Les auteurs remercient messieurs Bernard Clavé (maire d’Holving et président du SILMA), Philippe Keuer (historien, ASCOMEMO), et Alain Trinkwell (Ligue de Protection des Oiseaux) pour avoir accepté des entretiens en fin de période de confinement 2020. L’association pour la conservation de la mémoire de la Moselle (ASCOMEMO) est remerciée pour l’acquisition et le prêt de du livre (Armee-Oberkommando 1, 1940) et de la carte qu’il contient.
Cette étude a été financée dans le cadre du projet IdEx Emergence « Perception du risque et des incertitudes de modélisation-Eau » (CNRS & Unistra).
1Dans un contexte de crises climatique, écologique, énergétique et sanitaire, les milieux aquatiques sont des paysages aux enjeux particulièrement importants, susceptibles d’engendrer des conflits. Que ces socio-hydrosystèmes soient sanctuarisés ou exploités, une compréhension des processus opérants est essentielle pour éclairer leur gestion afin d’apporter des réponses cohérentes et efficaces en cas de perturbation. Appréhender, représenter et analyser l’évolution des rapports humain-nature mobilisent ainsi des chercheurs issus de disciplines variées depuis plusieurs décennies.
2À la fin d’une période d’abondance, les années soixante-dix voient apparaître, avec la publication du rapport Meadows (Meadows et al., 1972), des limites à la croissance et des prises de conscience autour de problématiques climatiques et environnementales. Ce rapport, et le modèle WORLD 3 attenant, décrivent des interactions entre ressources naturelles et population par le biais de boucles de rétroaction qui se traduisent par des trajectoires exponentielles entre ces deux entrées. Cette conscientisation se voit accompagnée par une évolution des modèles et du champ lexical et c’est ainsi qu’émergent les notions d’évaluation des services rendus par la nature (Westman, 1977), de valuation économique et de services écosystémiques dans les domaines de l’économie écologique (Daily, 1997) et de la biologie de la conservation (Costanza et al., 1997). Ces approches sont reprises dans le cadre de l’Évaluation des écosystèmes pour le millénaire (MEA), puis par la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) dans sa notion de « nature’s contributions to people » (Díaz et al., 2018).
3Une approche opérationnelle consiste à étudier les socio-écosystèmes à l’échelle des territoires (Lévêque et al., 2000). Dans ce contexte, Collins et al. (2011) proposent un cadre intégré pour la recherche socio-écologique sur le long terme. Leur schéma conceptuel bipolaire « modèle social – modèle bio-géophysique » est muni d’interfaces qui représentent une boucle de rétroaction. L’ensemble est soumis à des contraintes globales. La recherche sur le temps long suppose aussi la collecte de données qui, traduites sous forme de séries temporelles, sont comparables aux trajectoires issues de la modélisation numérique par des systèmes dynamiques tel que WORLD 3, toute proportion gardée. Les frises chronologiques (Bergeret et al., 2015 ; Bruley et al., 2021) offrent un autre point de vue sur les trajectoires des socio-écosystèmes. Ces répertoires temporels permettent d’associer des données hétérogènes tant qualitatives (événements, modes de gestion...) que quantitatives (données d’abondance, évaluations de services rendus). Des approches logicielles (Arnaud, 2019 ; Gradeler & Chery, 2022) sont aujourd’hui proposées pour visualiser et communiquer sur ces frises à différentes étapes de leur construction.
4L’objectif principal de cet article est de présenter le logiciel ZATimeline de construction de frises chronologiques en soutien à la construction en atelier, puis à l’analyse des trajectoires des socio-écosystèmes par les modèles plus classiques que sont les schémas conceptuels, les cascades de services (Haines-Young & Potschin, 2010) ou le cycle adaptatif (Holling, 1978). L’objectif secondaire est de décrire le socio-hydrosystème très particulier de la Ligne Maginot Aquatique (LMA), ce territoire d’étangs situé en Moselle Est, non inclus dans la réserve de biosphère de Moselle Sud, pour une mise en pratique des différents concepts. En quelques mots, cette ligne d’inondations défensives construite face à la Sarre dans les années 1930 a fait naître un socio-hydrosystème artificiel composé de six étangs-réservoirs disposés en parallèle et gérés par l’armée jusqu’à leur rétrocession aux communes. Les transformations paysagères et l’évolution des modes de gestion qui ont eu lieu au sein de ce socio-hydrosystème en font un cas d’étude intéressant d’une part pour la reconstruction et l’analyse de trajectoire, et d’autre part pour questionner l’adaptation et la durabilité de ce socio-hydrosystème.
5L’article est organisé comme suit. Différentes définitions de trajectoires et de cycles sont abordées dans la section 2 en revisitant l’état de l’art par le biais d’une approche interdisciplinaire. Un protocole de reconstruction de trajectoire avec le logiciel ZAtimeline est présenté à la section 3. Le cas d’étude de la LMA et les résultats sont présentés dans la section 4. Des perspectives sont proposées en conclusion.
6La notion d’écosystème est introduite par Tansley en 1935 (Lévêque et al., 2000). L’activité humaine y est décrite comme un facteur biotique exceptionnellement puissant, perturbant l’équilibre des écosystèmes préexistants et menant parfois à leur disparition. Elle occupe ainsi une place à part en écologie, étant par la suite objectivée dans les termes anthropo-système (Lévêque et al., 2000) et socio-écosystème (Lagadeuc & Chenorkian, 2009).
