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Zones Ateliers

De la reconnaissance des habitats alluviaux à la définition fonctionnelle des zones humidesAllers-retours entre les bassins de la Loire et du Rhône

From alluvial habitats mapping to functional determination of wetlandsBack and forth between Loire River and Rhone-Mediterranean bassins
Laurent Couderchet, François Chambaud et Suzanne Catteau
p. 54-84

Résumés

Nous revenons sur près de 25 années de reconnaissances géonumériques fonctionnelles du caractère humide des milieux. La première expérience inscrite dans un programme de recherche du ministère de l’Environnement concerne juste un méandre de la Loire, la dernière embrasse l’entièreté du basin Rhône-Méditerranée ; la télédétection privilégiée à l’origine dans un SIG en mode image laisse progressivement place aux données de relief et de géologie ; l’étude exploratoire initiale devient enfin pièce maîtresse dans un dossier Natura 2000 ou un SDAGE. Le relais géomatique n’interdit pas une diversité d’interprétations de la norme pour un traitement politique de l’enjeu de conservation des zones humides.

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Texte intégral

Introduction

1Le recours aux SIG et à la télédétection pour améliorer la gestion des zones humides est souvent présenté à travers les promesses. Cet article propose un retour d’expérience sur les apports de l’utilisation de ces technologies dans une visée opérationnelle.

2La manifestation organisée à Orléans pour les 20 ans de la zone atelier Loire nous a donné l’occasion de présenter plus de vingt années de recherches sur les écosystèmes humides. Ces recherches ont leur origine dans le val de Loire mais ont trouvé leurs terrains d’expérimentation successivement dans les bassins de la Loire, du Rhône et de la Méditerranée. À eux deux, les bassins Loire-Bretagne et Rhône-Méditerranée couvrent plus de la moitié de la France hexagonale.

3Les 25 ans de reconnaissance des dynamiques relatives à l’humidité des écosystèmes mobilisent les systèmes d’information géographique, l’imagerie spatiale et la phytoécologie pour comprendre les relations entre le sol et la végétation et caractériser leurs conséquences fonctionnelles. L’interdisciplinarité entre écologie et géographie se pose d’emblée avec l’ambition non de cartographier mais de reconnaître des espaces humides et leur fonctionnement (Couderchet, 1993). La géographie numérique n’est ainsi pas considérée comme auxiliaire de représentation spatiale d’états des milieux ou de processus décrits au préalable par la phytoécologie mais comme instrument heuristique pour la compréhension de l’humidité des milieux dans sa dimension spatiale. Phytoécologie et géographie s’enrichissent ainsi mutuellement. Les recherches ont aussi la particularité de répondre à des préoccupations gestionnaires : elles sont initiées dans le PNRZH (programme national de recherche sur les zones humides du ministère de l’environnement, 1998-2001), elles se poursuivent en réponse aux questions posées par Natura 2000 aux DIREN (Directions Régionales de l’Environnement, 2001-2008) de Bourgogne et de Franche-Comté sur la Saône et le Doubs puis la Loire. Elles se tournent ensuite en 2012 vers la reconnaissance des fonctions des zones humides à destination de l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse pour son SDAGE (schéma directeur d’aménagement et de gestion des eaux) du bassin Rhône-Méditerranée (2012 -2022). Enfin, si le travail de recherche concerne initialement un méandre de la Loire (PNRZH 1998-2001), il ambitionne en fin de chronique le traitement des 130 600 kilomètres carrés du bassin Rhône-Méditerranée (2017-2022).

4Depuis que la loi sur l’Eau du 3 janvier 1992 en a donné une définition et a précisé les conditions d’intervention dans les zones humides, le monde de l’aménagement et de l’environnement s’évertue à les cartographier (Oberti, Chambaud & Simonnot, 2003 ; Hubert-Moy, 2003 ; Rapinel et al., 2023). L’orientation sur le critère sol que nous donnons aux reconnaissances du facteur humide en détermine l’importance fonctionnelle bien avant son inscription dans les critères de définition en 2008 (arrêté ministériel du 24 juin 2008). L’introduction de ce critère dans la définition accroit significativement l’étendue des zones humides avant de disparaître de la définition en 2017 (arrêt du Conseil d’Etat en date du 22/02/2017) puis de réapparaître dans la loi du 24 juillet 2019 portant création de l’Office français de la biodiversité. L’instabilité de la définition dans les 20 premières années du siècle a des effets spatiaux importants (Couderchet & Catteau, 2023). Trente années après sa promulgation, l’objectif d’égalité des territoires au regard de la loi n’est pas atteint. Le traitement cartographique binaire de l’espace prend la forme de découpages artificiels qui traduisent une interprétation des textes différente selon les organisations administratives ou les experts (Oberti et al., 2003).

5Ainsi l’extrait de carte à droite de de la figure 1 fait passer la limite de la zone humide au milieu du lac de Sainte-Croix, précisément sur celle qui sépare le département du Var de celui des Alpes de Haute Provence (définition Ramsar ou du code de l’environnement considérée par les inventaires départementaux). Sur l’image à gauche, pour la Saône et Loire, la continuité du fonctionnement humide des sols prime pour la localisation des zones humides, alors que pour le Jura la végétation naturelle et l’usage du sol fixent la délimitation.

Figure 1 - Discontinuité des inventaires sur les limites administratives (Catteau et Couderchet, 2022, Catteau 2023).

Figure 1 - Discontinuité des inventaires sur les limites administratives (Catteau et Couderchet, 2022, Catteau 2023).

6En dépit de ces tergiversations, les caractéristiques morphologiques restent primordiales dans notre analyse du fonctionnement des zones humides et de la continuité des phénomènes d’hydromorphie, quel que soit l’usage du sol.

