Soutenance mémoire
L’objet d’étude du présent travail est l’étude du glissement de terrain qui représente l’un des six types de catastrophes naturelles (éruption volcanique, cyclone, séisme, sécheresse, glissement de terrain, inondation).
Le terme « catastrophe » exprime un évènement brutal, d’origine naturelle ou humaine, ayant la mort et la destruction à grande échelle pour conséquence. Parmi les désastres les plus meurtriers du 20ème siècle, on pourrait citer le glissement de terrain qui a fait 12 000 morts en URSS en 1949. (Banque Mondiale, CRED). Mais bien sûr, tous les glissements de terrain n’ont pas autant d’effets catastrophiques. En effet, le glissement de terrain est un mouvement d’une masse de terrain d’épaisseur et d’extension variable le long d’une surface de rupture. L’ampleur du mouvement, sa vitesse et le volume de matériaux mobilisé varie considérablement dans l’espace et dans le temps. Aussi, un glissement de terrain pourrait affecter un versant sur quelques mètres, comme sur plusieurs dizaines de mètres voire sur la centaine de mètre.
En terme de vitesse, le glissement est un déplacement généralement lent mais un évènement naturel exceptionnel (des pluies torrentielles successives par exemple) ou les actions humaines peuvent l’accélérer. Des indices caractéristiques peuvent être observés dans les glissements de terrain actifs : niche d’arrachement, fissures, bourrelets, arbres bousculés, zone de rétention d’eau, etc.
S’il est impossible de lutter contre les forces de la nature, l’homme a la capacité de développer les moyens et les techniques pour diminuer leurs impacts négatifs. En 2007, les connaissances scientifiques et technologiques permettent de connaître les processus en oeuvre, de mesurer l’ampleur du glissement, de suivre dans le temps la dynamique des terrains, et par voie de conséquence d’aider à mettre en place des stratégies d’approches et d’intervention efficace.
Actuellement il existe des méthodes très modernes, rapides et moins coûteuses qui permettent le suivi de la dynamique des terrains ; ce sont les mesures par la Géodésie Spatiale (GPS, IRSP, SLR). Le GPS à mesures de précision, l’Interférométrie Différentielle appelée aussi IRSP (Interférométrie Radar Satellitaire de Précision) et le SLR (Satellite Laser Ranging) sont des méthodes qui peuvent couvrir de très grandes surfaces allant de quelques hectares à des milliers d’hectares, cela dépend de l’intérêt de la mesure. Ainsi, une périodicité de mesures trimestrielles suffit pour suivre l’évolution des glissements de terrain des zones en question, que ce soit pour le GPS ou pour l’Interférométrie pour les prises d’images de toute la région ou des zones.
PRESENTATION DU CADRE GENERAL DE L’AIRE D’ETUDE
En terme de position géographique, la ville de Constantine (Nord- Est de l’Algérie) au niveau de la cité El Koudiat est définie par les différents types de coordonnées suivants :
-les coordonnées géographiques :
6° 32’ Est 36°22’ Nord,
-correspondant aux coordonnées UTM fuseau 32
X = 285,600 km
Y = 4026,600 km,
-correspondant aux coordonnées UTM fuseau 31
X = 823,750 km
Y = 4030,000 km,
-correspondant aux coordonnées LAMBERT Nord Algérie
X = 851,050 km
Y = 348.100 km,
-avec une altitude atteignant le niveau de 630m.
Elle est située sur des terrains instables, accidentés et néotectoniques. A l’échelle de la ville de Constantine, de nombreuses habitations ont été endommagées par les glissements de terrain. En effet, l’agglomération urbaine de Constantine s’étend sur 5000 ha dont environ 195 ha sont déclarés terrains instables. En terme de volume de population, la zone urbaine regroupe en 2005 selon l’ONS (Office National des Statistiques) approximativement 650 000 habitants dont plus de 100 000 sont exposés au risque de glissement de terrain .
Parmi les causes naturelles des glissements de terrain, il y a lieu de citer le climat et la topographie auxquels s’ajoutent les causes humaines (causes liées à la réalisation des grands chantiers industriels et des programmes de logements et d’équipements structurants). Des signes précurseurs de l’instabilité des terrains datent des années 1966- 1970 .
