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Dynamique urbaine et évaluation des zones inondable approche des prévisions par SIG (cas du bassin versant de Lukunga)


par Banny Mataba
Université de Kinshasa - Licence 2021
  

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INTRODUCTION

Les inondations sont des phénomènes naturels qui se produisent dans toutes les régions du monde. À certains endroits, elles amènent de l'eau aux régions desséchées qui profitent de l'événement. Quand le même événement se produit dans un milieu habité, les résultats sont plus défavorables.

Depuis, le climat se modifie en créant de nouvelles conditions imprévisibles. Progressivement, plus de grandes tempêtes s'élèvent à des endroits n'ayant jamais connu, dans l'histoire documentée, de telles conditions auparavant (Dauncey, 2009). De plus, ces déversements pluviaux endommagent les maisons non conçues de façon à éviter les eaux.

Pour ce faire, les inondations doivent d'abord être bien comprises. Les causes peuvent varier, mais les effets sont toujours comparables.

Entre autres, ces effets sont quantifiables pour l'intégrité des écosystèmes riverains ainsi que pour la qualité de l'eau et des procédés naturels et anthropiques qui en ont besoin. Ils peuvent aussi amplifier les risques de glissements de terrain, notamment par l'augmentation des propriétés érosives de l'eau. La notion d'inondation comprise auparavant doit aujourd'hui prendre en compte l'altération des cycles naturels causés par les changements climatiques et doit être intégrée dans la préparation et la mise à jour de cartes illustrant les plaines inondables.

0.1. Justification du choix et l'intérêt de l'étude

Les inondations sont des phénomènes naturels qui ne peuvent être évités. Elles constituent une menace susceptible de provoquer des dégâts pour la population, de nuire à l'environnement et de compromettre le développement économique. Toutefois, certaines activités humaines et les changements climatiques contribuent à augmenter la probabilité et les effets négatifs des inondations urbanisation accroît la vulnérabilité et partant, les risques liés aux inondations en dépit des stratégies de résistance qui accompagnent le développement urbain. Ce travail entend éclairer cette « trajectoire de vulnérabilité » (Magnan, Duvat et Garnier, 2012).

Nous entendons combler un besoin de connaissances utiles à une meilleure gestion des risques par une évaluation environnementale (Leduc et Raymond, 2000 ; André et al., 2009) qui met en oeuvre les outils de la géomatique au service d'une recherche géographique thématique. Un des intérêts de cette étude est, à notre avis, d'améliorer la connaissance de l'aléa inondation par une étude d'hydrogéomorphologique en combinaison avec une évaluation intégrée des risques d'inondation qui met l'accent sur le développement de la vulnérabilité sociale aux aléas hydrologiques inhérents.

La télédétection et le SIG auxquels nous avons fait recours permettent de résoudre les questions posées par l'intervention humaine sur le milieu en aidant à comprendre comment celle-ci influence le paysage par des modifications de l'utilisation du sol, de la couverture végétale et de l'extension urbaine.

Ces nouvelles techniques ont permis de donner des informations numériques caractérisant le relief et l'évaluation du bassin, elles sont utilisées dans les domaines applicatifs très variés, elles sont notamment utilisées pour la cartographie des risques naturels dont l'inondation.

0.2. Définitions et compréhension de concepts debase

Ce point explique et présente certains vocabulaires, que l'on retient des concepts fondamentaux liés aux gestions des risques de catastrophes naturelles et de l'urbanisation, ou sciences des risques, et des outils qui permettent de mieux comprendre le risque d'inondation dans les plaines alluviales.Les concepts ci-après sont définis : bassin versant, inondation, risques, système d'information géographique (SIG), modélisation, télédétection, gestion de risques, vulnérabilité, susceptibilité, aléas.

v Bassin versant

Un bassin versant est un territoire drainé par un réseau hydrographique (MALDAGUE ET AL, 1997 ET MALDAGUE, 2001). Selon son importance, il peut être constitué de plusieurs écosystèmes différents. Celui d'un grand cours d'eau est un système emboîté et hiérarchisé des bassins versants élémentaires correspondant à chacun des affluents (LEVEQUE, 1996).

Le bassin versant fonctionne comme un collecteur chargé pour recueillir les pluies et de les transformer en écoulement à l'exutoire. Cette transformation s'accompagne des pertes en eau qui dépendent non seulement des conditions climatologiques qui règnent sur le bassin mais aussi de ses caractéristiques physiques (topographie, végétation...).