7Un socio-écosystème est un système complexe dont l’étude nécessite la collecte et l’analyse de données qualitatives et quantitatives aux échelles territoriale (processus, interactions, variables, indicateurs, événements) et supra-territoriale (contraintes réglementaires ou climatiques par exemple).
8Avec l’écologie pour socle d’étude, la biologie de la conservation (Daily, 1997) aborde la protection de la biodiversité sous le prisme des services rendus par les écosystèmes naturels comme des soutiens à la vie des hommes. Avec l’économie écologique (Costanza et al., 1997), la valeur économique de ces services est à estimer afin de justifier la protection d’écosystèmes au regard d’intérêts économiques.
9Le concept des services écosystémiques est institutionnalisé par l’évaluation des écosystèmes pour le millénaire (World Ressource Institute (WRI), 2005) et placé au centre des politiques de conservation de la nature bien qu’il soit critiqué pour sa vision anthropocentrée. Outre cette évaluation des bienfaits prodigués par les écosystèmes, il s’agit également de « comprendre comment et pourquoi les acteurs économiques utilisent les écosystèmes comme ils le font et d’évaluer l’impact relatif d’actions alternatives et ainsi guider la prise de décision » (Salles, 2010). Depuis quelques années, l’un des éléments clés du cadre conceptuel de l’IPBES est la notion de contributions de la nature (Diaz et al., 2018).
10Collins et al. (2011) proposent un cadre intégré multiscalaire pour la recherche socio-écologique sur le temps long. Leur schéma conceptuel comporte les entrées « modèle social » et « modèle biogéophysique » liées par deux interfaces représentants une boucle de rétroaction comme représentée dans la Figure 1. Dans ce même article, les actions humain-nature sont décrites comme des « pressions (long terme) – impulsions (événementiel) » sur le modèle biophysique plus ou moins directement imputables aux activités humaines. Les services écosystémiques sont décrits en retour. La cascade de service (Haines-Young & Potschin, 2010) quant à elle, lie un élément biophysique aux bénéfices que peuvent en tirer les populations humaines à la manière d’une « chaîne de production ». Une cascade de services est explicitée dans la section 4 pour notre cas d’étude. Dans Bretagnolle et al (2019), le réseau des zones ateliers combine ces schémas en se positionnant à l’échelle du socio-écosystème et propose une interface de gestion adaptative qui reprend les rétroactions du modèle biophysique décrites dans (Haines-Young & Potschin, 2010). La dimension temporelle étant implicite, ces différents schémas peuvent être vus comme une pose du socio-écosystème considérée valable sur une période plus ou moins longue.
Figure 1 - Schéma conceptuel simplifié, combinant des éléments de Collins et al. (2011), Haines-Young & Potschin (2010) et Bretagnolle et al. (2019).
Conception : I. Charpentier.
11Dans les années 1970, Holling est parmi les premiers écologues à reconnaître l’importance des systèmes dynamiques non-linéaires pour la modélisation mathématique de la trajectoire et des instabilités des écosystèmes. Il introduit alors le cycle adaptatif et le modèle de panarchie (Holling, 1978). Ce cycle questionne la stabilité et la résilience des systèmes écologiques (Holling, 1973) plutôt que la gestion adaptative et la réponse des écosystèmes. Comme illustré dans la Figure 2, il comporte quatre phases : « r : Exploitation », « K : Conservation », « Ω : Libération » et « α : Réorganisation ». Il suppose de plus une crise majeure conduisant à la libération de ressources permettant au système de se réorganiser. Des exemples sont proposés dans la littérature, notamment dans Holling (1978) et Robert (2020).
Figure 2 - Cycle adaptatif de Holling (1978). Conception : I. Charpentier.
12Plus complexe, le modèle de panarchie imbrique trois niveaux de cycles adaptatifs pour capturer l’évolution multi-scalaire du système et de ces composantes au sein d’un environnement global. Au regard du schéma conceptuel de la Figure 1, ces trois niveaux concernent des processus « rapides » internes aux modèles social et bio-géophysique, le cycle « modéré » du schéma conceptuel et l’évolution « lente » des contraintes externes.
13Les données spatio-temporelles sur la biodiversité, sur le climat, sur la population, sur les modes de gestion et de gouvernance du territoire, sur les interactions humain-nature sont nécessaires à la reconstitution de la trajectoire d’un socio-écosystème.
14Une frise chronologique est un diagramme classique, plus ou moins simple, permettant de rapporter de l’information hétérogène (jalons, événements, tendances, contraintes...) sur l’activité d’un projet (diagramme de Gantt), d’un écosystème ou d’un socio-écosystème. La représentation par une frise chronologique peut faciliter l’analyse d’interrelations complexes car elle peut être mise en regard de séries temporelles pour soutenir une analyse quantitative et qualitative. De plus, les zones « vides » d’une frise permettent d’identifier les manques de données ou d’interdisciplinarité, et invitent les chercheurs à combler ces lacunes.