LE CLIMAT
Le climat joue un rôle essentiel dans le déclenchement et l’accélération des glissements de terrain ; et notamment les grandes variations dans la quantité d’eau que reçoit le sol durant une saison et la durée de la période sans eau pour avoir un cycle périodique d’humidification et de sécheresse des sites en mouvement, tout en sachant que l’infiltration de l’eau dans le sol est la cause principale du glissement. La région est soumise à un climat semi-aride, avec deux saisons bien distinctes. La première, froide et humide, débute au mois de Décembre et va jusqu’au mois d’Avril. La seconde, une saison chaude et sèche, commence dès le mois de Mai et se prolonge jusqu’à la fin novembre. La pluviométrie moyenne annuelle est de 530 mm pour les 35 dernières années. Mais à une sècheresse marquée durant la décennie 1983-1993, se sont succédées des années durant lesquelles les conditions météorologiques ont été particulières : pour la période 1993-2003, il a été enregistré des moyennes saisonnières de 733mm par an, une hauteur largement supérieure à celle de la décennie précédente .
L’ampleur des mouvements a augmenté après les périodes de retour des précipitations durant l’année 1993 à l’année 2005 (Benaissa A., 1998).
CONFIGURATION DU RELIEF
Les sites de glissement correspondent à des terrains à relief dont les valeurs de pentes sont comprises entre 25 % et 45%. On en conclut que la forme et surtout la vigueur du relief contribue à cette instabilité.
LES CAUSES HUMAINES
Aux causes naturelles s’ajoutent les causes liées aux actions d’aménagement et des actes humains. Par exemple, les fuites d’eau provenant de l’endommagement par vétusté et par dynamique du sol des réseaux enterrés de l’assainissement et de l’eau potable ont favorisé la saturation des surfaces inter-couches jusqu’à la perte de cohésion du sol, et ont accéléré la vitesse des glissements de terrain.
IDENTIFICATION DES SITES INSTABLES DANS ET EN DEHORS DE LA VILLE DE CONSTANTINE
A l’échelle de l’agglomération de Constantine, il est recensé neuf (09) sites de glissement de terrain actif dont la quasi-totalité est située du coté ouest de l’oued Rhumel . A l’extérieur de l’agglomération, d’autres sites ont été repérés. Mais, notre étude ne portera que sur 3 (trois) des ces sites . Parmi les sites de glissement de terrain actifs intra-muros sont :
Cite Belouizded (Saint Jean)
Cite Belle Vue et l’institut islamique
Cité Djamel Abdenacer (Ciloc) .
Le quartier de Bardo particulièrement les anciens abattoirs
Cité Benchergui
Cité Boudraa
Cité Zaouch
Une partie de la cité du 5 Juillet cité (Ben Zekri)
Cité Boussouf .
Quant aux sites de glissement de terrain actifs extra-muros, ils s’observent au niveau du tronçon de l’autoroute MASSINISSA, de Ain Smara à Ain el Bey (Aéroport Mohamed Boudiaf). Cette instabilité du sol, témoignée par la formation de fissures d’ordre centimétrique, a été remarqué lors des travaux datant d’avant 2002. L’estimation de l’ampleur de ce risque a reposé sur les reconnaissances de terrain effectuées en Novembre 2004, en Janvier 2005 et en Mars 2005 .
ETUDE DU CADRE GEOLOGIQUE
APERÇU GEOLOGIQUE
Mise à part le rocher, la constitution de la géologie de la ville de Constantine est caractérisée par des affleurements de roches meubles majoritairement tendres dans les catégories :
– des argiles priaboniennes des nappes telliennes,
– des glacis anciens de Constantine, des tufs hydrothermaux du quaternaire,
– des argiles et marnes gypsifères du miopliocene,
-du calcaire pélitique du trias des nappes néritiques constantinoises.
Ces roches sont très répandues et se rencontrent dans un rayon d’environ 60 km de Constantine (Paulsen S., Krauter E., Hanisch J. 1999). Elles présentent des caractéristiques géotechniques communes, celles relative à la capacité d’absorption d’eau en grande quantité jusqu’à 3 fois leur poids. La présence d’eau en grande quantité engendre le déclenchement et l’accélération du processus de dégradation des terrains jusque-là stables. L’altération des roches modifie leur structure cristalline et par conséquent leur cohésion et leur angle de frottement interne.
