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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DES FRERES MENTOURI – CONSTANTINE 1 – FACULTE DES SCIENCES DE LA TERRE DE LA GEOGRAPHIE ET DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE Département des Sciences Géographiques et de la Topographie Mémoire Présenté pour obtenir le diplôme de Master Spécialité : Géomatique Thème ÉVALUATION DE LA SUSCEPTIBILITE AUX GLISSEMENTS DE TERRAIN AU MOYEN DES MODELES STATISTIQUES, CAS DE LA REGION DE CONSTANTINE (NE ALGERIE) Présenté par: - Hadri Fatima Zohra - Hadri Chaima Devant le jury : - Baadeche Mohamed M.C.B Président - Bouaicha Foued M.C.A Encadreur - Mezhoud Samy M.C.A Examinateur - Bouteldja Mohamed Abdou M.C.B Examinateur Année Universitaire : 2019-2020 Remerciements Tout d’abord, nous tenons à remercier DIEU de nous avoir donné la volonté et l’engouement nécessaire pour finaliser ce travail. Nous adressons nos remerciements à notre encadreur de ce travail Dr. Bouaicha Foued qui nous a beaucoup aidé dans notre recherche, guidé et conseillé tout au long de ce travail, et aussi Pour ses orientations judicieuses, ses suggestions et critiques qui ont grandement facilité ce travail. Je tiens d'autre part à remercier les membres de Jury pour bien vouloir m'accorder de leurs temps pour commenter, discuter et juger mon travail. Je tiens à remercier tout particulièrement les jurys: Mr. Mezhoud Samy et Mr. Baadeche Mohamed et Mr. Bouteldja Mohamed Abdou. Nous adressons aussi nos sincères reconnaissances à tous les enseignants de l’université frères Mentouri Constantine-1 pour leurs aides, soutiens et leurs conseils. Sans oublier tout le staff administratif du département des sciences géographiques et de la topographie. Dédicaces Au terme de ce travail, je remercie avant tout Dieu le tout puissant qui a éclairé mon chemin tout au long de mes études. J'adresse mes remerciements aux personnes qui m'ont aidé dans la réalisation de ce travail qui sont: A la femme qui a sacrifié toute sa vie à m’éduqué, me conseillé et m’encourage pour que je puisse arriver à ce stade la ma mère Hayat. A l’homme qui m’a offert tout ce que j’en ai besoin d’eux pour réussir et pour vivre une vie confortable, mon père IBrahim. A ma chère grande mère Sasi. Que Dieu vous protège et vous garde pour nous. A Mes très chères sœurs Chahinez et Walaa et mon frère Louay Pour leur amour, leur soutien moral. A Ma Petite nièce Jouri. A ma binôme et chère sœur Lamya qui m'a partagée le mal et le bien durant toutes les années d’études. A tous les membres de ma famille Hadri et la famille Djaafri. A mes amis proches : Aya, Aida, Susan, Chadia. A toute la promotion de la 2 ème année master géomatique 2019-2020 Dans l’impossibilité de citer tous les noms, nos sincères remerciements vont à tous ceux et celles, qui de près ou de loin, ont permis par leurs conseils et leurs compétences la réalisation de ce mémoire. Hadri chaima Dédicaces Avec l’aide de dieu tout puissant, j’ai pu achever ce travail que je dédie : A ma très chère et douce maman ‘ HAYAT ’, qui m’a transmis la vie, l’amour, le courage, tu mérites tous l’amour du monde pour tous les sacrifices que tu n’ascèses de me donner depuis ma naissance ; A mon papa ‘ IBRAHIM ’, auprès de qui j’ai eu le goût de la sagesse, du savoir et de la connaissance, que dieu lui accorde sa grâce infinie, aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le respect que j’ai pour vous, Ce travail est le fruit de tes sacrifices que tu as consentis pour mon éducation et ma formation. Que dieu vous protège et vous garde pour nous. A mon frère ‘ LOUAY ’et mes sœurs : CHAHINAZ, WALAA, À Ma PETIT NIECE JOURI. Ainsi que pour tous les membres de ma famille petits et grands. A ma sœur et ma binôme de mémoire CHAIMA. A mes très chers amies : AIDOUCH, AYA, CHADYA, SAWSAN. Aux personnes qui m’ont toujours aidé et encouragé, qui étaient toujours à mes côtés, et qui m’ont accompagné durant mon chemin d’études supérieures, mes aimables amies. A toute personne utilisant ce document pour un bon usage. Hadri Fatima Zohra Table des matières Remerciements………………………………………………………………………….. Dédicaces………………………………………………………………………………... Table des matières………………………………………………………………………. Liste des figures…………………………………………………………………………. Liste des tableaux……………………………………………………………………….. Liste des abréviations…………………………………………………………………… Introduction générale………………………………………………………………………... 