15Des frises chronologiques dites chrono-systémiques ont été coconstruites en atelier et utilisées comme outil de médiation avec les acteurs du territoire (Bergeret et al., 2015 ; Bruley et al., 2021). Ces auteurs utilisent le qualificatif « chrono-systémique » car ces ateliers avaient pour but de retracer les chronologies des écosystèmes étudiés et d’en déduire la systémie. D’autres valorisations sont possibles car l’information recueillie à différentes échelles spatiales et temporelles (Elissalde, 2000) peut être structurée sous forme de base de données, puis mise à disposition du public au moyen d’applications interactives telles que Chrono-Rhône (Arnaud, 2019) ou NAMO GeoWeb (Gradeler & Chery, 2022).
16Cette section est consacrée à des modélisations numériques et des représentations logicielles de trajectoires et de cycles classiquement mobilisés dans l’étude des socio-écosystèmes.
17En physique, la trajectoire d’un système en mouvement décrit l’ensemble des positions successives de son centre de gravité, ou plus généralement l’ensemble de ses états au cours du temps dans un référentiel choisi. En supposant qu’un socio-écosystème ait un centre de gravité, comme par exemple l’élément biophysique de la cascade de service, voir section 4, la même définition pourrait s’appliquer.
18Les états d’un système peuvent être capturés en observant la trajectoire décrite par ses éléments. Lorsque la complexité augmente (par exemple dans le cas d’un socio-écosystème), le suivi multi-scalaire de variables spécifiques, d’indicateurs, ou de certaines composantes, informe partiellement sur la trajectoire du système étudié. Le rapport Meadows et al. (1972), en évaluant des variables composites, en est un très bon exemple puisque l’étude de ces variables aura permis de prédire l’évolution de la croissance macroéconomique, ses limites et ses conséquences sur les ressources planétaires à l’horizon 2020.
19Modéliser un système requiert d’identifier les variables d’intérêt, puis de formuler un système dynamique à l’aide de paramètres et de boucles de rétroaction. Due à la complexité des écosystèmes, seules les interactions de quelques composantes sont étudiées comme par exemple dans les modèles proies-prédateurs. Dans ces modèles, les valeurs initiales et paramètres du modèle sont identifiées à l’aide de jeux de données issus de l’observation directe ou indirecte de la trajectoire des variables.
20A titre d’exemple, deux variables d’un système artificiel sont utilisées pour apporter différents points de vue sur les cycles et les trajectoires évoqués dans la section 2. Ces variables décrivent des sinusoïdes de période, de phase et d’amplitude différentes. Elles miment une variable dite « lente » (courbe bleue) et une autre deux fois plus « rapide » (courbe rouge), voir Figure 3.a. Chaque courbe est la somme d’une courbe porteuse (grande amplitude, période longue) et de perturbations de haute fréquence et de faible amplitude qui pourraient représenter un cycle saisonnier.
21Le comportement qualitatif d’un tel système est décrit dans l’ouvrage de Holling (1978, p. 26) pour l’analyse de la perte de production de coton dans une vallée péruvienne antérieurement consacrée à la production de maïs (Smith & van den Bosch, 1967). La prolifération d’insectes devenus ravageurs, l’utilisation de pesticides non sélectifs, l’apparition de nouveaux ravageurs, l’abandon des pesticides par manque de résultats et par augmentation des coûts, la mise en place de nouvelles pratiques et l’introduction d’insectes bénéfiques sont autant d’éléments marquant l’évolution des variables lente (perte de production) et rapide (population d’insectes) vers un retour à une production souhaitée après réorganisation du système.
22Un second mode de représentation consiste à tracer l’évolution de la variable lente par rapport à la variable rapide dans un diagramme de phase (courbe magenta, Figure 3.b) occultant la dimension temporelle. Dans notre exemple, la courbe porteuse reproduit le cycle adaptatif décrit par Holling. Au-delà des courbes porteuses représentant les tendances sur le long terme, les petits cycles peuvent quant à eux être identifiés à la boucle décrite par les schémas conceptuels (Collins et al., 2011 ; Bretagnolle et al., 2019) et/ou à des variations annuelles. La combinaison de ces deux comportements est comparable à une panarchie simplifiée à deux niveaux.
Figure 3 (a) - Séries temporelles
Conception : I. Charpentier.
Figure 3 (b) - Diagramme de phase.
Conception : I. Charpentier.
23Dans un cycle, la représentation partiellement implicite du temps masque de précieuses informations sur la trajectoire suivie par ce système. Par exemple, l’évolution des modes de gouvernance ou des interactions humain-nature n’est pas explicitement figurée dans les schémas conceptuels.
24ZATimeline est une contribution méthodologique et logicielle à la représentation en temps réel de chronologies et frises, et par conséquent à l’analyse de l’évolution des socio-écosystèmes sur la base de celles-ci. Ce logiciel a été proposé dans le cadre de l’action transversale homme-nature du réseau des zones ateliers pour une utilisation en laboratoire ou en atelier. Le protocole de construction de la frise comprend 5 étapes.
25Collecte – Des données quantitatives et qualitatives hétérogènes, décrivant le socio-écosystème et notamment l’évolution des interactions humain-nature, peuvent être collectées dans différents médias (littérature grise, littérature scientifique, cartes...) et par différentes méthodes (bibliographie, cartographie, entretiens, ateliers...) auprès de différentes agences et/ou personnes. L’agilité du logiciel fait que, lors des ateliers, les informations collectées auprès des participants peuvent être débattues et prises en compte immédiatement.
26Les données événementielles, les séries chronologiques, les indicateurs, les tendances sont les bienvenues pour appuyer l’analyse. Une attention particulière peut être par exemple portée aux pratiques, aux services écosystémiques, ou encore aux contributions de la nature.