Les changements dans les propriétés de ces formations rendent les terrains très fragiles et vulnérables car l’instabilité prend naissance en profondeur des sols. Dans de tels contextes, les constructions comme la population sont exposés à un risque majeur.
CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE DES SITES INSTABLES
La série géologique commence avec les calcaires massifs du Rocher de Constantine (Cénomanien à Turonien) sur lesquels les vieux quartiers de la ville ont été bâtis. Au-dessus de ces calcaires, se trouve une série de marnes noires à allure schisteuse d’âge Campanien. C’est dans ces marnes que le glissement de terrain s’est développé. Plus tard, après les mouvements orogéniques alpins, une puissante série de couches continentales s’est déposée ; il s’agit d’une alternance de conglomérats et d’argiles sableuses rouges du mio-pliocène .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : PRESENTATION DU CADRE GENERAL DE L’AIRE D’ETUDE
Le climat
Configuration du relief
Les causes humaines
Identification des sites glissants dans et en dehors de la ville de Constantine
Etapes du phénomène de glissement de terrain
Identification des processus en jeux dans le déclenchement et l’accélération des glissements de terrain
DEUXIEME PARTIE : ETUDE DU CADRE GEOLOGIQUE
Aperçu Géologique
Cartographie géologique des sites instables
Coupe géologique
Le Mio-pliocène
Les dépôts récents quaternaires
TROISIEME PARTIE : ETUDES DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES SITES INSTABLES
Introduction à l’étude géotechnique : Variation des propriétés
mécaniques du terrain
Caractéristiques géotechniques des sites instables
Analyse granulométrique
Analyse minéralogique
Limites d’Atterberg
Indices de glissements
Essai inclinometrique
L’inclinométrie
Domaine d’application
Principe de mesure
Estimations périodiques
Conclusion
QUATRIEME PARTIE : ESSAI DE MESURE DE L’INSTABILITE DES TERRAINS PAR LA GEODESIE
Mesures de l’instabilité par la géodésie
Méthodes de calculs
Principe de la méthode du relèvement
Principe de la méthode de l’intersection
Observations de terrain
Détermination du nombre de lectures
Détermination de l’échantillonnage
Choix de l’instrument de mesure
Calculs statistiques
Prise de l’échantillon topographique
Représentation des observation
Tableau de calcul des éléments statistiques
Calcul des éléments statistiques
Moyenne arithmétique de l’échantillon
Variance de l’échantillon
Loi normale
Niveau de confiance
Intervalle de confiance
Détermination de la taille de l’échantillon
Application de l’erreur moyenne quadratique
Construction de la courbe de Gauss
Valeurs angulaires horizontales par le graphe
Etudes géodésiques des glissements
Présentation de la fiche signalétique de chaque site
Site de Bardo
Observations de terrain
Situation de la station d’observation
Récapitulatif des observations angulaires azimutales
Récapitulatif des calculs de coordonnées
Graphe de déplacement du point de station
Photographies du site instable
Site de Ben Zekri (5 Juillet)
Observations de terrain
Situation de la station d’observation
Récapitulatif des observations angulaires azimutales
Récapitulatif des calculs de coordonnées
Graphe de déplacement du point de station
Photographies du site instable
Site de Belle Vue
Observations de terrain
Situation de la station d’observation
Récapitulatif des observations angulaires azimutales
Récapitulatif des calculs de coordonnées
Graphe de déplacement du point de station
Photographies du site instable
Conclusion Générale
Recommandations
CINQUIEME PARTIE : PERSPECTIVES, LA GEODESIE SPATIALE
Généralités
Présentation des méthodes de surveillance
L’interférométrie radar
L’interférométrie
Le radar
Le Radar à Synthèse d’Ouverture ou (S.A.R.)
Techniques utilisées
Propriétés de l’amplitude de l’image radar
Mesure des déplacements
Détection des déplacements
Domaine d’application
Les avantages
Conclusions
LE GPS (Global Positionning System)
Définition
Principe
Les différents récepteurs GPS et mode de mesure
Les avantages
L’intérêt du GPS
Les satellites
Méthode différentielle
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
