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Mise en place d’un système d’informations géoscientifiques pour l’aide à la gestion des ressources minérales dans l’extrême Sud-Est tunisien : cas du gouvernorat de Gabès


Session Gestion des ressources naturelles
 


Rochdi chaabouni*, samir bouaziz*, Noamen REBAI**


laboratoire “Eau, Energie & Environnement”, (AD. 10-02)
*Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax, Université de Sfax, B.P.W. 3038 Sfax, Tunisie
**Faculté de Sciences de Tunis, Université de Tunis II, B.P.W. 3038 Sfax, Tunisie

 

Mots-clés et logiciels ESRI utilisés
 


Logiciels ESRI utilisés : ArcView, MapObjects

 

Résumé


L’extrême Sud-Est tunisien, en particulier le gouvernorat de Gabès, se caractérise par des affleurements géologiques de natures variées, correspondant à des niveaux potentiels de matières premières utiles exploitables. Cette zone a fait donc l’objet des plusieurs étude et prospection de ces niveaux afin de valorisées ces réserves, vu leur intérêt économique et la diversification des domaines d’utilisation. Ces travaux, ont aboutit à une masse énorme de données multi-format et multi-source (analyses physico-chimique, Log stratigraphique, cartes géologique, topographique…) qu’il faut la gérer. A cet égard, la mise en place d’un SIGS est une nécessité primordiale afin de pouvoir choisir les sites adéquats et prendre des décisions avec un minimum de contraintes.

L’objectif de cette étude est la conception d’une base de données sur les carrières des substances utiles minérales qui permet la saisie, la mise à jour des données et l’élaboration des informations relatives à la gestion de ces ressources. Elle présente deux parties : base de données alphanumérique et graphique.
La phase finale de cette étude a été consacrée au développement d’une interface utilisateur sous l’environnement Visual Basic. Cette dernière offre la simplicité d’utilisation, la gestion et l’analyse multicritères des informations structurées dans la base de données.


Introduction


La nécessité de mieux gérée les ressources naturelles à favoriser la naissance des nouveaux concepts tel que l’évaluation et la valorisation des réserves. Cette dernière repose essentiellement sur la connaissance des caractéristiques de la zone prospectée ainsi que l’analyse et la collecte d’une masse énorme des données. Aujourd’hui, les outils traditionnels deviennent incapables de réunir et la collecte des données afin de décrire les phénomènes et aider les décideurs et les planificateurs à prendre des décisions fiables. C’est ainsi que les Systèmes d’Informations géographique (SIG) ont émergé et se sont rendus très efficaces en tant qu’outils de stockage, de traitement et d’analyse rapide des données.


1. Présentation de la Zone d’étude


1.1. Localisation Géographique



Le gouvernorat de Gabès se localise dans l’extrême Sud-Est tunisien et s’ouvre en même temps sur la mer Méditerranéen. Il est caractérisé par une morphologie diversifiée qui traduit une longue évolution géologique et géomorphologique : des reliefs dénudés individualisés ou rattachés à des chaînes allongées qui se raccordent souvent au plaines et dépressions salées (Sebkhas- Chott) par des glacis d’érosion à recouvrement gypseux.


1.2. Cadre géologique



D'un point de vue géologique, le gouvernorat de Gabès n’est pas uniforme. Elle englobe des domaines morpho-structuraux incluant des séries sédimentaires différentes. Ces séries présentent une variation de faciès et d’épaisseurs.

1.2.1 Les Monts de Matmata et la plaine d'effondrement de Jeffara
Les monts de Matmata correspondent à l'extrémité septentrionale de la chaîne du "Dahar" qui s'étale de la région de Matmata, au nord, jusqu'à la frontière tuniso-libyenne, au sud. Il s'agit d'un alignement de structures monoclinales légèrement inclinées vers l'ouest et nettement façonnées par l'érosion qui y a dégagé des cuestas remarquables
La plaine d’effondrement de la Jeffara s'étend du pied des cuestas de Matmata jusqu'à la côte méditerranéenne et se caractérise par l'extension d'un modelé quaternaire où se succèdent les cônes de déjection en amant, les vastes glacis d'érosion celés par des croûtes calcaires ou gypseuses et les plaines alluviales vers l'aval avant d'atteindre les formations quaternaires marines et dunaires sur le littoral.