27Encodage – Des données de nature très différentes peuvent être qualifiées et situées dans le temps. L’encodage minimal proposé repose sur l’usage d’un tableau ou d’une feuille de calcul comportant les entrées : nom, date de début, date de fin, et des éléments de « style » pour la représentation. Le tableur est l’outil de médiation entre l’utilisateur et ZATimeline, celui-ci bénéficiant ainsi des capacités d’une suite Office pour préparer et retravailler ses données. L’utilisateur ajoutera d’autres colonnes pour indiquer ses sources ou procéder à des tris.
28Représentation – La représentation est réalisée au moyen de l’interface logicielle ZATimeline. Il s’agit de charger la feuille de calcul, de choisir la période et de tracer les données. La visualisation en temps réel (2 ou 3 secondes) est réalisable lors de la co-construction de frises en atelier. Les représentations proposées sont le diagramme de Gantt ou le diagramme de Gantt trié par date dans lesquelles les données sont tracées ligne par ligne pour former une frise chronologique. La représentation nommée « SES » utilisée dans la section 4 est plus compacte car elle permet d’afficher plusieurs données par ligne. Pour en bénéficier, l’utilisateur ajoutera une colonne à son tableau pour préciser les changements de lignes.
29L’interface graphique de ZATimeline et l’usage du tableur ont facilité l’appropriation de l’outil par les chercheurs en science de l’environnement et en sciences humaines et sociales du réseau des zones ateliers. (Alignier et al., 2020 ; Cognard et al., 2020 ; Guerbois et al., 2020).
30Analyse – La frise peut être analysée en atelier ou en laboratoire. Son observation peut faire apparaître le besoin de réordonner les données avant de retracer la frise. Par ailleurs, les zones vides invitent à la recherche de données complémentaires.
31Publication – La fiche de métadonnées (Charpentier et Viviani, 2023) et les données (tableur et image d’une frise en mode « Gantt ») peuvent être déposées dans l’entrepôt de données InDoRES afin de suivre les recommandations sur la science ouverte et notamment les principes « FAIR » (Wilkinson et al., 2016). Favoriser la production de jeux de données de trajectoire de socio-écosystèmes vérifiant ces principes est l’un des principaux objectifs de la démarche ZATimeline. Ultérieurement, une comparaison de frises pourrait être engagée sur la base des jeux de données formatés grâce à ZATimeline.
32Les représentations décrites dans les précédentes sections sont appliquées à un paysage stagnustre façonné au siècle dernier à des fins militaires (Mathis, 2014 ; Chiffre et al., 2017) pour comprendre les dynamiques de son socio-écosystème et l’évolution des services écosystémiques au regard des changements de gouvernance et de gestion. Comme la problématique de cet article est avant tout environnementale, le lecteur est invité à consulter les travaux de P. Marque (1989) pour une analyse archivistique très complète sur le contexte et sur les opérations militaires menées dans le secteur de la LMA.
33En 1919, faisant suite à la première guerre mondiale, le traité de Versailles porte en lui les germes d’un futur conflit. La construction d’une ligne de défense, connu sous le nom de ligne Maginot, est initiée au début des années 1930. Au nord-est du Plateau lorrain, la rivière Sarre (Moselle-Est) draine des terrains à marnes irisées (Keuper moyen). Cet hydrosystème et l’argile des sols se prêtent bien à la construction d’étangs. Ils sont exploités dans les années 1930 pour construire et mettre en œuvre une ligne d’inondations défensives nommée « Ligne Maginot Aquatique » (LMA) (Marque, 1989). La LMA implique la rivière Sarre, entre Sarralbe (57) et Herbitzheim (67) et les ruisseaux Albe et Moderbach. En amont, les étangs du Stock (57) et de Gondrexange (57) situés dans le « Pays des étangs » et compris dans la réserve de biosphère de Moselle Sud sont utilisés en soutien à la Sarre. En complément, des étangs-réservoirs sont construits sur plusieurs ruisseaux tributaires du Moderbach.
34D’une superficie de 89 km2, le bassin versant rural du Moderbach (aussi appelé Mutterbach en francique) est profondément modifié par la construction de 11 digues à cœur d’argile d’une longueur moyenne de 240 m. Ces digues délimitent 6 étangs-réservoirs (6,41 millions de m3) sur ses affluents, et 5 barrages à pertuis sur le cours d’eau principal pour être en mesure de créer en 3 jours des retenues d’eau (2,88 millions de m3) par vidange partielle des étangs (Marque, 1989 ; Chiffre, Mathis & Weimerskich, 2017). Des données complémentaires (hauteur d’eau, surface de bassin versant, temps de séjour) figurent dans les « études préalables à l’aménagement du Mutterbach » (Ecolor, 1998 a,b).
35Six étangs sont localisés sur les territoires des communes de Hoste (étangs de Hoste-Haut et de Hoste-Bas), de Puttelange-aux-Lacs (étang de Dieffenbach et du Welschhof), de Rémering-lès-Puttelange (étang des Marais) et de Holving (étang de Hirbach). Ils ont été rétrocédés aux communes par l’armée le 30 octobre 1974. Depuis lors, les fonctions des étangs ont évolué ouvertement vers des activités de pêche et de tourisme. Trois d’entre eux sont concernés par des activités de camping et de baignade.