On distingue le bassin versant topographique et le bassin versant réel. Le bassin versant topographique est séparé de bassins versants voisins par la ligne de partage des eaux ou ligne de crête. Celle - ci est tracée sur la carte en courbes de niveau en suivant les lignes de crête bordant le bassin. Il peut être moins étendu que le bassin versant réel si le cours d'eau est alimenté par des circulations souterraines en provenance des bassins voisins. Si la ligne de partage des eaux constitue la limite des bassins versants topographiques, les bancs rocheux, les couches d'argiles imperméables ou d'autres obstacles au mouvement de l'eau sont des frontières des bassins versants réels (GUNNAR LINDH, 1983).

Dans ce cas, il faut des études géologiques et morphologiques délicates sur le terrain pour la détermination de leur superficie. Par contre, la planimétrie sur une carte topographique d'échelle convenable suffit pour l'évaluation de la superficie des bassinsversants topographiques (Remédieras, 1986). En pratique, on admet la plupart du temps que le bassin versant coïncide avec le bassin versant topographique (Roche, 1963).

v Exutoire

C'est un point du bassin versant le plus en aval du réseau hydrographique

v Cartographie

La cartographie est l'ensemble d'études et d'opération scientifiques, artistique et techniques intervenant à partir des résultats d'observations ou d'exploitation d'un document en vue de l'élaboration et d'établissement de cartes, plan et autres modèles d'expression, ainsi que leurs utilisations.

v Système d'Information Géographique (SIG)

Le Système d'Information Géographique est une des techniques de la géomatique très vaste qui regroupe les outils qui associent des données hétérogènes, des bases de données, des traitements logiciels et des liaisons internet. Ils servent à analyser les innombrables informations géolocalisées actuellement disponibles et constituent des outils de l'aide à la prise de décision.

L'usage des logiciels spécialisés (SIG) offre de nombreuses potentialités pour la manipulation, la gestion, l'analyse et l'édition des données spatiales. Différentes couches d'informations spatiales peuvent être manipulées offrant la possibilité d'analyser une ou plusieurs couches sous le contrôle des autres. Le seul lien entre ces différentes couches est le lien spatial, c'est-à-dire, l'appartenance au même espace géographique et ayant le même système de coordonnées.

v Télédétection

La télédétection est une source d'information privilégiée, parce qu'elle offre une perception globale de la surface de la terre à des échelles variables. Elle est précieuse non seulement en géographie régionale et en aménagement du territoire mais aussi en agronomie, en botanique, en géologie, en archéologie, en génie civil et en environnement (Didier Yina, 2017)

La liaison télédétection - hydrologie est une mise en relation de deux ensembles de données de nature très différente : les données issues des prises de vues satellitaires, d'une part, et les données de résultant d'observations hydrologiques à l'exutoire des bassins versants d'autre part. La télédétection satellitaire à haute résolution propose actuellement d'images au pas d'espace de 5 m (SPOT) ou 30 m (LANDSAT TM) où chaque élément (pixel) est connu à travers sa radiométrie, respectivement selon 3 ou 7 bandes spectrales. L'information fournie se limite à la strate superficielle visible En matière de gestion de risque d'inondation, la télédétection est utile pour déterminer :

ü L'occupation de sol : élément important de la vulnérabilité et facteur clé du comportement hydrologique du bassin versant.

ü Des caractéristiques d'inondation telles que l'extension spatiale et les hauteurs d'eau.

ü Le relief, pour une représentation cartographique pertinente et pour une analyse d'impact des facteurs géomorphologique sur les débits.

L'élaboration d'un modèle pour caractériser le comportement hydrologique du bassin versant est délicate, notamment pour des bassins hétérogènes où de nombreux facteurs influencent les caractéristiques hydrologiques. La télédétection offre alors un moyen d'aide à la caractérisation spatiale des bassins (JABRI, 2014).

La Télédétection et les SIG sont des outils particulièrement performants pour l'étude des risques de catastrophes naturelles à l'échelle d'un vaste site ou d'une région (MEYER etal, 2001).

v Aléa

Aléa (ou Hazard en anglais) est une probabilité qu'un phénomène accidentel produise en un point donne des effets donnes, au cours d'une période déterminée.

Il est principalement fonction de l'intensité du phénomène et de son occurrence dans un espace donné (la susceptibilité). Par rapport à la typologie d'aléas naturels, nous catégorisons :

1. L'aléa naturel lié à la géologie : tels que les Glissements de terrains, les Eboulements rocheux, l'Emanation de gaz toxiques, les Séismes, les Eruptions volcaniques, les Coulées boueuses, etc.

2. L'aléa naturel lié au climat ou hydrométéorologique : c'est le cas de Pluies diluviennes, les Tornades, les Orages, les Foudres, les Tempêtes, la Cyclone, la Sécheresse, la Désertification, les Erosions, les Rats de marée, etc.