1.2.2 Les cuestas de la chaîne de Tebaga de Kébili

La chaîne de Tebaga de Kébili s'allonge de la région d’el Hamma de Gabès jusqu'au niveau des oasis de Souk Lahad. L’extrémité orientale de cette chaîne fait partie du gouvernorat de Gabès qui représente la retombée méridionale du vaste anticlinal d'el Fadjedj. Elle correspond à une monoclinale représentée par une longue cuesta massive et homogène, façonnée dans la série du Crétacé supérieur. La crête est formée par les carbonates du Turonien alors qu’une combe taillée dans la série du Cénomanien se voit de plus en plus large d’Est en ouest. Dans le soubassement, s'étend la vaste dépression d'el Fejej, limitée au nord par la chaîne anticlinale du Cherb.

1.2.3 La dépression du Chott el Fejejet l’extrémité orientale de la chaîne du Cherb

Le Chott el Fadjedj est le plus oriental des grands Chotts du sud tunisien. il occupe une dépression anticlinale située à une faible altitude (20 à 25m) et correspondant à une combe anticlinale allongée. Il s'étend sur plus 50km de long et de 4 à 5km de large, seulement; surplombé au nord par la chaîne anticlinale du Cherb. A la bordure sud, s'étend de vastes glacis d'érosion qui se raccordent directement avec la cuesta de la chaîne de Tebaga de Kébili. A l'ouest, le Chott el Fejej se raccorde directement au Chott el Jerid pour former ensemble un vaste domaine de sebkhas salées.

1.2.4 Lesreliefs plissés de Zemlet el Beida-Aidoudi

Le gouvernorat de Gabès loge aussi les reliefs plissés du J. Zemlet el Beida, du J. Aidoudi et Chebket Bouloufa. Ce sont des structures anticlinales de direction proche d’E-W et NE-SW disposées en oblique par rapport à la direction moyenne E-W de la chaîne du Cherb. Leurs flancs méridionaux sont déjetés à déversés et découpés par un réseau de ravins qui se déverse au Chott el Fejej. Ils sont affectés par de nombreuses failles et flexures de direction E-W à NW-SE et N-S.


2. Préparation et classification des données pour un SGBD


Introduction
La quantité de données concernant les carrières et les substances utiles minérales est énorme, acquises depuis les années 1982 du projet de cartographie géologique et inventaires des substances utiles dans le Sud tunisien et à travers les travaux de recherche pour la valorisation des ces ressources. Face à cette situation, on a pensé au regroupement des ces informations dans un SIG pour la bonne exploitation

2.1. Méthodologie du travail



Dans ce travail, on a commencé par la préparation et l’adaptation des données pour un SGBD. La méthodologie qui a abouti à la réalisation de ce SGBD est résumée par l’organigramme représenté par la figure. (Schémas de méthodologie générale)

2.2. Collecte et classification des données



Les données utilisées dans ce travail proviennent de plusieurs origines (CRDA, ONM, OTC, terrain) et sous différents formats (carte, image, rapports, données numériques). (Tab.1)


3-Base de données alphanumériques


3.1. Dictionnaire brut des données et conception de la base de données



Pour concevoir cette base de donnée, la tache préliminaire consiste à la formulation d’un dictionnaire brute de données sur les carrières et les substances utiles minérales et donc sur la géologie régionale. Il permet la compréhension de différentes étapes de la conception. Dans notre conception on a subdivisé les données en deux catégories. On distingue :

- les données administratives et techniques ;
- les données géologiques et géographiques régionales.