7Dans cette contribution, nous présentons en six séquences chronologiquement organisées les travaux sur la Loire puis sur la Saône, la Loire de nouveau et enfin le bassin Rhône-Méditerranée. À chaque itération, la méthode intègre les enseignements de la séquence précédente et se complexifie, les résultats exclusivement géomorphologiques et phytoécologiques des premières expériences s’enrichissent de considérations politiques au fil de la progression. Notre recherche emprunte une voie parallèle à celle qui vise la cartographie régulière des zones humides à l’échelle nationale (Durand et al., 2000 ; Mérot et al., 2000 ; Thiry et al., 2014 ; Rapinel et al., 2019).

 1998 : Les enseignements d’une première expérience ligérienne

8Les premiers enseignements sont le fruit du programme Loire du PNRZH (Gautier et al., 1999, 2001). La reconnaissance par télédétection des habitats de la Loire bourbonnaise à Dornant vient en complément d’une analyse des migrations du lit mineur dans le lit majeur du fleuve (Gautier, Chambaud & Couderchet, 2002) et de relevés de végétation.

9Les travaux d’archive et de terrain s’enrichissent de la classification d’une image SPOT XS, peu performante lorsqu’il s’agit d’étudier l’humidité des sols. La technologie XS ne fournit en effet d’enregistrements que dans trois fenêtres du spectre électromagnétique : le vert visible, le rouge visible et l’infrarouge proche, efficaces pour caractériser l’activité de la végétation mais peu sensibles à l’humidité. Le traitement d’image révèle pourtant des paléo-chenaux de la Loire invisibles sur le terrain (figure 2).

10Des cartes et images anciennes reconstituent l’histoire du fleuve et de sa plaine alluviale. Les formes fluviales sont interprétées comme l’ajustement dynamique du cours d’eau aux fortes crues qui se succèdent dans le temps (Amoros & Petts, 1993). Un transect transversal à la Loire relève les altitudes des différents éléments structurels constitutifs de sa plaine inondable. Ces micros-reliefs sont marqués par des unités de végétation homogènes calées sur les séquences sédimentaires et pédologiques (figure 3).

Figure 2 - Cartographie historique des chenaux de la Loire et classification d’image (Gautier et al., 2002).

Figure 2 - Cartographie historique des chenaux de la Loire et classification d’image (Gautier et al., 2002).

Figure 3 - Traduction surfacique des unités identifiées sur le profil (Gautier et al., 2002).

Figure 3 - Traduction surfacique des unités identifiées sur le profil (Gautier et al., 2002).

11Pour certaines d’entre elles, dont le tapis végétal est considéré uniforme sur le terrain, l’image montre pourtant des hétérogénéités spatiales qui nécessitent de se réinterroger sur la variation des facteurs abiotiques locaux.

12La télédétection révèle autant des processus à l’origine des paysages de la vallée que des états de la végétation. La démarche est circulaire, l’image n’est pas destinée à extrapoler des observations ponctuelles sur le continuum de la vallée, utilisation la plus commune de la télédétection, elle sert à réinterroger les géomorphologues et phytoécologues sur la précision de leurs observations et la pertinence de leurs analyses.

13De cette expérience, nous retenons deux enseignements qui déterminent à la fois les objectifs et les méthodes déployées pour les études suivantes :

  • la géomatique n’intervient pas dans la chaîne des travaux comme auxiliaire de représentation des connaissances naturalistes mais comme outil d’analyse des processus spatio-écologiques ;

  • l’analyse fonctionnelle est indispensable à la reconnaissance géomatique des états de la biodiversité.

14Les études conduites en télédétection dans le Val de Loire fixent des principes d’exploitation des images satellites, mais la modestie de l’investissement dans l’imagerie ne permet pas de prolonger l’exercice.

2001 : Cartographie expérimentale des milieux humides des vallées du Doubs et de la Saône

La DIREN de Bourgogne (aujourd’hui DREAL de Bourgogne Franche-Comté) s’intéresse aux résultats produits sur la Loire pour la reconnaissance du fonctionnement des milieux alluviaux dans le cadre de la gestion des sites Natura 2000. L’exercice conduit dans les espaces alluviaux impose le recours à l’imagerie diachronique et à la phénologie du paysage (Couderchet, 1993). La DIREN finance donc l’acquisition d’une base d’imagerie assez exceptionnelle pour l’époque composée de deux images Landsat TM, de deux images SPOT et même d’une image panchromatique du satellite indien Indian Remote Sensing (IRS) dans le seul objectif d’améliorer la résolution spatiale des images SPOT. Le choix des images est déterminant pour révéler les formes alluviales et la couverture végétale, une ancienne image Thematic Mapper (TM) de mars 1988 est retenue. Elle est enregistrée par une matinée ensoleillée de fin d’hiver, alors que les rivières sont en fin de crue. Tandis que les eaux regagnent leur lit, elles laissent encore inondées les micro-dépressions de la vallée. Le traitement de cette image est couplé à celui d’une autre image TM d’été enregistrée le 25 juillet 1988 (figure 5). Cette première analyse permet de repérer les séquences hydro-topo-sédimentaires des vallées que l’on considère relativement stables dans le temps (figure 4).

Figure 4 - Dynamique de l’eau dans la plaine, en lien avec les niveaux hydriques (Chambaud et Oberti, 1995).

Figure 4 - Dynamique de l’eau dans la plaine, en lien avec les niveaux hydriques (Chambaud et Oberti, 1995).

En période d’étiage, la nappe alluviale est en équilibre avec les eaux de la Saône.

En période de crue, le débordement de la Saône (1) et de ses émissaires (3), la montée de la nappe alluviale (2) contribue au remplissage du lit majeur. En phase ascendante, la nappe captive ou semi captive se met en charge (4), pouvant occasionner des échanges latéraux au contact de matériaux perméables (5).