3. L'aléa naturel lié à l'écologie : tels que les Invasions acridiennes, des pachydermes, d'oiseaux granivores, des chenilles, etc.

v Enjeux

Les enjeux sont ces personnes, biens, systèmes, ou autres éléments présent dans les zones de risque et qui sont ainsi soumis à des pertes potentielles.

v Vulnérabilité

La vulnérabilité englobe les caractéristiques et les constances d'une communauté ou d'un système qui le rendent susceptible de subir les effets d'un danger. Au sens large du terme, la vulnérabilité exprime le niveau d'exposition d'un phénomène sur les enjeux qui sont les domaines affectés par le risque, et selon la capacité de réponse des sociétés analysées faces à des crises potentielles.

Cette vulnérabilité traduit la fragilité d'un système dans son ensemble et de manière indirecte, sa capacité à surmonter une crise provoquée par un alea.

La vulnérabilité est une capacité de résilience des communautés, des populations et de l'environnement à la menace. Niveau d'exposition de la communauté ou de l'environnement aux aléas.

v Susceptibilité

La susceptibilité est une estimation de degré d'exposition de chaque environnement sur base de ses caractéristiques morphologiques et physiques.

v Risques

Le risque constitue une probabilité pour les communautés et les populations d'être exposé aux aléas, de subir des dommages humains, économiques, socioculturels, des destructions et de leurs biens et de leur environnement.

Le risque peut se définir comme la résultante du croisement entre aléa et vulnérabilité (DESESBORDES, 1997).

v Risque de Catastrophe

Est un potentiel de la catastrophe, en termes de vies humaines, des états de santé, des moyens de subsistance, des biens et services, qui pourraient se produire au sein d'une communauté ou une société, dans la future. Il n'y a rien de tel que l'on puisse véritablement qualifier de catastrophe naturelle. Car les aléas sont naturels et habituellement inévitables, tel que les cyclones, les inondations, les sécheresses et les tremblements de terre etc.

v Inondation

L'inondation peut être considérée comme l'envahissement d'un territoire par l'eau provenant de la crue d'un cours d'eau ou par des eaux des pluies.

Du point de vue hydrologique, on parle d'inondation lorsque l'eau dans son débordement du chenal d'étiage atteint le lit majeur et où la basse terrasse.

L'inondation d'une zone correspond à sa submersion lente ou rapide alors qu'elle est habituellement hors des eaux.

En raison de son régime climatique et de sa topographie, la ville de Kinshasa est soumise à différentes sortes d'inondations.

1) Les inondations de plaine (crues lentes) ont pour origine des précipitations successives et soutenues sur de vastes zones, alors que les inondations torrentielles (crues rapides) font suite à des précipitations intenses et localisées souvent liées à des orages. Les inondations de plaine sont progressives et peuvent durer plusieurs semaines.

2) Les inondations torrentielles peuvent provoquer une montée des eaux plus rapide et d'une durée souvent plus brève qui touchent principalement les quartiers environnants de la Lukunga. Ces épisodes de pluies intenses affectent les activités économiques et la vie humaine à Kinshasa.

3) Les inondations par ruissellement: surviennent suite à une forte accumulation d'eau qui ruisselle sur un sol rendu imperméable. Elles peuvent être accompagnées de coulées de boue. On les rencontre principalement en milieu urbain et périurbain en raison de l'artificialisation des sols (ou en milieu rural) lorsque le sol est gelé ou saturé d'eau comme ce fut le cas pour la crue de la Lukunga qui se produit chaque année.

4) Les inondations par remontée de nappe, elles sont constatées lorsque le niveau de la nappe phréatique ou de la nappe libre atteint la surface du sol. Elles font souvent suite à des évènements pluvieux exceptionnels.

5) Les inondations par submersion marine, concernent les zones côtières submergées par l'élévation du niveau du fleuve c'est-à-dire une inondation temporaire dans des conditions météorologiques et marégraphiques sévères. Cette submersion peut se produire sous l'effet d'une tempête ou d'un tsunami, celui-ci étant lui-même déclenché par un séisme, une éruption volcanique ou un glissement de terrain. Le niveau du plan d'eau dépasse alors les ouvrages de protection ou des terrains en bord de mer, lorsque la mer crée des brèches, rompt les ouvrages ou cordons naturels, etc.

v Gestion de risques

La gestion de risque est une approche systémique et pratique managériale pour limiter les dommages et les pertes potentielles.

Le risque d'inondation tient compte de débordement des cours d'eaux et/ou le risque d'inondation par la remontée de la nappe.

v Gestion des Risques de catastrophes

C'est un processus de recours systématique aux directives, compétences opérationnelles, capacités et organisations administratives pour mettre en oeuvre les politiques, les stratégies et la capacité de réponses appropriées en vue d'atténuer les risques.

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