Faculte Des Sciences Et De La Technologie Departement De Genie Civil
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UNIVERSITE ABDELHAMID IBN BADIS MOSTAGANEM FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL N° d’ordre :…….……./2015 THESE Présentée Pour obtenir LE DIPLOME DOCTORAT EN-SCIENCES SPECIALITE : GENIE CIVIL Par ZAOUI Mohamed SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET METHODOLOGIE MULTICRITERE POUR LE CHOIX DE SITES DE RETENUES COLLINAIRES APPLICATION POUR LA WILAYA DE MOSTAGANEM ALGERIE Soutenue le …03 juin 2015….. devant le Jury composé de : Président MISSOUM Hanifi Professeur Université de Mostaganem Examinateurs KADRI Tahar Professeur Université de Mostaganem MEKARTA Belkacem Professeur Université de Adrar BOUANANI Abderazak Professeur Université de Tlemcen Rapporteurs HIMOURI Slimane Professeur Université de Mostaganem ETLICHER Bernard Professeur Université Jean MONNET Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire a été réalisé au sein du Laboratoire ISTHME CNRS EVS 5600 à l’université Jean Monnet Saint Etienne France, en collaboration avec le Laboratoire LMPC du Département Génie Civil et Architecture de la Faculté des sciences et de la technologie de l’université Abdelhamid Ibn Badis Mostaganem. Je souhaite tout d’abord remercier le Ministère de l’Enseignent supérieur et de la recherche scientifique pour nous avoir octroyé la bourse PROFAS, je remercie Monsieur Bernard ETLICHER Professeur et ancien Recteur de l’université Jean Monnet de m’avoir accueilli au Laboratoire ISTHME pour un premier séjour scientifique en Novembre 2008 et d’avoir accepté d’être codirecteur de thèse. Je voudrais aussi remercier Monsieur Himouri Slimane, Professeur et directeur du laboratoire LMEE, d’avoir accepté d’être mon directeur de thèse. J’adresse également mes sincères remerciements à monsieur Hervé Cubizolle, Professeur et directeur du Laboratoire ISTHME CNRS EVS 5600, de m’avoir accepté au sein du laboratoire pour un séjour scientifique de longue durée. J’aimerais tout particulièrement remercier Messieurs Thierry Joliveau Professeur à ISTHME et Pierre Olivier Mazagol, enseignants-chercheurs. Je salue naturellement l’ensemble de mes collègues de l’ISTHME, enseignants-chercheurs, doctorants, stagiaires et en particulier la secrétaire Catherine, et tous ce qui ont rendu mon séjour scientifiques si agréables. Qu’ils trouvent ici l’expression de ma gratitude la plus sincère. Mes remerciements s’adressent également à BOUANANI Abderazak., Professeur à L’université de Tlemcen et Belkacem MECARTA, Professeur à l’Université Adrar qui ont accepté d’examiner ce mémoire et de faire partie du jury. Mes remerciement iront également à Monsieur MISSOUM Hanifi, Professeur d’avoir accepté de présider cette thèse, à Monsieur Kadri Tahar Professeur et Directeur du Laboratoire LMPC, tous au département Génie Civil et d’architecture se sont intéressés à mes travaux et m’ont fait honneur d’être membres du jury ; je ne saurais que trop les remercier du temps et de l'attention qu'ils ont consacrée à la lecture de ce manuscrit. Je salue naturellement l’ensemble de mes collègues du département Génie Civil et Architecture, enseignants-chercheurs et tous ce qui a contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce travail. Je remercie également Monsieur Benderdouche Noreddine, Professeur, Vice Recteur chargé de la Post graduation et Monsieur BENZIDANE Abdallah enseignant chercheur pour leurs contributions efficace. Enfin, je ne peux clore cette page de remerciements sans évoquer mes proches et tous ceux avec qui, de près ou de loin, j’ai passé ces dernières années ; je leur suis très redevable. ii Je dédicace cette thèse A ma défunte mère, mon père A tous ceux qui me sont chers iii Résumé La sélection du meilleur bassin versant élémentaire pour une retenue collinaire a besoin de l’agrégation de tous les critères essentiels et tous les décideurs intéressés. Un système d'information géographique (SIG) est un outil puissant pour l'étude de données spatiales, mais n'offre pas une méthodologie appropriée de prise de décision. En raison de leurs fonctions spatiales d'agrégation, les méthodes d’analyse multicritère (AMC) peuvent simplifier la prise de décision dans des situations où plusieurs solutions sont possibles, et lorsque plusieurs critères sont pris en considération et les décideurs ne sont pas d'accord. Néanmoins, ils ne considèrent pas la référence spatiale des données. Par conséquent, l'utilisation des SIG et des méthodes multicritères sont capables de générer un système de prise de décision spatiale énergique. L'approche est testée sur la sélection et le rangement des retenues collinaires établis sur le territoire de la wilaya de Mostaganem au Nord de l’Algérie. L'approche couvre les points suivants : la détermination des critères par l'utilisation de l’outil open