En période de décrue, la vidange du lit majeur est assurée par la Saône (6) et ses émissaires (8). En présence de matériaux perméables, l’infiltration (7) accélère le ressuyage des sols. Les nappes perchées résiduelles (9) distribuées sur les matériaux peu perméables sont évacuées plus lentement sous l’action conjuguée de la météo et de la végétation (10).

15Cette couche abiotique déterminant la dynamique de l’eau dans l’écosystème est complétée par une analyse de la végétation à l’aide d’un couple d’images SPOT 4 dont les performances spectrales ont progressé depuis l’époque des images utilisées sur la Loire. Comme les images Landsat anciennes, les images SPOT sont enregistrées à deux saisons distinctes de la même année (figure 5), ce qui permet d’intégrer la phénologie parmi les critères de reconnaissance de la végétation. La résolution spatiale des images SPOT multispectrales est améliorée au moyen d’une fusion avec une image panchromatique. La qualité du panchromatique de SPOT n’étant pas satisfaisante aux dates qui nous intéressent, le choix se porte sur une image IRS. Pas de fétichisme pour un capteur plutôt qu’un autre, ce sont les circonstances et l’objectif de reconnaissance qui déterminent le choix de l’imagerie.

Figure 5 - Images de sources et de dates différentes : multi-résolution et phénologie (Couderchet et al., 2001)

Figure 5 - Images de sources et de dates différentes : multi-résolution et phénologie (Couderchet et al., 2001)

16Les typologies phytoécologiques des prairies inondables du val de Saône permettent une analyse du fonctionnement de la plaine inondable qui distingue nappe libre, semi-captive ou captive selon les propriétés des alluvions (Chambaud, Oberti & Simonnot, 1997 ; Chambaud & Oberti, 1995). Les séquences correspondantes sont présentées dans la figure 4. Ces acquis sont utiles pour accompagner l’utilisation et la calibration des classifications proposées en télédétection. Comme dans le val de Loire, la démarche d’analyse spatiale appliquée à la Saône moyenne et la basse vallée du Doubs (figure 6) est circulaire : les traitements d’images orientent les prospections de terrain qui en retour enrichissent les protocoles de traitement (Couderchet et al., 2001).

Figure 6 - Les corridors étudiés

Figure 6 - Les corridors étudiés

17La Saône et le Doubs présentent des contextes morphodynamiques différents qui imposent l’ajustement des modèles d’interprétation à chacune des situations. Les prospections phytoécologiques se succèdent, soutenues par les analyses d’images dont elles suggèrent l’amélioration. On formalise ainsi la description des substrats alluvionnaires et des sols pour construire six séquences hydro-topo-sédimentaires qui alimentent la construction itérative du modèle. La texture des sols et l’hydromorphie sont déterminants dans l’organisation des paysages alluviaux (Bruckert & Bekkary, 1991 ; Trivaudey, 1995). Les critères de profondeur caractéristiques du référentiel pédologique (AFES, 1995) assortis à l’hydromorphie des sols sont pris en compte. À chacun d’entre eux correspond une intensité de l’engorgement et des textures spécifiques calées sur le classement granulométrique latéral (figure 7).

Figure 7 - Classement granulométrique latéral et indicateur renoncules appliqué aux prairies inondables du Val de Saône (Chambaud, 2001).

Figure 7 - Classement granulométrique latéral et indicateur renoncules appliqué aux prairies inondables du Val de Saône (Chambaud, 2001).

18La végétation est identifiée à partir de sa phénologie et d’une calibration sur le terrain par une analyse phytoécologique (sondages pédologiques et relevés botaniques). Les grands types de prairies sont présentés dans la figure 7 selon l’intensité de l’engorgement des sols. Les espèces de renoncules constituent un indicateur végétal de l’intensité de l’engorgement des sols. L’indicateur construit sur la Loire à l’occasion des travaux du PNRZH est transposé sur la Saône et le Doubs avec des résultats probants (Chambaud, Oberti & Godreau, 2003).

19Dans les vallées, l’analyse d’images couplée à la caractérisation phytoécologique du tapis végétal conduit à la description de 64 types de milieux différents, selon la nomenclature Corine Biotopes (figure 8). Cet excès de précision est le résultat des procédures de traitement d’images, il justifie des simplifications qui peuvent être plus ou moins importantes pour être adaptées aux niveaux de lecture des acteurs. Une présentation détaillée en 21 postes de nomenclature est plutôt destinée aux spécialistes naturalistes, elle retient jusqu’à trois décimales de la nomenclature code Corine Biotopes ; une seconde en 13 postes est plutôt destinée aux gestionnaires, elle présente une structure plus nette de l’information qui permet sans doute un meilleur pilotage de l’action. Enfin, la reconnaissance des habitats étant fondée sur les caractéristiques fonctionnelles du milieu, le dernier assemblage, selon les microformes et le niveau d’engorgement des sols notamment, montre un état prédictif des habitats naturels de la vallée en l’absence des cultures. La base de données permet ainsi un exercice prospectif que l’on pourrait décliner selon de multiples scenarii.

Figure 8 - Une seule base de données et une seule nomenclature mais plusieurs cartes possibles (Couderchet et al., 2001).

Figure 8 - Une seule base de données et une seule nomenclature mais plusieurs cartes possibles (Couderchet et al., 2001).

20L’expérience conduite au début des années 2000 dans les vallées de la Saône et du Doubs est déterminante. Elle relativise la pertinence de la limite dans le cadre des reconnaissances des états de la biodiversité, ici dans les espaces alluviaux. Elle suggère que les fonctions et fonctionnements continus des milieux humides sont certainement plus essentiels que les états de ces mêmes milieux dans les politiques de conservation. Les zones humides s’inscrivent dans un hydrosystème, c’est pourquoi elles sont dépendantes de processus qui s’effectuent au-delà de leurs limites établies au sens juridique (Hollis et al., 1988).