01 Etats de l’Art …………………………………………………………………………… 01 Chapitre I : Notions et Concepts…………………………………………………... 03 I. Terminologie et définitions………………………………………………………………… 04 I.1.Qu’est-ce qu’un glissement de terrain ?....................................................................... 04 I.2.Qu’est-ce que le risque mouvement de terrain ?......................................................... 04 I.3.Quels sont les types de glissement de terrain ?............................................................ 06 I.4.Quelles sont les indices, les manifestations et les phénomènes induits par les glissements ? …………………………………………………………………………… 07 I.5.Quels sont les facteurs d’instabilité ?........................................................................... 07 Chapitre II : Matériels et Méthodes………………………………………………. 08 II.1.Introduction………………………………………………………………………… 09 II.2. Situation géographique……………………………………………………………. 09 II.2.1.Les propriétés physiques de la région d’étude …………………………………… 09 II.2.1.1.Le climat……………………………………………………………………....... 09 II.2.1.2.La végétation…………………………………………………………………… 09 II.2.1.3.Réseau hydrographique………………………………………………………… 09 II.2.1.4.Habitat…………………………………………………………………………... 09 II.2.1.5.Economie et industrie…………………………………………………………... 10 II.2.1.6.Les voies de communication…………………………………………………… 10 II.2.2.Situation géographique de la zone d’étude………………………………………. 10 II.3. Matériels et logiciels utilisés………………………………………………………. 11 II.4.Facteurs de conditionnement des glissements de terrain…………………………… 13 II.4.1. Les Facteurs topographiques…………………………………………………….. 13 II.4.1.1.l’exposition des pentes………………………………………………………….. 13 II.4.1.2.L’altitude………………………………………………………………………... 13 II.4.1.3.Courbure ……………………………………………………………………….. 13 II.4.1.4.Plan de courbure………………………………………………………………... 13 II.4.1.5.Profil de courbure………………………………………………………………. 14 II.4.1.6.La Pente ………………………………………………………………………... 14 II.4.2.Les Facteurs hydrologiques………………………………………………………. 16 II.4.2.1.Précipitation…………………………………………………………………….. 16 II.4.2.2.Radiation solaire annuel ……………………………………………………….. 16 II.4.2.3.SPI (l’indice d'humidité topographique)………………………………………... 16 II.4.2.4.TWI (l’indice de puissance du flux)……………………………………………. 16 II.4.2.5.Distance aux rivières……………………………………………………………. 16 II.4.2.6.Densité des rivières……………………………………………………………... 17 II.4.3.les Facteurs lithologiques………………………………………………………… 18 II.4.3.1.Lithologie……………………………………………………………………….. 18 II.4.3.2.Densité des failles………………………………………………………………. 18 II.4.4. Les facteurs d’occupation des sols ……………………………………………… 18 II.4.5. les Facteurs anthropiques………………………………………………………… 18 II.4.5.1.Distance aux routes……………………………………………………………... 18 II.4.5.2.Densité des routes………………………………………………………………. 18 II.5.Les méthodes et les logiciels utilisés……………………………………………….. 20 II.5.1.Régression logistique……………………………………………………………... 20 II.5.1.1 .Les étapes ……………………………………………………………………… 20 II.5.2.Le réseau de neurones…………………………………………………………….. 23 II.5.2.1.Les étapes……………………………………………………………………….. 24 Chapitre III : Résultat et discussion ………………………………………….. 28 III .1.Présentation des résultats obtenus………………………………………………… 29 III .2.Poids généralisé…………………………………………………………………… 36 III .3.VALIDATION ET COMPARAISON……………………………………………. 37 III .4.Conclusion………………………………………………………………………… 40 Référence Bibliographiques…………………………………………………………… 41 Résumé………………………………………………………………………………….. 43 Liste des figures Figure 1. Exemple d’un glissement de terrain........................................................................................4 Figure 2. Les glissements de terrain et coulées de boue.........................................................................5 Figure 3. Les chutes de pierre et éboulements........................................................................................5 Figure 4. Les affaissements de cavités....................................................................................................6 Figure 5. Les affaissements de cavités....................................................................................................6 Figure 6. Glissement plan et Glissement rotationnel..............................................................................7 Figure 7. Carte de situation de la zone d’étude.....................................................................................11 Figure 8. Carte de situation de la zone