36Dans la Figure 4, les éléments remarquables à cette échelle sont les six étangs rétrocédés aux communes par l’armée en 1974, le nœud routier de Puttelange-aux-Lacs, un tronçon de l’autoroute A4 construit entre 1975-1976, le demi-échangeur de Puttelange-aux-Lacs (2002), ainsi que la piste cyclable aménagée en 2014.
37C’est dans ce bassin que prend place le socio-écosystème de la LMA tenant son originalité de sa genèse et de son artificialité, mais aussi de ses dimensions touristiques et culturelles. Réservoirs d’eau et de biodiversité dans un contexte de changement climatique, espace touristique dans une Moselle rurale qui attire peu les vacanciers, ce socio-hydrosystème est un paysage à enjeux locaux forts. Aujourd’hui, évènements climatiques contemporains (tempêtes, sécheresses) et usure des matériaux sont autant de pressions sur ces digues et ces étangs, fédérant les acteurs du territoire autour d’enjeux tels que l’entretien des ouvrages, la gestion du risque, l’attractivité du territoire, le maintien de la mémoire, la renaturation.
38Les cadres théoriques présentés dans la section 2 sont mobilisés successivement pour étudier la question de la durabilité de la LMA face aux pressions naturelles et anthropiques.
Figure 4 - Bassin versant du Moderbach et voies de communication.
Source : OpenStreetMap. Conception : I. Charpentier.
39Pour étudier l’évolution des interactions humain-nature à l’œuvre dans le socio-écosystème de la LMA, nous avons choisi d’organiser les données en les classant selon les composantes du schéma conceptuel (Bretagnolle et al., 2019). Cette classification est reprise dans le paragraphe 4.3 pour tracer la frise chronologique et en déduire une frise chrono-systémique.
40Comme pour nombre de socio-écosystèmes, les contraintes externes comprennent les éléments législatifs, institutionnels et réglementaires (principalement environnementaux) aux échelles internationales et nationales. A ceux-ci s’ajoutent des changements globaux (climat, cycles biogéochimiques de l’eau, de l’azote et du carbone) et l’érosion de la biodiversité qui motivent des mesures réglementaires en cohérence avec les enjeux induits localement.
41Le modèle social est appréhendé selon deux entrées. Les capitaux prennent en compte les connaissances locales du territoire (Ligue de protection des oiseaux, association de la Maison Güth, habitants…) qui participent à la valorisation des étangs, on parle alors de capital humain, intellectuel, culturel et social. Les processus sociaux regroupent les modes de gouvernance (élus locaux, syndicats, services de l’État) et les législations locales (documents d’urbanisme) ainsi que le tourisme.
- 1 Les enjeux de qualité de l’eau liés aux pratiques agricoles conduites sur ce territoire rural sont (...)
42Le modèle biophysique est également composé de ces deux entrées. Le capital comprend l’hydrosystème, les sols, les digues, l’eau stockée dans les étangs et la biodiversité qui y est attachée. Les processus biophysiques retenus sont le ruissellement, l’eutrophisation et l’usure des matériaux que les aléas climatiques telles que les sécheresses influencent notablement1.
43C’est au niveau de l’interface de gestion adaptative que se situent les actions de conservation, de préservation et de mise en valeur. La gestion est faite d’études, de recherche de financements et de mises aux normes réalisées en réponse aux contraintes précédemment citées et à leur évolution, mais aussi à la préservation et l’évolution des services rendus. L’interface des services écosystémiques est décrite par une cascade de services dans le paragraphe 4.4.
44Dans le schéma conceptuel (Figure 1), le mot adaptatif est présent, mais l’évolution sur le long terme demeure implicite. Autrement dit, la dimension temporelle est sous-représentée lors de l’utilisation d’un schéma cyclique unique, masquant certaines des dynamiques du socio-écosystème.
45Ce paragraphe spécifie certaines étapes de construction et d’analyse d’une frise.
46La collecte de données a principalement eu lieu au premier semestre de 2020 lors d’un stage de Master 2 réalisé dans le cadre de l’action transversale Homme-nature du réseau des Zones Ateliers. Elle s’est articulée autour d’un travail de bibliographie, de cartographie, d’analyse de séries temporelles, et de quelques entretiens pour recueillir les savoirs locaux. Ces données et entretiens sont consultables dans (Viviani, 2020). Une sélection de ces données hétérogènes est encodée dans une fiche de calcul, puis tracée dans la Figure 5 avec le mode « SES » de ZAtimeline.
47Cette représentation visuelle met en exergue les points de rupture correspondant à des changements de mode de gestion et de pratiques. Nous identifions trois phases, toutes modélisables avec un schéma conceptuel.
Figure 5 - Frise chrono-systémique organisée selon le schéma conceptuel du réseau des zones ateliers.
Légende : □ Cadre réglementaires/conventions, ◦ Études, ⋆ Évènements remarquables, △ Mise en œuvre, ▽ Effacement. Noir : Défense, ouvrages et géologie, Bleu : Hydrologie, Rouge : Climat, Vert : Écologie, Orange : Société. Conception : I. Charpentier (Zoom possible)
48Gérance militaire − Cette phase va des années 1930 aux années 1970. Après la validation des crédits Maginot, la construction des digues commence en 1932 et s’achève en 1935. Des durées de précipitations variant d’un an et demi à trois ans sont nécessaires pour remplir ces réservoirs surdimensionnés au regard de leur position en tête de bassins. Déjà à cette époque, des premières parties de pêche de loisir ont lieu.