21Ces premières propositions pour le bassin de la Loire puis celui du Rhône ont eu des suites dans le prolongement du PNRZH. Un cahier méthodologique a été produit avec l’Institut Français de l’Environnement et le laboratoire rennais COSTEL (Hubert-Moy, 2003) pour « l’identification des zones humides par télédétection ». Dans le cadre du projet de cartographie nationale des zones humides à l’échelle 1/25 000 (Couderchet, Hubert-Moy & Ximenes, 2003), il suggérait le découpage de l’espace en écorégions pour l’analyse géomatique des écosystèmes humides. Ce découpage a été par la suite appliqué au bassin Rhône-Méditerranée désormais organisé en un ensemble de 62 écorégions (Chambaud, Lucas & Oberti, 2012a, 2012b).

22Enseignements des expériences ligérienne et saônoise :

  • la donnée produit le résultat et non l’algorithme. De tels résultats doivent beaucoup plus au soin réservé à la sélection des images, expertise hydrologique par exemple, qu’à la performance algorithmique ;

  • l’analyse fonctionnelle est indispensable à la reconnaissance géomatique des états de la biodiversité. Les facteurs fonctionnels sont abiotiques et l’espace fonctionnel est continu ;

  • le seul traitement de données relatives aux formes et microformes du relief fournit un fond à partir duquel la reconnaissance de la végétation peut être envisagée ;

  • les modèles de reconnaissance doivent être réalisés par régions homogènes, la Saône n’est ni la Loire ni le Doubs, sa dynamique originale justifie un paramétrage singulier du modèle.

2006 : Retour à la Loire pour la cartographie des habitats ligériens entre Iguerande et Decize

23Cette nouvelle expérience très opérationnelle intervient dans le cadre de la réalisation d’un document d’objectifs de 4 sites Natura 2000 (figure 9). Elle bénéficie des expériences acquises sur la Loire avec le PNRZH puis sur la Saône et le Doubs et intègre dans son périmètre le méandre de Dornant.

  • 1 ENESAD (établissement national d’enseignement supérieur agronomique de Dijon) devenu successivement (...)
  • 2 CNERTA Centre national d’études et de recherche en technologies avancées à l’Institut Agro de Dijon

24Une équipe pluridisciplinaire est constituée pour le besoin réunissant phytoécologie, agriculture, animation, SIG et traitement d’images ; le cercle institutionnel s’élargit de chercheurs de l’ENESAD1 et du CNERTA2 (Couderchet et al., 2008 ; Chambaud & Bonnaud, 2008).

Figure 9 - La zone Natura 2000 Iguerande Decize (Beaupied, 2006).

Figure 9 - La zone Natura 2000 Iguerande Decize (Beaupied, 2006).

25Un territoire composé de trois zones spéciales de conservation et d’une zone de protection spéciale est déterminé à cheval sur les départements de l’Allier, la Nièvre et la Saône et Loire. La grande zone Natura 2000 concerne les régions Auvergne et Bourgogne de l’époque, elle réunit, entre Iguerande et Decize, 41 communes pour un linéaire de 125 km et une superficie de 23 590 hectares. L’immensité de l’aire d’étude justifie à elle seule le recours à la télédétection.

Tableau - Extrait des débits de la Loire

Date

Débit m3/s

03/05/2001

311

04/05/2001

456

05/05/2001

637

06/05/2001

1140

07/05/2001

976

08/05/2001

675

09/05/2001

520

10/05/2001

408

11/05/2001

356

Légende

Débit trop faible

Excellente configuration

Débit trop élevé

26Le choix de l’imagerie :

27Comme dans l’expérience précédente, l’imagerie spatiale est mise à contribution pour cartographier les habitats en fonction de leurs caractéristiques abiotiques.

28Une image satellite hivernale est recherchée pour la détermination des traces de l’humidité des sols, elle doit donner une représentation de la Loire pour des conditions hydrologiques justes débordantes. Une étude des débits journaliers de la Loire est donc réalisée pour connaître les occurrences de crues justes débordantes. Les configurations considérées comme excellentes déterminent des fenêtres temporelles pour la recherche des données satellites depuis 1984, année de mise en orbite de Landsat 5 et des premières images Thematic Mapper, dont les canaux 5 et 7 sont sensibles à l’humidité.

29La séquence du mois de mai 2001 présentée montre un épisode de crue à l’occasion duquel la Loire écoule plus de 1000 m3 par seconde, débit excessif pour la recherche que nous envisageons. Les périodes qui précèdent les pointes de crue sont moins favorables que celle qui viennent après, alors que le fleuve est retourné dans son lit mais qu’il a abandonné des flaques dans toutes les micro-dépressions de la vallée. Les périodes retenues à partir des valeurs de débits doivent être caractérisées par un ciel clair, elles doivent aussi correspondre au survol du fleuve par un satellite. Ces créneaux permettent de sélectionner les images dans le catalogue des fournisseurs.

30La quantité de conditions à respecter justifie que la recherche soit effectuée sur plusieurs années, un couple d’images de l’hiver 2001 et de l’été 2003 est retenu. La première fournit des renseignements sur les caractéristiques abiotiques du système, la seconde donne des renseignements sur la végétation, elle garantit l’actualité de l’analyse.

31Le protocole d’analyse : À la différence du travail effectué dans le val de Saône, l’étude ligérienne est directement opérationnelle. Cette contrainte justifie de raccourcir le temps de traitement des images de manière à rester dans le calendrier du programme. Un traitement automatique par classification est effectué sur les données hivernales, il est combiné aux résultats d’une photointerprétation de l’image d’été (Beaupied, 2006). Cette proposition hybride, peu orthodoxe en 2006, est validée aujourd’hui par les choix méthodologiques à l’origine de la nouvelle occupation du sol nationale à grande échelle. Cette nouvelle base de données d’occupation des sols à grande échelle (OCSGE) est produite par l’Institut géographique national, elle hybride la segmentation des images avec la photointerprétation (https://geoservices.ign.fr/​ocsge, Cornic, Ose & Barbe, 2022).

