

22

Cartes d'estimationet Ecart-type

Cartes des probabilités

Cartes des simulationsconditionnelles

Interpolation par krigeage

Validation croisée du modèle

Elaboration d'un modèle structural synthétique

Construction d'un variogramme expérimental

Exploration des donnéesAnalyse qualitative

Analyse quantitative(histogramme, statistiques)

Acquisition des données

Approche géostatistique pour le traitement des donnéeslithologiques

23

h (m)

(h)

D1

0.

0.

10000.

10000.

20000.

20000.

30000.

30000.

40000.

40000.

0. 0.

10000. 10000.

20000. 20000.

30000. 30000.

40000. 40000.

Variogramme expérimentale

24

D1

0.

0.

10000.

10000.

20000.

20000.

30000.

30000.

40000.

40000.

0. 0.

10000. 10000.

20000. 20000.

30000. 30000.

40000. 40000.

h (m)

(h)

Portée

Palier

Effet de pépite

Eléments d'un modèle de variogramme

2525

Spatialisation de l ’altitude de de la formation argileuse dans la plaine du bassin du Souss (Maroc)

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406500

392000

377500

363000

348500

185

333

159

500

133

666

107

833

211

167

334000

421000

237

000

820

00

Côte du toit de l'argile (m)

-20 - 0

0 - 35

35 - 80

80 - 160

160 - 250

250 - 350

350 - 450

450 - 632

Limite de la plaine

Rivière

Profil

# Sondages

N

EW

S

0 20 40 Km

2626

2 0 01 8 01 6 01 4 01 2 01 0 08 06 0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0D is ta n c e (m )

Altitude (m)

5000 10000 15000 20000 25000

60

80

100

120

140

160

180

200

Marno-calcaires calcaires Argiles, graviers Argiles Alluvions LimonsMarnes

Distances (m)

NW SE

Alt

itud

e (m

)

2727

Nappe principale à T élevée

Nappe principale à T moyenne

Nappe superficielle

Graviers et sables

Couverture de la Nappe superficielle

Couverture argilo-limoneuse

Couverture de graviers et sables

Pas de nappes

Zones en dehors des

nappes ou protégées 1

Zones situées sur les

nappes 0

Sites potentiels en fonction de l ’hydrogéologie (Genève)

Reclassification

T: Transmissivité (m2/s)

2828

Bassin du Souss : Carte de la profondeur de la nappe (mars, 1996) estimée par Krigeage standard (Isatis)

Isopièzes (m)

Localisation des 221 mesures de la profondeur de la nappe

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2929

Bassin du Souss : Carte de l'écart-type de krigeage de la profondeur de la nappe (mars, 1996)

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Erreur (m)1 - 66 - 1010 - 1515 - 2020 - 26

3030

Bassin du Souss : Carte de probabilité de l ’épaisseur de la zone non saturée - cas d ’une épaisseur > à 40 m

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

3131

Pas de cultures

Rivière

Lac

Forêt

Pâturages

Champs, vergers

Vignes

Zones urbaines

Aéroports, gares

Zones industrielles

Pâturage, pas de cultures 1

Forêts, vignes, zone construite,

industrielle, rivière 0

Sites potentiels en fonction de l occupation du sol (Genève)

Reclassification

3232

Bassin du Souss : Spatialisation des précipitations mensuelles 1960-1999 (mm) par la technique de la

régression multiple (S-plus) - exemple pour le mois de novembre

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N

EW

S

0 - 2020 - 3030 - 6060 - 8080 - 100100 - 120120 - 140140 - 160160 - 201No Data

# Poste pluviométrique

30 0 30 Km

3333

Fiabilité de la carte des précipitations mensuelles 1960-1999 pour le mois de novembre exprimée en %

N

EW

S

30 0 30 Km

11 - 41

41- 70

70 - 100

No Data

3434

Réseau hydrographique

Reclassification

Condition favorable 1Distance supérieure à 100m


Distance inférieure à 100

Carte des pentesAnalyse Surface Reclassification


Pentes inférieures à15°


Pentes supérieures à 15°

Reclassification


Distance supérieure à 300m

Condition défavorable 0Distance inférieure à 300m

Buffer Zones tampons de300m autour des villes

Zones construites

SPT

SPB

SPR

SP1

Superposition

SP2* = SPP SPFArea

MNT

Carte d ’occupation du sol

Buffer Zones tampons de100m autour des rivières



ObjectifObjectif




3535

470-490350-370

370-390

390-410

410-430

430-450

450-470

490-510

330-350 0

0.1-5

5-15

15-30

30-45

45-60

60-70

70-90

Création d ’une carte des pentes à partir du MNT (Genève)