49Début septembre 1939, la population est évacuée en même temps qu’un front de 9 km s’installe. La vallée est partiellement inondée à partir d’octobre et le demeure jusqu’en juin 1940 comme le montrent des photos publiées dans Match en avril (Unknown, 1940), des photos aériennes prises mi-mai par l’armée allemande et d’une carte militaire allemande datée du 6 juin (Armee-Oberkommando, 1940). Ces nouveaux éléments suggèrent qu’il n’a pas été nécessaire de vidanger les étangs en juin 1940 pour obtenir les inondations escomptées. Ils sont corroborés par l’analyse des séries temporelles météorologiques de Kaiserslautern (Allemagne) (Klein Tank et al., 2002) qui permettent d’identifier clairement les événements climatiques exceptionnels que furent les précipitations intenses d’octobre 1939 et l’hiver particulièrement rigoureux de janvier 1940. Ce déroulé a été confirmé par la simulation numérique (Hariri, 2021) des deux scénarii. Il en ressort que ce sont les précipitations associées à la fermeture des pertuis qui ont inondé la vallée du Moderbach en 1940.
50Une partie de la population fait son retour en août 1940 à la demande des autorités allemandes. Bien plus tard, au milieu des années 1960, quelques cabanons font leur apparition autour de certains étangs confirmant un usage récréatif plus marqué.
51Conquête des étangs − Cette phase s’étend des années 1970 aux années 1990. Puttelange-lès-Farschviller change de nom pour devenir Puttelange-aux-lacs en 1971. En 1974, les étangs sont rétrocédés aux communes qui créent le syndicat intercommunal pour la mise en valeur des étangs de la région de Puttelange-aux-Lacs (SIMVER).
52L’aménagement du bassin versant se poursuit. Les communes adoptent leur document d’urbanisme et mettent en place certains aménagements comme des stations d’épuration. L’autoroute A4, quant à elle, est construite dans le bassin à partir de 1975 et ce jusqu’en 1976. Dès 1972, les élus souhaitent la création d’un échangeur et l’argumentaire est clair : « Depuis 1973, un fait nouveau est intervenu : les lacs de l’ex-ligne Maginot sont devenus la propriété d’un syndicat intercommunal créé précisément en vue de leur exploitation sur le plan touristique » (Fritsch, 1976).
53La conquête des étangs par les touristes et les habitants est enclenchée depuis le milieu des années 1960 comme le montrent les photos aériennes. Progressivement, les habitats autrefois composés de chalets et d’installations provisoires se pérennisent et s’étendent par des constructions en « dur », impactant ainsi la biodiversité locale. Les activités anthropiques (et les chats) participent au déclin de certaines espèces sur le territoire à l’instar des Rousserolles ou des Grèbes Huppées.
54Sur les étangs, la pratique de la pêche de loisir se généralise. Ces activités piscicoles et l’alevinage ont par ailleurs un effet positif pour l’avifaune locale qui vient se repaître des poissons rejetés par les pêcheurs. Nous sommes ici à l’interface entre les services écosystémiques offerts par les étangs et des services environnementaux produits par les activités anthropiques.
55Renaturation − En cours depuis les années 2000, cette dernière phase s’inscrit dans un contexte de changements climatique et réglementaire que l’on retrouve à l’échelle locale. Par exemple, les zones constructibles sont définies dans l’ensemble du bassin versant marquant ainsi la fin de l’urbanisation sauvage. Un bilan exhaustif « milieu physique, occupation des sols et milieux naturels remarquable, milieu humain » est conduit en 1998 en prélude au réaménagement du bassin du Moderbach.
56Côté étangs, des travaux de renaturation (diversification des roselières, création de chenaux, engraissement des berges, plantations, curage et dévasage...) sont réalisés en même temps que les travaux de mise en sécurité des digues. Le suivi écologique mis en place à la suite de ces travaux fait état du retour de certaines espèces (Balbuzard Pêcheur, Blongios Nain), mais également d’une meilleure qualité environnementale avec notamment une réduction de l’eutrophisation. La renaturation des étangs a augmenté leur valeur attractive. Les zones d’alimentation, de refuge ou de protection pour la faune ont progressé en quantité et en qualité, en particulier pour les insectes.
57Côté ruisseaux, en application du principe de la continuité écologique pour les cours d'eau (Loi n° 2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l'eau et les milieux aquatiques), quatorze seuils positionnés sur l’Hosterbach et le Moderbach sont supprimés avec pour objectifs la gestion des inondations, l’amélioration de la qualité de l’eau et le rétablissement des continuités écologiques (Agence de l’eau Rhin Meuse, 2010). Les résultats attendus ne sont pourtant pas au rendez-vous dans cet hydrosystème. En effet, entre 1936 et 1939, le ruisseau Hosterbach est élargi en fossé antichar et neuf seuils de 8 m de long et 1,5 m de haut sont disposés en travers pour remplir ce fossé et compléter la ligne d’eau défensive. Avant restauration, ces mouilles sont alimentées par un bassin versant dont il faut retirer les sous-bassins relatifs aux étangs de Hoste-Haut et Hoste-Bas. Après restauration, il n’y a plus suffisamment de débit pour soutenir l’Hosterbach, la végétation reprend ses droits. Cette partie de trame bleue artificielle est devenue pour l’essentiel une trame verte drainée par un cours d’eau intermittent.