32Si les échanges s’effectuaient jusque-là entre disciplines scientifiques, ils interviennent ici avec les parties prenantes d’un projet territorial. Les assemblages réalisés pour la Saône avaient été envisagés sur la base d’échanges entre chercheurs, ils sont ici négociés avec les agriculteurs, les élus, les habitants (figure 10).

Figure 11 - Les habitats ligériens à l’aval de la zone Natura 2000 (Chambaud & Bonnaud, 2008).

Figure 11 - Les habitats ligériens à l’aval de la zone Natura 2000 (Chambaud & Bonnaud, 2008).

33Nous retenons trois principaux enseignements de cette expérience :

  • la recherche de la bonne image est un préalable indispensable, elle nécessite de comprendre la météorologie, les rythmes hydrologiques, les processus phyto-écologiques et la phénologie ;

  • la rigueur de la nomenclature, ici Corine Biotopes, n’interdit pas la négociation des interprétations, Köhl le montre déjà en 1997 pour Corine Biotopes ;

  • l’objectif opérationnel et les conditions matérielles de l’étude peuvent justifier l’hybridation des méthodes, analyses automatiques d’images et photointerprétation.

2012 : Cartographie des écorégions, application à tout le bassin Rhône-Méditerranée

34Cette quatrième séquence nous ramène dans le bassin Rhône-Méditerranée pour appliquer, sur un espace couvrant une vaste superficie, les principes développés dans les études alluviales. L’ordonnateur est désormais l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse, qui souhaite disposer d’éléments pertinents pour reconnaître les zones humides au regard des critères fixés par l’Arrêté Ministériel du 24 juin 2008 modifié. Les travaux produisent un guide pour la reconnaissance des zones humides du bassin Rhône-Méditerranée (Chambaud et al., 2012a, 2012b), ils interviennent en parallèle à des recherches effectuées à Rennes qui proposent une modélisation des zones humides potentielles, effectives ou efficaces (Mérot, 2000 ; Thiry et al., 2014).

35Dans la base de données, les images satellites cèdent la place au Modèle Numérique de Terrain et aux données de géologie. L’exercice géomorphologique s’adresse davantage aux vastes structures qu’aux dynamiques alluviales mais les principes demeurent : la recherche privilégie la dimension fonctionnelle du système, les facteurs explicatifs de l’humidité des espaces sont abiotiques. Si le signale électromagnétique intégrait le biotique et le construit, l’exercice depuis les formes du relief et les affleurements lithologiques évacue toute cause artificielle d’humidité, il justifie au contraire la reconnaissance des facteurs fonctionnels de l’humidité jusqu’à l’intérieur des espaces les plus artificialisés. Ces masques éco-régionaux serviront plus tard à individualiser les traitements géomatiques à l’intérieur de chaque écorégion.

36L’altitude est utilisée pour découper les étages de végétation, puis la géologie distingue les propriétés de rétention de l’eau des grandes familles de roche, enfin sont intégrées les grandes formes structurantes du relief que sont les plans, sommets, crêtes, hauts de versants, éperons, versants, creux sur versants, bas de versants, vallées, dépressions, etc.

37La caractérisation des facteurs abiotiques discrimine le bassin Rhône-Méditerranée en 62 écorégions distinctes à l’intérieur desquelles la structure physique révèle des situations propices ou non à la présence de zones humides.

38Un guide présente des clés de détermination pour la reconnaissance des zones humides à partir de leurs caractéristiques abiotiques.

Figure 12 - Les écorégions du bassin Rhône-Méditerranée

Figure 12 - Les écorégions du bassin Rhône-Méditerranée

(Les couleurs permettent de distinguer les régions les unes des autres, elles n’ont pas de signification, prises individuellement. Chambaud et al., 2012a et 2012b)

39Chaque écorégion est décrite par un micromodèle constitué des facteurs abiotiques discriminants. La vérification des séquences favorables à la présence des zones humides est réalisée sur le terrain à l’aide de transects et de sondages pédologiques voire de relevés botaniques. Plus de 1000 sondages pédologiques sont ainsi régulièrement répartis entre 2001 et 2009, 700 entre 2011 et 2012.

40La hiérarchisation des facteurs abiotiques détermine les séquences probables de zones humides propres à chaque écorégion. Ce découpage constitue l’outil de référence pour modéliser et vérifier la présence de zones humides en contrôlant les facteurs abiotiques à l’origine de la rétention de l’eau temporaire ou permanente dans les sols.

41Nous confirmons à l’issue de cette expérience la nécessité d’une exploration des dynamiques des systèmes à l’intérieur de régions présentant une certaine unité de fonctionnement.

2017-2020 : modélisation des facteurs fonctionnels de l’humidité des sols et localisation de l’espace humide de référence (EHR) du bassin Rhône-Méditerranée

42À partir du guide pour la reconnaissance des zones humides du bassin Rhône-Méditerranée et des critères fournis par les modèles descriptifs et fonctionnels des écorégions, la localisation par SIG des configurations contribuant à la présence de zones humides est réalisée par l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse (Catteau, 2017 ; Bouscary, 2020 ; figure 12).

43La démarche mobilise le MNT à 25 mètres de résolution et la BD géologique Charm 50 qui sont homogènes pour le bassin, même si la détermination des affleurements géologiques issus de la numérisation des cartes géologiques, peut varier selon les interprétations parfois anciennes de leurs auteurs. Elle consiste en la sélection des critères de pentes, de formes du relief et de lithologie qui favorisent la rétention de l’eau dans les sols. Le résultat des traitements est appelé « espace humide de référence ».