d’étude.....................................................................................12 Figure 9. Carte d'inventaire des glissements de terrain de la zone d'étude............................................13 Figure 10. Carte des Facteurs de conditionnement des glissements de terrain utilisé: a- L’exposition des pentes. b- L’altitude. c- Courbure. d- Plan de courbure .e-Profile de courbure. f-Pente.................15 Figure 11. Cartes des Facteurs de conditionnement des glissements de terrain utilisé: a- Précipitation. b- Radiation solaire annuelle. c- L’indice de puissance du flux. d- L’indice d'humidité topographique. e-Distance aux rivières. f-Densité des rivières......................................................................................17 Figure 12. Cartes des Facteurs de conditionnement des glissements de terrain utilisé: a- lithologie .b- Densité des failles. c-NDVI. d-Distance aux routes. e-Densité des routes............................................19 Figure 13. Les courbes de probabilité sur une échelle binaire sigmoïde (en forme de S) de modèle de régression logistique.............................................................................................................................31 Figure 14. Carte de susceptibilité aux glissements de terrain produite à partir du modèle LR..............32 Figure 15. Architecture du réseau neuronal..........................................................................................33 Figure 16. Diagramme de pondérations généralisées de modélisation de réseau neuronal artificiel : l’exposition de pente, courbure du plan, NDVI, Précipitations, courbure du profil, densité des routes, densité des rivières, distance à la rivière...............................................................................................34 Figure 17. Diagramme de pondérations généralisées de modélisation de réseau neuronal artificiel : élévation, courbure du profil, rayonnement solaire annuel, aspect (a, b, c, d, e, f, g, h).......................35 Figure 18. Diagramme de pondérations généralisées de modélisation de réseau neuronal artificiel : lithologie (l0, l1, l2, l3, l5)....................................................................................................................36 Figure 19. Carte de susceptibilité aux glissements de terrain produite à partir du modèle de réseau de neurones artificiels...............................................................................................................................37 Figure 20. Évaluation de la courbe ROC de modèle ANN: (a) courbes de taux de réussite et (b) courbes de taux de prédiction...............................................................................................................38 Figure 2. Évaluation de la courbe ROC de modèle LR courbes de taux de réussite(a) courbes de taux de réussite et (b) courbes de taux de prédiction....................................................................................38 Figure 22. Pourcentages de points de glissement de terrain testés dans différentes catégories de sensibilité en utilisant LR et ANN........................................................................................................39 Liste des tableaux Tableau 1. Les facteurs d’instabilité.......................................................................................................7 Tableau 2. Les coefficients du modèle LR...........................................................................................30 Liste des abréviations SIG: système d'information géographique WoE: weight of evidence IV: information value FR : frequency ratio FL : fuzzylogic RL : régression logistique ANN : artificial neural network GPS : global positioning système MNT: model numérique de terrain SPI: Stream Power Index. TWI: Topographic Wetness Index. NDVI: Normalized Difference Vegetation Index ROC: Receive Operating Characteristic AUC: Area Under the Curve. ROC: Receive Operating Characteristic. Introduction Générale Introduction générale Le glissement de terrain est le mouvement en aval des masses, y compris le sol, la roche et les matériaux organiques sous l'effet de la force motrice de la gravité (Highland et Bobrowsky, 2008). Les glissements de terrain jouent non seulement un rôle important rôle dans l'évolution de la géomorphologie, mais aussi un commun uploads/Geographie/ hadri-22-09-2020-final 1 .pdf