Surface

3636

0

0.1-5

5-15

15-30

30-45

45-60

60-70

70-90

Zones des pentes

inférieures à 15° 1

Zones des pentes

supérieures à 15° 0

Sites potentiels en fonction de la topographie (Genève)

Reclassification

3737

Zones urbaines Zones inférieures à une distance de

300m de l ’urbain 0

Zones supérieures à une distance de

300m de l ’urbain 1

Sites potentiels en fonction de l ’urbain (Genève)

Buffer 300m

3838

Réseau hydrographique Zones inférieures à une distance de

100m du réseau hydrographique 0

Zones supérieures à une distance de

100m du réseau hydrographique 1

Sites potentiels en fonction du réseau hydrographique (Genève)

Buffer 100m

3939

Décharge cantonale

Usine d ’incinération

Réseau fluvial

Réseau routier

Rhône Station d ’épuration

Réseau ferroviaire

Usine électrique

Sites potentiels des décharges Sites potentiels des

décharges de superficie supérieure 10ha

Sites potentiels des décharges (Genève)

Aire > 10 ha

4040



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Approche générale pour la sélection des sites de décharges (CSD Ingénieurs Conseils, Switzerland)

14 secteurs

3 sites

32 secteurs

Analyse multicritère sur 13 critères regroupés en 5 familles

Etape 1

1988

Etude et classement des secteurs sur 5 critères principaux pondérés

Etape 2

1989-90

Eudes approfondies, travaux sondages, coût

Etape 3

1991-92

72 secteurs

Etudes géologiques et exclusion des zones à bâtir et protégées

4141

Zones instables

Liste des critères pour l ’exclusion des sites de décharge (CDS Ingénieurs Conseils, Switzerland)

Zones de protection des eaux

Proximité des zones construites (300m)

Aires vignobles

Dimension insuffisante du site



ObjectifObjectif




ExempleExemple

4242



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Les 5 familles des critères pour la sélection des sites de décharges (CDS Ingénieurs Conseils, Switzerland)

Réseaux de transport

5 familles

des critères

Agriculture

Forêts

Biotopes

Proximité de producteurs des déchets

Exposition visuelle

Géologie

Hydrogéologie

Hydrologie

4343



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Les 5 critères de 32 secteurs à 14 secteurs (CDS Ingénieurs Conseils, Switzerland)

Poids

Proximité d ’un nœud autoroutier 20

Nombre et qualité des agglomérations traversées

30

Intégration dans le site 10

Présence d ’une excavation 10

Qualité des sols (agriculture et forêts)

30

4444



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Distance entre sortie autoroute et site (Km)5 10 15 20

Not

e

2

4

6

8

10

Technique de cotation

1

0.5 12

4.5

Note 10 : Evaluation la plus favorable à l ’ISD Note 1 : Evaluation la plus défavorable à l ’ISD

4545



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Exposition visuelle

Note Localisation

1

2

4

6

Bord de route

Pente ou ravin

Dépression

Ancienne Carrière

4646



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Critère Note Poids Sommepondérée

Qualité du sol 2.1 30 63Agglomération

traversée 2.6 30 78Distance

autoroute-site 2.5 20 50Integration du

site 2.5 10 25

Présence d'uneexcavation 1 10 10

Evaluationglobale 100 226

Evaluation globale par la somme pondérée

4747



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Les critères de 14 secteurs à 3 sites (CDS Ingénieurs Conseils, Switzerland)

Sondages et essais d ’eau

Caractéristiques techniques de l ’installation (sécurité, étanchéité..)