Figure 13 - Logigramme de la démarche SIG de localisation de l’EHR (Bouscary, 2020).

Figure 13 - Logigramme de la démarche SIG de localisation de l’EHR (Bouscary, 2020).

44Bien que le modèle produit contienne plus de 90% des inventaires de zones humides, des zones humides non encore inventoriées et des milieux humides Ramsar, l’espace humide de référence ne doit pas être confondus avec des zones humides.

45Des expériences de modélisation assez proches de celles que nous avons entreprises sur le bassin Rhône-Méditerranée ont pu, par le passé, braquer les acteurs locaux. L’espace humide de référence (figure 14) doit donc être présenté avec les explications suffisantes pour que les parties prenantes puissent intégrer l’enjeu de l’humidité des milieux dans leurs aménagements.

Figure 14 - L’espace humide de référence du bassin Rhône-Méditerranée (Chambaud & Bouscary, 2022).

Figure 14 - L’espace humide de référence du bassin Rhône-Méditerranée (Chambaud & Bouscary, 2022).

46Les terrains artificialisés ne sont pas retranchés de l’espace modélisé. L’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse dispose ainsi d’un outil d’analyse permettant de suivre la manière dont les activités humaines (figure 15) ont investi l’espace humide de référence. Cette connaissance engage les territoires dans une prise en compte plus active des objectifs du SDAGE et des politiques de l’eau (continuité du fonctionnement, solidarité amont-aval, par exemple).

Figure 15 - Bilan des pressions de l’artificialisation et des pratiques agricoles (2019-2020) dans le bassin Rhône-Méditerranée et dans son espace humide de référence

Figure 15 - Bilan des pressions de l’artificialisation et des pratiques agricoles (2019-2020) dans le bassin Rhône-Méditerranée et dans son espace humide de référence

47La recherche dans le bassin Rhône-Méditerranée a été l’occasion de multiples travaux d’étudiants en fin de master (Catteau, 2017 ; Bouscary, 2020 ; Michon, 2022) et d’une thèse (Catteau, 2023) destinée notamment à tester la réception des principes d’analyse développés par l’Agence de l’Eau dans ses territoires. Les travaux sur l’espace humide de référence ont été partagés avec le programme national de cartographie des milieux humides porté par le ministère de la transition écologique, axe important du quatrième plan national des milieux humides.

48Nous retenons deux enseignements de cette expérience :

  • les données à résolution intermédiaires des Modèles Numériques de Terrains et de la couche géologique mettent bien en évidence les configurations identifiées sur le terrain ;

  • si le modèle décrit des caractéristiques propices à la présence de l’eau à l’endroit des constructions humaines, il n’est pas question de soustraire les espaces correspondants de la carte en résultant.

2021 : territorialisation des processus relatifs à l’humidité des espaces dans la haute vallée du Doubs

49Forts des enseignements de la cartographie expérimentale du val de Saône et de la cartographie opérationnelle de la Loire pour le document d’objectif Iguerande-Decize, nous proposons de placer les échanges avec les acteurs de l’aménagement en amont des procédures SIG. L’espace humide de référence offre les conditions d’intégration de la question dans le processus territorial.

50La dernière séquence présentée est extraite d’une thèse CIFRE, encadrée par les protagonistes des travaux présentés précédemment (Catteau et al., 2023). Nous avons montré dès l’introduction de cette contribution que les inventaires étaient hétérogènes dans leur conception et du même coup assez difficiles à comprendre, voire à admettre et donc à intégrer dans les projets de territoire. Leurs enveloppes en sont soustraites dans un mouvement que l’on pourrait interpréter comme une déterritorialisation des espaces qu’elles recouvrent (Couderchet & Catteau, 2023). Les inventaires de zones humides reproduits dans le porter à connaissance de l’administration accompagnant chaque projet local sont nécessaires à leur sauvegarde, leur caractère réglementaire a sans doute contribué à réduire le rythme de la régression des zones humides en France depuis 1992. Néanmoins, cette représentation spatiale apparaît insuffisante pour faire apparaître les liens fonctionnels de la zone humide avec ses espaces périphériques.

51En réinvestissant la proposition de démarche circulaire évoquée dans les séquences précédentes et pour questionner l’utilisation des productions SIG par cette catégorie d’acteurs, nous expérimentons un exercice participatif avec les élus d’une communauté de communes de l’amont du bassin (Catteau, 2023 ; Catteau & Couderchet, 2022). Il s’agit de présenter de l’information aux acteurs pour les faire réagir, puis d’intégrer le fruit de leurs réactions dans les traitements de données SIG avant de recueillir à nouveau leurs réactions à ces traitements dans une seconde itération et de renouveler une dernière fois la démarche. Cette organisation cyclique s’ancre dans la théorisation ancrée (Paillé, 2011) et s’inspire de la méthode proposée par Aurélie Bousquet et ses coauteurs (2014). Les élus présents, président et maires, sont parfois accompagnés de leurs adjoints ; certains révisent ou viennent d’achever la révision de leur Plan Local d’Urbanisme. Quelques spécialistes de l’eau et de l’environnement participent aux ateliers, nous veillons à ce qu’ils soient minoritaires en nombre et en influence. L’enjeu « zones humides » est présenté à la demande des participants dans sa dimension spatiale fonctionnelle et continue, les écoulements et solidarités amont-aval en sont l’origine. Dans un autre territoire, les propositions émergeantes auraient pu être différentes. L’expérience permet de questionner les aspects sociaux des SIG en proposant l’intégration des utilisateurs finaux dans le dispositif de production (Poore, 2003). Trois rencontres sont organisées entre juillet 2020 et mai 2021. La question du caractère humide des terrains est d’abord présentée à l’aide de modèles spatiaux, il s’agit d’articuler les représentations théoriques du phénomène étudié avec des connaissances empiriques, d’amener les participants à se prononcer sur des dynamiques sans immédiatement faire référence au territoire de la communauté de communes (figure 16).