3.2.1. Les données administratives et techniques
Dans notre étude portant sur les carrières en exploitation on s’est basé sur les données regrouper dans le cahier de charge relative à l’ouverture d’une carrière. Les informations proviennent : des documents utilisés dans le domaine (factures, fiches clients, catalogue de produits…), de la description de l’activité faite par les utilisateurs ainsi que les données géologique et géographique de la zone d’étude. L'analyse de ces informations va permettre de présenter les règles de gestion qui conduisent à prendre des décisions fiables.


a. commission

Tout développement d’un projet doit avoir une autorisation suite à une étude détaillée par une commission. Il fallait donc introduire dans cette base de données une entité où on présente quelques données à propos de cette commission.


b. activités
Dans ce groupe on enregistre toutes les activités qui doivent se faire dans la carrière sous la direction de l’administration. Il regroupe : la méthode d’exploitation, d’extraction, de transport. Ces données ont une grande importance car elles contrôlent et interviennent de proche ou de loin à l’amélioration de rentabilité des sites promoteurs.


c. ville
Il s’agit de quelques données à savoir sur la ville à laquelle appartiennent la carrière et l’administration, tel que : le découpage administratif, son nom…etc.


d. Données administratives
Ce terme comporte tous les renseignements sur l’exploitant (tel, Adresse, Fax, E-mail…) ainsi que les divers départements financiers et de gestion des ressources humaines de la carrière. Cette subdivision est très importante puisque, toute décision concernant l’exploitation est régie par l’administration.


e. équipements
Dans ce terme, on a mis tous les moyens mis à disposition dans une carrière : les équipements d’exploitation, de chargement, de transport et de traitement final. Il s’agit d’un terme également important puisqu’il conditionne la rentabilité des carrières ainsi que l’amélioration de la qualité des matériaux produits.


f. main d’oeuvres
Ce groupe de données portant sur les ouvriers est important. Il s’agit d’un ensemble d’informations qui concernent tous les ouvriers de la carrière qui assurent le bon déroulement de l’entreprise et qui sont responsables de toutes les activités de la carrière. La connaissance de ce terme s’avère nécessaire vu le rôle important de la main d’œuvre


g. Données de sites
Il s’agit dans ce groupe de mettre l’accent sur toutes les caractéristiques de la carrière.
Ce terme apparaît comme étant une carte d’identité de la carrière. Il nous permet d’avoir une idée sur les principales composantes de cet organisme.


h. Impact sur l’environnement
Vu l’effet de nuisances des carrières, il fallait prendre en considération ce problème. On a essayé donc d’additionner ce terme dans lequel on regroupe les principales données portant sur les différents aspects de menace que peut causer une carrière sur le milieu environnant du site exploité.


i. Tire de mine
Cette subdivision renferme tous les facteurs en relation avec le tir de mine. Ces données sont valables seulement pour les carrières des roches massives. On distingue : le type d’explosif, la date de fabrication, largeur entre les banquettes…, (Ferchichi, 2001).*


3.1.3.Les données géologiques et géographiques de la zone
Les carrières exploitent des sols et des roches. Les sous-produits issus de la transformation de ces sols et roches correspondent donc à des matériaux naturels dont les caractéristiques (minéralogie, pétrographie…) résultent de l’histoire géologique du site.
Donc une étude de la géologie régionale est nécessaire. Ces données concernent les couches exploitables, les formations géologiques affleurantes, les différents types des roches ainsi que ses caractéristiques puisqu’ils sont les produit qui vont être commercialisés.


a Données sur l’exploitation

Les données relatives à l’exploitation sont multiples. Elles portent essentiellement sur les paramètres géologique et géographique des couches à exploiter. Elles se résument dans le tableau suivant.


j. Caractéristiques des sables
Cette subdivision englobe les analyses granulométriques, physico-chimique et minéralogique du sable.


k. Caractéristiques des roches massives
Afin de connaître les caractéristiques physico-chimique de ces roches, tel que les paramètres d’identification et les paramètres de qualités, il y a des essais à faire. Ces derniers se résument dans le tableau suivant.


l. Caractéristiques des argiles
Dans ce terme, on a mis toutes les caractéristiques des argiles comme étant une matière première utilisable dans diverses industries : fabrication des briques, faïences …etc.
Il convient de mettre donc la composition minéralogique et chimique selon les besoins des utilisateurs.


m. Données de la région
Il s’agit de présenter dans ce groupe les caractéristiques géographique et socio-économique de la région qui comprend les gisements en exploitation.