Aspects liés aux transports et aux nuisances du trafic

Coût d ’investissement et d ’exploitation

4848



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Agrégation globale

Somme pondérée

Multiplication des notes des critères

Agrégation partielle

ELECTRE

4949



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Somme pondérée

sensibilité à la transformation de l’échelle d’un critère

compensation entre les critères

Multiplication des notes des critères

amplification des différences faibles au départ entre les décharges

Défauts de l ’agrégation globale

5050



ObjectifObjectif




ExempleExemple

coûts(FR.S)quantité des déchets (Kg)

somme pondérée

rang

4/5 1/5 1

D1 100.000 5.000.000 1.080.000 1

D2 80.000 10.000.000 2.064.000 2

D3 40.000 20.000.000 4.032.000 3

Évaluation et classement des décharges (D1, D2, D3) après la conversion des quantités de déchets en kilogrammes

coûts(FR.S)quantité des déchets (t)

somme pondérée

rang

4/5 1/5 1

D1 100.000 5.000 81.000 3

D2 80.000 10.000 66.000 2

D3 40.000 20.000 36.000 1

Évaluation et classement des décharges (D1, D2, D3) suivant deux critères

5151



ObjectifObjectif




ExempleExemple

2° défaut compensation entre les critères

matière1

matière2

matière3

matière4

sommepondérée

coefficient 4 3 3 1élève A 8 8 7 4 81élève B 7 7 8 7 80

5252



ObjectifObjectif




ExempleExemple

N° site P1 P2 P3 R=P1*P2*P3

D1 10 5 4 200

D2 10 5 2 100

Défaut de la multiplication des notes des critères

5353



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Hypothèse de surclassement

vérifier l ’hypothèse posé pour tout couple de décharge : décharge D1 surclasse la décharge D2

Condition de concordance

déterminer si les critères pour lesquels D1 est au moins aussi préférée à D2 sont suffisamment importants

Ensemble de concordance

Indice de concordance

Test de concordance

C’est l’ensemble des critères pour lesquelles D1 est au moins aussi préférée à D2

déterminer à partir de quelle valeur des indices de concordance C12, la concordance avec l’hypothèse de surclassement D1 est préférée à D2 sera suffisamment forte Seuil de concordance C

Principes fondamentaux des méthodes ELECTRE

C12 = P+ (D1, D2) + P= (D1, D2)

P

5454



ObjectifObjectif




ExempleExemple

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

Ensemble de discordance

Indice de discordance

Test de non-discordancedéterminer dans quelles limites, l ’opposition des critères discordants à l’hypothèse de surclassement n ’est pas suffisamment forte pour entraîner le rejet de l ’hypothèseD1 est préférée à D2

C’est l’ensemble des critères pour lesquelles D2 est préférée à D1

la différence entre l ’évaluation de D1 et D2 pour chaque critère discordante

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

Seuil de discordant

5555



ObjectifObjectif




ExempleExemple

Établissement de la relation de surclassement

Seuil de concordancec

Seuil de concordancec

Ensemble de discordance

Ensemble de concordance

Indice deconcordance C12

Test de concordance

C12 c

Test de concordance

C12 c

Indices dediscordance D12

Test de non discordance

D12 d

Test de non discordance

D12 d

HypothèseD1 surclasse D2

acceptée


acceptée

Seuil de discordanced

Seuil de discordanced

Oui

Non

P1 P2


rejetée


rejetée

Non

5656

Le SIG est une série d ’outils informatiques très puissant permettant de :

Constituer des bases de donnéesConstituer des bases de données à référence géographique à référence géographique

maintenir à jourmaintenir à jour les plans d ’information les plans d ’information

ExploiterExploiter toutes les informations existantes toutes les informations existantes

Réaliser des Réaliser des analyses spatialesanalyses spatiales multi-critères multi-critères

Partager Partager l’information et communiquer entre les différents servicesl’information et communiquer entre les différents services

Choisir la Choisir la meilleure solutionmeilleure solution pour réduire par exemple l’impact d’une pour réduire par exemple l’impact d’une construction dans un site ou choisir les zones les moins exposées aux construction dans un site ou choisir les zones les moins exposées aux risques naturels et le plus en adéquation avec les réalités économiquesrisques naturels et le plus en adéquation avec les réalités économiques



ObjectifObjectif




11 importance des connaissances géo-hydrologiques en vue de loptimisation de sites de stockage de...

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