Figure 16 - Modèles présentés puis suggérés par la discussion (Catteau, 2023).

Figure 16 - Modèles présentés puis suggérés par la discussion (Catteau, 2023).

52Les traces des interventions humaines sont immédiatement intégrées aux modèles, de sorte que la délibération porte bien sur la relation entre l’état physique du système et les perturbations introduites par les aménagements. La présence de secteurs bâtis, là où les conditions structurelles favoriseraient la présence de zones humides, n’est perçue comme un problème par aucun des participants (figure 17). Cet espace modélisé apporte un élément de compréhension des contraintes physiques auxquelles un des maires est confronté dans le cadre d’un projet de construction au centre de son village : « Ça c’est une explication, ça ne me choque pas du tout, c’est vraiment une explication » (Verbatim élu local, juillet 2020).

53Les discours se multiplient, ils sont traduits en modèles puis en paramétrages dans le SIG. La richesse des suggestions se traduit par une démultiplication des traitements et des résultats cartographiques.

Figure 17 - Projection dans l’espace d’une des agglomérations (Catteau, 2023).

Figure 17 - Projection dans l’espace d’une des agglomérations (Catteau, 2023).

54Les présentations mobilisent des résolutions différentes ce qui amène les participants à discuter la pertinence des zonages et des limites (figure 17). La discussion s’éloigne parfois du thème précis des zones humides, comme lorsqu’un élu discute le principe de continuité du bâti. Ces détours apparaissent néanmoins essentiels pour confronter la compatibilité des principes d’aménagement à la continuité des écoulements de l’eau. Le projet d’aménagement doit-il forcément prendre l’orientation de la compacité ? Des espaces non bâtis ne trouveraient-ils pas leur place dans le tissu urbain s’ils devaient favoriser les écoulements et préserver des milieux dont les caractéristiques fonctionnelles justifient qu’ils ne soient pas bâtis ? Est-ce dans cette « dent-creuse » qu’il faut aménager comme le suggère la doctrine ou un peu plus loin, dans un espace non considéré comme dent-creuse ? La réflexion marquée par la connaissance empirique de cet élu fait écho à la réflexion d’Offner (2022) évoquant les « campagnes urbaines qui mixent les fonctionnalités des sols, favorisant des micro-habitats pour la flore comme pour la faune » pour l’eau aussi.

55La mise en regard de plusieurs bases de données spatiales participe à la compréhension et à la prise en compte des zones humides, chacune de ces bases de données, prises individuellement, apparaissant insuffisantes. Les ateliers produisent une démystification de la carte mais aussi des circulations de l’eau dans le système, ils favorisent une nouvelle vision des participants qui ainsi reconnectent la zone humide aux autres entités du territoire, gomment ses limites, la reterritorialisent : « Si la municipalité précédente avait eu ces cartes, elle n’aurait jamais fait le PLU comme elle l’a fait. Là c’est tellement évident avec ça ! » (Verbatim d’un autre élu, janvier 2021). Cette expérience appelle donc à concevoir collectivement les dispositifs cartographiques pour rendre compte des besoins des utilisateurs finaux.

56Nous retenons de cette expérience trois principaux enseignements :

  • L’intégration des utilisateurs finaux fait émerger de nouvelles manières de représenter spatialement le fonctionnement des zones humides ;

  • Outre les paramètres physiques, le choix des données et traitements dépend également du regard de participants à la co-production SIG ;

  • Les productions SIG peuvent être multiples et coexister pour alimenter la réflexion territoriale.

Conclusion

57D’emblée, alors que nous avions imaginé la délimitation par télédétection des espaces à l’intérieur desquels appliquer les orientations de la loi sur l’Eau, les travaux sur le méandre de Dornant nous ont orientés vers la reconnaissance de processus et non d’états du système. C’est par la reconnaissance de ses caractéristiques fonctionnelles que l’on pourrait statuer sur son humidité à l’aide des images satellites. Il n’y a pas de système fermé en géographie suggère Brunet (1998), le primat du fonctionnel sur l’état du milieu justifiait donc qu’il y aurait des solidarités spatiales au sens de l’écologie du paysage (Burel & Baudry, 1999), mais qu’il n’y aurait ni de dedans ni de dehors. Cette perspective enthousiasmante sur le plan scientifique introduisait une difficulté sur celui du zonage donc de l’opérationnalité, elle permet de comprendre a posteriori le caractère insatisfaisant des inventaires de zones humides que nous présentons en introduction.

58Dès que nous avons donné de l’ampleur à la recherche sur le val de Saône, l’introduction de l’image spatiale et de son traitement s’est traduite par une complexification de la lecture des nomenclatures écologiques et la suggestion d’une diversité d’interprétations possibles des états du milieu naturel. La continuité des écosystèmes humides, et donc la difficulté à les cantonner dans des enveloppes spatiales, se doublait d’une incapacité à les placer indiscutablement dans un item unique de la nomenclature (Köhl, 1997). L’impossible carte des zones humides ouvrait des possibilités multiples d’appréhension politique de l’enjeu de leur conservation. La délimitation dont Mermet et Barnaud (1997) déploraient qu’elle ait dû s’opérer sur la base d’une approche « scientifico-juridique » s’ouvrait aux interprétations politiques. Puisque l’ambition binaire initiale se heurtait à la complexité des systèmes, c’est moins dans la performance logicielle que dans la connaissance des systèmes et des données géographiques que résidait la marge de progression dans la reconnaissance de l’humidité. L’impossibilité du zonage par télédétection n’écartait-elle pas ces recherches des finalités opérationnelles ? La place de la négociation dans les préconisations relatives aux documents d’objectifs Natura 2000 offrait à la méthode un bon terrain d’application dans le val de Loire ; l’expérience confirmait qu’il y a bien une voie pratique en dehors des zonages.