n. Géologie
Dans ce groupe on présente les cartes de toute les thématiques (géologique, géomorphologique, ..) pour mieux connaître la géologie régionale, lieu de réalisation du projet carrière.


o. Risques naturels
Ce terme renferme les risques naturels qui peuvent causer l’exploitation d’une carrière. Ces risques sont en relation directe avec le site. Ils se résument dans le tableau suivant.


p. Données climatiques
Il s’agit des données climatiques de la région d’étude. Ce terme regroupe des informations sur la pluviométrie, la température et le vent.


q. Données hydrologique et hydrogéologique
Ce terme renferme les caractéristiques hydrologique et hydrogéologique des sites des carrières. Il s’agit des paramètres de la nappe phréatique et de la nappe profonde ainsi que les informations de l’hydrologie de surface.


r. Données tectoniques
Pour prendre des précautions, la connaissance des principales structures tectonique de site s’avère nécessaire, d’ou l’addition de ce terme dans notre base de données.


Ces entités sont par la suite traitées sous le Logiciel Power AMC, outil de conception de schémas conceptuelle à la Merise (MCD). Chaque entité, se caractérise par un Nom, un Code et un type. Ces caractéristiques définissent respectivement le paramètre à stocker, son code et sa nature (Booléen. Texte…) (Fig.3). Il permet également de manipuler le modèle physique de données (MPD) ainsi que la génération des scripts et la création de la base de données sous Microsoft Access par l’intermédiaire de SGBD à l’aide d’une commande ODBC (opering data base Connectivity).

3.2. Modèle conceptuel de données



Un MCD représente la structure logique globale d'une base de données, indépendamment du logiciel ou de la structure de stockage des données. Il contient toujours des données qui ne sont pas encore mises en oeuvre dans la base de données physique.
La proposition d’une structure doit correspondre aux besoins de la réalité, autrement dit aux besoins des futurs utilisateurs du système. Il s’agit donc dans notre cas de proposer une structure d’accueil des données sur les carrières et les substances utilesnécessaires à la gestion de ces ressources et le stockage de ces données sous une forme structurée et uniforme pour l’ensemble du gouvernorat. (Fig.4)



3.3. Modèle physique de données



La partie niveau physique correspond à la définition des structures physiques des données en tenant compte des structures de périphériques de stockage et des méthodes d’accès. Le modèle physique exprime la structure logique de la base de données et constitue un passage de la description conceptuelle à l’implémentation physique de la base de données.
Le modèle physique des données a été généré automatiquement à partir du modèle conceptuel en apportant les corrections nécessaires pour l’adapter aux besoins de notre prototype SIG (Fig.5)



La BD sous est générée automatiquement à partir de MPD (Fig.6)



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4. Base de données graphiques


Introduction
L’information géographique numérique est indispensable pour prendre les décisions appropriées dans les domaines les plus variés tel que la gestion et le suivi des ressources naturelles et de l’environnement. A cet égard, on a essayé dans cette application de vectoriser des cartes géologique, topographique, routières à partir des fonds papier de la zone en question.

4.1. Géoréférencement de cartes



Le géoréférencement d’une carte, consiste au calage de l’image raster en donnant à l’ordinateur les longitudes et les latitudes de différents points pour les localiser dans l’espace
La digitalisation se fait donc dans un espace défini par le calage initial de l'image raster (d'où l'importance de la précision de cette étape Ainsi, tous les objets dessinés ont des coordonnées géographiques qui leur sont attribués, et sont donc situés dans l'espace. Chaque couche est définitivement placée dans l'espace, et la superposition de deux couches se fera toujours parfaitement.

