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Utilisation des SIG dans le cadre du projet Clim-Arbres


Session Environnement
 


Olivier TRAVAGLINI
Courriel : olivier.travaglini@hesge.ch

Ecole d’Ingénieurs HES de Lullier
150, Route de Presinge
1254 Jussy / GE
Suisse

 

Mots-clés et logiciels ESRI utilisés
 


Mots-clés : Analyse 3D et raster, Arbres, Rivières, simulation, extrapolation, webserver, Suisse

Logiciels ESRI utilisés : ArcGIS 9.2 – 3D Analyst – Spatial Analyst - ArcGIS Server

 

Introduction


Le réchauffement climatique est, aujourd’hui, une réalité acceptée par tous et il n'est pas un jour sans qu’un article paraisse à ce sujet.
Il est plus rare de voir des propositions concrètes pour lutter contre ce réchauffement et, la plus part du temps, les propositions émises impliquent des choix de société ayant un fort impact sur nos modes de vie et nécessitent une application à l’échelle mondiale.

La Confédération Helvétique a décidé de débloquer des fonds pour la recherche dans ce domaine, mais consciente que la Suisse est un trop petit pays pour permettre une lutte efficace contre le réchauffement lui-même, elle a décidé de favoriser la lutte contre ses effets.
C’est dans ce cadre que l’Institut Terre, Nature et Paysage (ITNP) de la HES Lullier a proposé le projet Clim-Arbres.

Ce projet vise à répondre à un effet clairement établit du réchauffement climatique à savoir le réchauffement des rivières. Ce réchauffement a deux conséquences importantes:
-   Premièrement, les salmonidés, très sensibles à la température de leur milieu, sont repoussés vers le haut des cours d’eau et risquent de disparaître, dans certains cas.
-   Deuxièmement, lorsqu’un cours d’eau voit sa température dépasser 15° Celsius durant plusieurs jours de suite, une maladie appelée Maladie Rénale Proliférative (MRP) se développe et peut décimer des populations entières de poissons.
Un moyen simple de lutter contre le réchauffement des cours d’eau est de d'aménager des cordons boisés le long de ces derniers, afin de créer un ombrage naturel qui limitera le réchauffement.
La Confédération a donc mis 200'000.- francs suisses, sur trois ans, à disposition de l’ITNP, afin de mettre au point des méthodes de plantation de végétation le long des cours d’eau qui tiennent compte des conditions spécifiques de ceux-ci.

Ce projet comporte quatre volets:
-   L’étude de l’effet potentiel de la présence d’un cordon boisé sur la température d’un cours d’eau
-   L’élaboration d’un concept hydro-thermique
-   L’application de ce modèle à l’échelle d’une région
-   La mise au point d’un concept d’aménagement

En contrepartie de son financement, la Confédération attend que le projet Clim-Arbres débouche sur l’élaboration d’un guide pratique à l’attention des gestionnaires de cours d’eau. L’objectif étant de mettre en place un subventionnement fédéral visant à favoriser des campagnes de plantations massives le long des cours d’eau.


Cadre spatial


La zone d’étude pour ce projet se doit d’être représentative des conditions que l’on peut rencontrer en Suisse, puisque l’objectif est d’en généraliser les résultats.
C’est pour cette raison que le canton de Vaud a été retenu. Il est, en effet, le seul canton romand à regrouper tous les types de milieu (Plateau, Jura et Alpes) avec des altitudes allant de ~400 à plus de 3'000 m, une surface de 2'822 km2 et 6'000 km de cours d’eau qui en font un parfait terrain d’étude.


Les SIG dans le projet


Si le projet Clim-Arbres n’est pas directement un projet SIG en tant que tel, ceux-ci vont être largement utilisés afin d’analyser, dans un premier temps, puis de généraliser les résultats, dans une second.
Plusieurs étapes peuvent être mises en évidence:
1.    Dans un premier temps, les SIG vont permettre de mettre en évidence différentes caractéristiques des cours d’eau telles que pente, orientation, altitude, ce qui permettra de découper les cours d’eau en tronçon ayant les mêmes caractéristiques.
2.    Ils permettront, ensuite, de déterminer les tronçons qui sont les plus défavorables aux espèces piscicoles.
3.    Puis, ils permettront de déterminer quelles zones devront être traitées en priorité, en fonction des longueurs disponibles le long des cours d’eau et de leur appartenance ou non au domaine publique.
4.    Finalement, les SIG permettront de simuler la situation climatique dans 50 ou 100 ans, afin de choisir, dès à présent, des espèces capables de supporter le climat futur. Cette analyse se basera sur les résultats obtenus par M. Christophe Randin dans sa thèse intitulée « Providing more informative projections of climate change impact on plant distribution in a mountain environment ».
Si ce projet ne nécessitera pas de technologie SIG très innovante, il nécessitera, toutefois, une infrastructure assez importante, afin de répondre aux besoins.
En effet, ce projet implique l’utilisation de modèle numérique de terrain et de surface à 1 m des orthophotos à 50 cm de résolution, ainsi que de nombreuses couches vecteurs telles que cours d’eau, utilisation des sols, parcellaires, etc.
En raison de l’importance de la zone d’étude (~2'800 km2), il sera nécessaire de mettre en place un serveur ArcSDE, afin de disposer des avantages des Geodatabases professionnelles.
D’autre part, les analyses 3D et en mode raster qui sont prévues, impliquent l’usage de 3D Analyst et de Spatial Analyst.
Il est également prévu de mettre en place un serveur cartographique (ArcGIS Server), afin de pouvoir diffuser les résultats et, d’éventuellement, lancer des geoprocessing à distance pour la simulation temporelle, M. Randin étant aux USA en 2008.
Pour terminer, les fonctionnalités du Model Builder et des scripts python seront largement utilisées, afin de mettre à disposition de la Confédération un modèle d’analyse réutilisable.


Points forts du projet


Ce projet ne présente pas de nouveauté particulière en termes de SIG, mais il implique le déploiement d’un système complet allant de l’application desktop au serveur cartographique web et utilisera largement les nouvelles fonctionnalités des Geodatabase ESRI pour la gestion des MNT et des images raster, afin d’obtenir un niveau de performance permettant des analyses à large échelle.
D’autre part, l’évolution de ce projet pourra être suivie par le public par le biais du site www.clim-arbres.ch sur lequel sera diffusé l’ensemble des résultats de l’étude, ainsi que les rapports et les cartes en relation avec le projet.


Conclusion


Ce projet interdisciplinaire et réalisé en collaboration avec plusieurs instituts et Hautes Ecoles suisses devrait permettre de répondre de façon pragmatique à une partie des problèmes posés par le réchauffement climatique, sans attendre que l’ensemble des nations se mette d’accord sur une politique volontariste de lutte contre la pollution et ses conséquences sur le climat.


© ESRI France