59Les politiques d’environnement concilient désormais tant bien que mal zonage et solidarités spatiales à travers les trames vertes et bleues. La poursuite de nos exercices dans le bassin Rhône-Méditerranée s’inscrit sur ce registre dialogique : inventaires de zones humides et fonctions des écosystèmes humides. Les outils géomatiques peuvent donner à comprendre des fonctionnements de systèmes humides à condition de ramener les analyses dans des écorégions géomorphologiquement homogènes. L’objectif pratique des typologies en écorégions ou hydroécorégions est ici envisagé à l’amont, non pour orienter immédiatement la politique de gestion (Omernick, 1987 ; Wasson et al., 2004) mais pour séquencer la modélisation et renforcer ainsi sa justesse et son opérationnalité. Le traitement effectué par la suite sur des caractéristiques exclusivement abiotiques rétablissent après assemblage une image régulière et continue d’un espace aussi vaste que celui du bassin Rhône-Méditerranée.

60Il donne une expression extrinsèque des enjeux et le substrat informationnel mais il lui manque l’information relative au biotique et au construit. Nous proposons à la fin de cette longue chronique d’en donner une expression sociale-écologique intrinsèque aux territoires. La reconnaissance du phénomène est alors négociée avec les acteurs, elle autorise de nouvelles représentations des données dans une approche qui s’écarte de la conception arithmétique des questions d’aménagement et d’environnement déplorée par Offner (2012) pour une reterritorialisation des zones humides.

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Notes

1 ENESAD (établissement national d’enseignement supérieur agronomique de Dijon) devenu successivement Agro Sup Dijon (fusion entre ENESAD et ENSBANA) et maintenant l’Institut Agro de Dijon.

2 CNERTA Centre national d’études et de recherche en technologies avancées à l’Institut Agro de Dijon.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 - Discontinuité des inventaires sur les limites administratives (Catteau et Couderchet, 2022, Catteau 2023).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-1.png
Fichier image/png, 445k
Titre Figure 2 - Cartographie historique des chenaux de la Loire et classification d’image (Gautier et al., 2002).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-2.png
Fichier image/png, 598k
Titre Figure 3 - Traduction surfacique des unités identifiées sur le profil (Gautier et al., 2002).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-3.png
Fichier image/png, 430k
Titre Figure 4 - Dynamique de l’eau dans la plaine, en lien avec les niveaux hydriques (Chambaud et Oberti, 1995).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-4.png
Fichier image/png, 1,0M
Titre Figure 5 - Images de sources et de dates différentes : multi-résolution et phénologie (Couderchet et al., 2001)
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-5.png
Fichier image/png, 100k
Titre Figure 6 - Les corridors étudiés
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-6.png
Fichier image/png, 879k
Titre Figure 7 - Classement granulométrique latéral et indicateur renoncules appliqué aux prairies inondables du Val de Saône (Chambaud, 2001).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-7.png
Fichier image/png, 720k
Titre Figure 8 - Une seule base de données et une seule nomenclature mais plusieurs cartes possibles (Couderchet et al., 2001).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 740k
Titre Figure 9 - La zone Natura 2000 Iguerande Decize (Beaupied, 2006).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-9.png
Fichier image/png, 362k
Titre Figure 11 - Les habitats ligériens à l’aval de la zone Natura 2000 (Chambaud & Bonnaud, 2008).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-10.png
Fichier image/png, 417k
Titre Figure 12 - Les écorégions du bassin Rhône-Méditerranée
Légende (Les couleurs permettent de distinguer les régions les unes des autres, elles n’ont pas de signification, prises individuellement. Chambaud et al., 2012a et 2012b)
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-11.png
Fichier image/png, 740k
Titre Figure 13 - Logigramme de la démarche SIG de localisation de l’EHR (Bouscary, 2020).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-12.png
Fichier image/png, 95k
Titre Figure 14 - L’espace humide de référence du bassin Rhône-Méditerranée (Chambaud & Bouscary, 2022).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-13.png
Fichier image/png, 392k
Titre Figure 15 - Bilan des pressions de l’artificialisation et des pratiques agricoles (2019-2020) dans le bassin Rhône-Méditerranée et dans son espace humide de référence
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-14.png
Fichier image/png, 1,3M
Titre Figure 16 - Modèles présentés puis suggérés par la discussion (Catteau, 2023).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-15.png
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Titre Figure 17 - Projection dans l’espace d’une des agglomérations (Catteau, 2023).
URL http://journals.openedition.org/dynenviron/docannexe/image/7315/img-16.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Laurent Couderchet, François Chambaud et Suzanne Catteau, « De la reconnaissance des habitats alluviaux à la définition fonctionnelle des zones humidesAllers-retours entre les bassins de la Loire et du Rhône »Dynamiques environnementales, 49-50 | 2022, 54-84.

Référence électronique

Laurent Couderchet, François Chambaud et Suzanne Catteau, « De la reconnaissance des habitats alluviaux à la définition fonctionnelle des zones humidesAllers-retours entre les bassins de la Loire et du Rhône »Dynamiques environnementales [En ligne], 49-50 | 2022, mis en ligne le 01 juin 2022, consulté le 12 juillet 2025. URL : http://journals.openedition.org/dynenviron/7315 ; DOI : https://doi.org/10.4000/dynenviron.7315

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Auteurs

Laurent Couderchet

UMR Passages CNRS, Université Bordeaux Montaigne

François Chambaud

Agence de l’Eau, Rhône Méditerranée et Corse

Suzanne Catteau

UMR Passages CNRS, Université Bordeaux Montaigne

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Droits d’auteur

CC-BY-NC-ND-4.0

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