58Un demi-échangeur financé à 90 % par le Conseil Général de la Moselle est créé au nord de Puttelange-aux-Lacs en direction de Metz et Sarrebruck. Des pistes cyclables sont aménagées en 2014 et connectées avec le réseau allemand. Ces deux initiatives permettent de continuer à attirer un tourisme transfrontalier. En 2010, le SIMVER est renommé syndicat intercommunal de la Ligne Maginot Aquatique (SILMA) pour affirmer sa mission de valorisation mémorielle et touristique du territoire.
59Comme indiqué dans la frise, les fonctions anthropiques de ces espaces ont évolué de réservoirs pour la mise en œuvre d’inondations défensives, à zone tampon pour la protection contre les inondations. Leurs fonctions naturelles sont celles de réservoirs isolés profonds, créant une rupture dans la continuité écologique de plusieurs petits cours d’eau de tête de bassin. En conséquence, les digues sont sous compétence GEMAPI (Gestion des milieux aquatiques et la prévention des inondations) alors que les étangs ne le sont pas.
60La frise peut venir en soutien à des analyses complémentaires, comme par exemple dans la modélisation par une cascade de services. Cet outil d’évaluation des écosystèmes et des services rendus permet de représenter un cycle intégrant les actions destinées à limiter les pressions subies et à restaurer les fonctions écologiques, le choix des actions ou des transformations relevant des gestionnaires. Le modèle de cascade (Haines-Young & Potschin, 2010) est spécifié dans la Figure 6 en choisissant le couple « digue-étang » comme structure biophysique. Ce couple peut être considéré comme le centre de gravité du système évoqué dans la sous-section 3.1.
Figure 6 - Cascade pour le couple « digue–étang ». A : approvisionnement, R : régulation, S : soutien, C : services culturels.
Conception : I. Charpentier.
61Les services écosystémiques attendus d’un étang sont présents, mais ne sont pas nécessairement mobilisés. Il s’agit de l’approvisionnement (A) en eau et en nourriture, de la régulation (R) locale du climat, de la pollution et des inondations, du soutien (S) aux habitats (avifaune, entomofaune, ichtyofaune), et de services culturels (C) de loisir et de tourisme mémoriel.
62Les principaux bénéfices sont une contribution très forte à la création d’habitats pour la faune et la flore d’une part, et à l’identité et à l’attractivité de ce territoire frontalier d’autre part. Les autres bénéfices sont moindres. Dans le cas de la LMA, le stock d’eau n’est pas vu comme tel car il n’a jamais servi ni à l’approvisionnement en eau des populations, ni à l’irrigation. De plus, les cinq plus grands réservoirs étant placés en tête de bassin, ils ne sont véritablement pêchés qu’au moment des assecs, environ une fois tous les 20 ans car leur disposition en parallèle et leur temps de remplissage, entre un an et demi à trois ans, ne permettent pas une gestion annuelle.
63Il apparait clairement que la LMA ne suit pas le schéma classique des paysages d’étangs disposés en chapelet. En particulier, les gestionnaires préservent le capital « eau » en étanchéifiant les vannes des étangs et en satisfaisant les demandes des services de l’état en matière de contrôle (ouvrages et qualité de l’eau) ou de mise aux normes pour limiter les pressions sur les digues et les étangs, mais aussi pour limiter les assecs.
64Comme le socio-hydrosystème de la LMA offre six répliques « digue-étang », des différences dans les aménagements et la gestion courante des étangs et de leurs abords ont été observés lors de la collecte des données. Des trois campings municipaux bordant les étangs de Dieffenbach, de Rémering-lès-Puttelange, et de Holving, ne demeure que ce dernier. Le cas de ces campings est un révélateur des modes de gestion. Nous avons choisi de représenter les événements de Dieffenbach sur la frise, puis de les interpréter selon le cycle adaptatif de Holling.
65En octobre 2018, à la suite d’une demande de la DREAL, la pose de piézomètres sur la digue de l’étang de Dieffenbach met au jour une communication entre digue et étang. Celle-ci est le signe d’un défaut dans la structure et d’un risque de rupture à plus ou moins long terme. Bombardée pendant la seconde guerre mondiale, réparée rapidement, victime de l’usure des matériaux, la digue subit la tempête de décembre 1999. Les travaux conduits dans les années 2000 (Ecolor, 1998 a,b) se révèlent insuffisants en 2018.
66Dans le cas de l’étang de Dieffenbach, on peut mobiliser le cycle adaptatif car celui-ci suppose une « crise » entre les phases de conservation et de libération, ce qui permet une réorganisation du socio-écosystème local. Fin 2018, l’étang est mis en assec en urgence (crise), le camping vétuste est évacué pour faire de la place à un nouveau projet touristique (qui reste à définir). Cette phase Ω du cycle de Holling (Figure 2) correspond à la libération. Une grande partie des terres émergées (hors camping) sont mises en culture fourragère. Quatre années d’études et de recherche de financement conduisent à une rénovation de la digue au titre du développement rural. Fin 2022, commence la réorganisation (phase α). Les vannes sont fermées, l’étang se remplit.