4.2. Numérisation des couches d’informations



La numérisation des cartes graphiques est réalisée par l’ArcView. Il permet d’intégrer et d’analyser différents types de données quantitatives, qualitatives, cartographiques et autres. Il est un puissant outil pour gérer, visualiser, interroger et analyser toutes les données disposant d'une composante spatiale. (Fig.7)



2.1. La géologie
La carte géologique sous format vecteur présente plusieurs avantages et facilite l’exploitation et la mise à jour des informations que la carte d’origine. Elle s’intègre directement dans le système d’informations géographiques et permet la génération des cartes synthétique tel que les cartes des substances utiles. Dans cette application,

2.2
. La Topographie
Une carte topographique à courbes de niveau, bien que nécessaire pour la représentation adéquate des caractéristiques géologiques d'un district, est pratiquement indispensable du point de vue provincial, pour l'exploitation des ressources naturelles ainsi que pour avoir une idée sur les reliefs par génération de MNT. (Fig.8)



Les données cartographiques ont étés implantés directement dans la base de données en utilisant le logiciel Map Object 2.0 ce qui nous a permis la visualisation de la carte sous notre interface.

2.3. résultats de la numérisation
La valorisation de la carte géologique est d’autant plus aisée que les informations qui peuvent être restituées à l’utilisateur de manière sélective et finalisée en utilisant les concepts et les techniques des SIG sont riches.
Dans ce contexte, la carte géologique vectorisée restituée de la carte analogique permet le calcule automatiquement la superficie des séries géologiques de surface. Cette tache prend assez de temps manuellement est généralement ne donne pas des valeurs précises. Les couches d’informations numériques sont présentées par les figures (Fig.9, 10, 11 et 12).






5. Interface utilisateur de la base de données développer sous Visual Basic


Introduction
A la fin de ce travail, on a pensé à la réalisation d’une interface utilisateur sous l’environnement Visual Basic. Le développement de cette interface a nécessité l’intégration des outils nécessaires pour rendre l’application fonctionnelle en tenant compte de lien entre la base de données alphanumérique et graphique. Les outils connus dans cet environnement sont : Activex Data Object (ADO) et Activex Map Object.

Activex Data Object
Il s’agit d’une nouvelle technologie de Microsoft qui permet l’accès aux données. Elle s’appuie sur un modèle de programmation OLEB. Cette outil est un moyen d’accéder de manière unique à tout type de données relationnelles ou non.

Activex Map Object
Ce contrôle regroupe un ensemble de classes permettant d’afficher des graphiques. Cet Activex a été ajouté dans ce travail pour consulter nos cartes (géologique et topographique) sous extension (shp).
Dans le menu on a mis divers contrôles relatifs à l’étude des carrières et les substances utiles. Ces dernières ont été mises en place grâce au créateur du menu (Fig.13)

Les fenêtres de consultation sont présentées par les figures (Fig.14, 15, 16, 17)


Conclusion


Les ressources naturelles tel que les substances utiles ont aujourd’hui un intérêt  économique considérable. De ce fait l’étude des carrières apparaît indispensable pour mieux gérée ces ressources ainsi que la détermination des niveaux potentiels.
Pour que cette étude soit fiable, il fallait connaître une multitude de données tel que la géologie régionale et les données technique et administrative des carrières. Face à cette situation nous avons fait recours aux SIG pour contenir la bonne gestion de nos ressources et aider par conséquent à une meilleure prise de décision.
La présente application est un nouveau concept basé sur la méthode Merise appliquée à la gestion des ressources minérales. Ce concept ayant pour objectif la construction d’un SGBD relatif aux carrières des substances utiles. L’outil comme il a été réalisé présente un double intérêt. En effet, elle permet aux personnes intéressées la reconnaissance niveau exploitables et la consultation des informations existantes selon la requête de l’utilisateur.
 
La base de données ainsi constituée est conçue pour réduire le temps de stockage et d’accès ultérieur aux informations. Elle assure également leur disponibilité permanente, leur exploitation, leur utilisation sous différentes formes (rapports, cartes, graphique...), leur mise à jour (ajout ou suppression de nouvelles données).
La plate-forme de développement de l’application utilisée est le Visual Basic. Il a l’avantage avec ses outils (ActiveX, procédure…), d’assurer un accès direct aux bases de données
A la fin de ce travail, un aspect important à retenir de cette étude est la démonstration que l’utilisation systématique de système d’information géographique adapté pour compiler et traiter les données, pour faciliter l’accès aux informations et pour modifier et produire les cartes d’inventaires et de synthèse permettait des gains appréciables de temps, de coût, d’efficacité et de précision.


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