source SIG SAGAGIS et l'évaluation de la hiérarchie des alternatives grâce à un outil spécialisé dans AMC (logiciel D-Sight, développé par les laboratoires codé SMG, ULB) en appliquant les algorithmes PROMETHEE-GAIA et la méthode d'AHP. La cohérence des résultats confirme l'efficacité de l'approche suivie. Cette recherche contribue à aider les décideurs à ranger les bassins versants élémentaires drainés par les principaux chevelus hydrographiques de la zone d'étude pour la mise en place d'équipements hydrauliques dans notre cas «des retenues collinaires». Mots clés : sous bassin versant élémentaire, retenue collinaire, aide multicritères à la décision, PROMETHEE-GAIA, , technologie de rangement. iv Summary The selection of the favourite elementary watershed for a hill reservoir needs the association of all the essential criteria and all the interested decision makers. A geographical information system (GIS) is a strong tool for studying spatial data but it does not offer an appropriate decision making methodology. Due to their spatial aggregation functions, Multicriteria Analysis (MCA) methods can simplify decision making in situations where various solutions are available, and when several criteria have to be considered and decision- makers are not in accord. Nevertheless, they often do not consider the spatial reference of the data. Therefore, the use of GIS and multicriteria methods generate a forceful spatial decision making system. The approach is tested on the selection of hill reservoirs established in the territory of the Wilaya of Mostaganem in Northen Algeria. The approach covers the following points: determination of the criteria by the use of open source GIS tool SAGAGIS and evaluation of the hierarchy of alternatives through a tool specialized in AMC (D-Sight software, developed by laboratories coded SMG, ULB) by applying algorithms PROMETHEE-GAIA thereafter the AHP method was applied. The consistency of results confirms the effectiveness of the followed approach. This research contributes to help decision makers to rank elementary watersheds drained by the main hydrographic streams of the study area for the establishment of hydraulic equipment in our case «hill reservoirs». Key words: elementary sub-watershed, hill reservoir, multicriteria, decision maker, PROMETHEE-GAIA, AHP, ranking technology. v ملخص إن اﻻختيار اﻷفضل لترتيب اﻷحواض قصد إنجاز حواجز مائية يحتاج إلى تجميع كافة المعايير الجوهرية كما يتطلب إشراك جميع صناع القرار المهتمين بالتخطيط، دراسة وإنجاز مثل هذه المشاريع. يعتبر نظام اﻹعﻻم الجغرافي وسيلة فعالة من أجل دراسة المعطيات الفضائية ولكنه ﻻ يعطينا منهجية مناسبة من أجل اتخاذ القرارات بسبب وظائفه الفضائية للتجميع، في حين أن نظام التحليل المتعدد المعايير بإمكانه تبسيط اتخاذ القرارات كما يُ َمكننا من إختيار الحل اﻷفضل في حالة تعدد الحلول و تعدد المعايير المأخوذة بعين اﻻعتبار وتعدد الرؤى المأخوذة من طرف صناع القرار، كما يمكنه إمدادنا بحلول متعددة وممكنة. ولكن هذا النظام ) نظام التحليل المتعدد المعايير ( ﻻ يأخذ بعين اﻻعتبار المرجع الفضائي للمعلومات وذلك مرتبط بكون نظام اﻹعﻻم الجغرافي والمناهج المتعددة المعايير قادرة على إعداد نظام ﻻتخاذ القرارات فعالة في حالة المعطيات ذات مرجع فضائي، حيث أن هذه الطريقة قد تم تطبيقها بإقليم وﻻية مستغانم الواقعة شمال الجزائر، لهدف إختيار أنسب المواقع و ترتيب اﻷحواض المنحدرة اﻷولية ﻹنجاز الحواجز المائية. حيث أن هذه الطريقة اعتمدت على النقاط التالية: إيجاد المعايير باستعمال وسيلة من وسائل النظام اﻹعﻻم الجغرافي المسمى )SAGAGIS(، أما ترتيب اﻷحواض المنحدرة اﻷولية فتمت باﻻعتماد على برنامج خاص من برامج نظام التحليل المتعدد المعايير )برنامج D-Sight( المطور من طرف المخابر المرموز إليها ) SMG , ULB (، بتطبيق برامج )PROMETHEE-GAIA( ثم منهجية (AHP) طبقت لهدف مقارنة النتائج. إن التقارب المنطقي للنتائج المحصل عليها بين الطريقتين يؤكد فعالية الطريقة المتبعة. إن هذا البحث يساهم في مساعد صناع القرار لترتيب اﻷحواض المنحدرة المصرفة من طرف المجاري المائية اﻷساسية في المنطقة موضوع الدراسة، قصد إنجاز منشئة مائية في هذه الحالة )حواجز مائية(. الكلمات المفتاح: حوض منحدر أولي، حاجز مائي، مساعدة متعددة المعايير على اتخاذ القرار، PROMETHEE-GAIA، تكنولوجيا الترتيب. vi LISTE DES FIGURES Figure I.1: Situation géographique de la wilaya de Mostaganem Figure I.2: Carte de la mosaïque de la région d’étude Figure I.3: Modèle numérique de terrain corrigé des dépressions de la région d’étude Figure I.4: Unités physiques de la région d’étude Figure I.5: Carte d’exposition de la région d’étude Figure I.6: Carte des pentes de la région d’étude Figure I.7: Carte pluviométrique de la région d’étude Figure I.8 : Précipitations moyennes de la station de Mostaganem Fig.I.9 : Variation mensuelles des précipitations à la station de Sidi Lakhdar (1969/2007) Figure I.10 : Précipitations moyennes saisonnières de la station Dunes cultivées Figure I.11: Précipitations moyennes saisonnières de la station de sidi Lakhdar Figure I.12 : Précipitations moyennes saisonnières de la station