67La mise en assec de l’étang a modifié le paysage, la structure biophysique ainsi que les activités anthropiques. En référence à la Figure 3.a, le niveau d’eau dans l’étang peut être pris comme variable lente. La variable rapide correspond à la population logeant autour de l’étang (résident, résidents estivaux, touristes de passage). Elle variait annuellement jusqu’à l’évacuation du camping.
68De son côté, la commune de Rémering-lès-Puttelange a fermé son camping municipal pour faire place à un camping privé, réservant son étang et ses abords à la pêche et à la promenade. Ce second cas relève d’une gestion adaptative suivant le schéma conceptuel (Bretagnolle et al., 2019). Ces deux exemples confirment que le cycle adaptatif de Holling ne s’inscrit pas dans un mode de gestion adaptative classique.
69Comprendre les évènements du passé, leurs impacts, positifs ou négatifs, est nécessaire pour mettre en place une gestion adaptative et pour contribuer à améliorer ou rétablir les fonctions des écosystèmes. Les notions de « cycle » ou de « cycle adaptatif » sont prégnantes dans les schémas conceptuels et apparaissent comme incontournable pour comprendre un socio-écosystème sur une période donnée. Comme nous l’avons vu dans les paragraphes 4.2, 4.4 et 4.5, un cycle propose une représentation partiellement implicite du temps et son usage a tendance à masquer de précieuses informations sur la trajectoire suivie par ce système, comme par exemple l’évolution des modes de gouvernances et des interactions humain-nature. Les frises chrono-systémiques et leur axe du temps comblent cette lacune.
70Le logiciel ZATimeline et la démarche associée ont été proposés pour pallier à la difficulté de création et de gestion de frise chronologique. Après avoir rassemblé des premières données, le logiciel ZATimeline s’est montré simple et intuitif dans sa prise en main et efficace pour la production de frises. Utilisable en temps réel, ZATimeline permet d’intégrer de nouvelles données au fil de l’eau. En couplant et en croisant différents types de données (tant qualitatives que quantitatives), une frise permet d’observer les points de rupture dans le socio-écosystème et les réponses adaptatives, puis de comprendre les dynamiques sous-jacentes modélisables par les trajectoires théoriques présentées dans la section 3.
71Comme illustré pour la LMA, le paysage que l’on retrouve aujourd’hui sur un territoire est la résultante des processus naturels, des usages et des représentations sociales dont il a fait l’objet au cours du temps. On peut alors parler de paysage palimpseste, dans lequel se superposent différentes temporalités que l’on retrouve en traçant la trajectoire sous forme de frise. Des extractions de ces données chronologiques permettent d’alimenter un récit par phases sur la base du schéma conceptuel ou d’une cascade de services pour répondre de manière plus précise à un objectif de gestion, et une comparaison entre cycle adaptatif et gestion adaptative. L’ensemble des résultats produits permet d’évaluer les capacités d’adaptation et la durabilité d’un socio-écosystème selon plusieurs axes.
72Dans le cas de la LMA, l’approche chrono-systémique montre que ce territoire d’étangs vérifie la définition de « limnorégion » proposée par Bartout & Touchart (2017) de « par leur morphologie, leurs possibilités de rétention d’eau en surface que de leur mise en valeur actuelle par les groupes humains ». Si les digues venaient à disparaître, le socio-écosystème actuel s’effondrerait, transformant profondément le territoire. Il en résulterait localement une perte des activités de loisir (pêche, tourisme), une réappropriation de certaines surfaces par des prairies humides, et la perte d’habitats pour les oiseaux d’eau. Par ailleurs, face au changement climatique, la question de l’irrigation a été soulevée par certains acteurs départementaux. Les données hydrologiques montrent que, compte tenu des temps de séjour de l’eau dans les étangs, la disponibilité d’une réserve en eau pour des terres agricoles situées en amont des étangs n’est pas compatible avec le maintien des activités de tourisme actuelles. Enfin, mise à l’épreuve lors du défaut de structure observé sur la digue de l’étang de Dieffenbach, la soutenabilité de ce socio-hydrosystème est assurée par la composante sociale qui œuvre en syndicat à la maintenance des ouvrages et au maintien des fonctions et services procurés par les étangs. Réciproquement, leur durabilité est essentielle à l’identité territoriale de cette partie de la Moselle.
73Les études sur les socio-écosystèmes sont nombreuses et dépassent aujourd’hui les champs disciplinaires de l’écologie ou de la géographie, comme le montre l’interdisciplinarité développée au sein des Zones Ateliers. Les schémas et méthodes décrits et revisités dans cet article sont généraux et mobilisables pour d’autres socio-écosystèmes. Comme vu pour la LMA, les différentes modalités de représentation et d’analyse permettent d’illustrer différents points de vue et de répondre à des questions spécifiques portant notamment sur les capacités d’adaptation des territoires. Au-delà de la recherche, la frise a le potentiel pour devenir un outil d’aide à la décision pour les gestionnaires en leur apportant une représentation graphique temporelle de la trajectoire de leur territoire, par exemple au regard de contraintes extérieures, d’événements ou de changements de gestion. En ce sens, les frises et le logiciel ZATimeline ont leur place dans le panel d’outils transdisciplinaires pour la médiation entre acteurs et pour l’aide à la gestion adaptative des territoires.
74Cet article est dédié à la mémoire de Paul Marque qui retraça la genèse de ces ouvrages, nomma ce territoire, et dont les écrits ont été et sont encore largement repris par les chercheurs, les bureaux d’études et les gestionnaires.