La méthodologie vise à proposer une description dynamique du déroulement d’activités humaines en mer côtière. Elle s’appuie sur une démarche transversale couplant un modèle de type multi-agents et un SIG. Sa mise en œuvre comprend deux principales étapes.

La démarche proposée par SIMARIS est fondée sur le fait que le déroulement des activités humaines est conditionné par de multiples contraintes de nature environnementale, météorologique, juridique, sociale et économique (Le Tixerant et al. 2006). SIMARIS identifie chaque contrainte de pratique par un filtre spatio-temporel (figure 1). La prise en compte simultanée de l’ensemble des filtres conduit à une modélisation spatio-temporelle du déroulement des activités permettant, pour chaque activité, d'aboutir à :
-un Territoire de Pratique Potentielle (TPP) qui identifie les zones où l'activité est susceptible de se pratiquer en fonction des contraintes qui conditionnent spatialement son déroulement ;
-un Calendrier de Pratique Potentielle (CPP) qui identifie des périodes au cours desquelles l'activité est susceptible de se pratiquer en fonction des contraintes qui conditionnent temporellement son déroulement ;
-des données statistiques qui quantifient le déroulement de l'activité.

La phase de simulation consiste à intégrer les informations préalablement mises en forme dans une Base d’Information Géographique pilotée par un SIG. Dans sa conception, le simulateur est doté d’une architecture s’inspirant directement d’un Système Multi-Agents (SMA). Chaque activité est représentée par un agent autonome doté d'un comportement archétypique qui varie en fonction des conditions de pratique lors de la période de simulation sélectionnée. Le système est interfacé avec le SIG dont il dépend pour la mise en forme des données d’initialisation et pour l’exploitation des résultats en sortie (figure 1). Ainsi, suite à une phase de simulation, les résultats obtenus se présentent sous la forme de cartes qui synthétisent les informations relatives au déroulement quotidien des activités.

L’approche méthodologique permet d’envisager la simulation de trois grands types de scénarios :
-le déroulement d’une unique activité ou de plusieurs activités marines simultanément à différentes dates ;
-les conséquences d’une impossibilité temporaire d’accès occasionnée par un évènement (accident en mer, intervention sur épaves fuyantes, exercices militaires, création d’une zone à accès interdit…) intervenant à un instant donné et provoquant des perturbations sur le déroulement des activités habituellement présentes sur la zone ;
-l’impact d'un aménagement d'infrastructures (éoliennes, plateforme, récifs artificiels…) entraînant des modifications durables du déroulement des activités de la zone.
 
Ces trois types de scénarios sont illustrés ci-après au travers d’exemples en mer d’Iroise (Finistère).

SIMARIS doit permettre la mise en évidence du déroulement d'activités au cours de l'année en fonction des conditions de pratique (figure 2).

Commentaire : les principales contraintes prises en compte sont liées au milieu physique (fonds rocheux où l’utilisation d’une drague traînée sur le fond est impossible), la météorologie (les navires de petites tailles ne peuvent pas sortir quand la mer est trop mauvaise) et la réglementation (zones et périodes à accès interdit ou restreint).
 
Ce type de simulation peut permettre de réaliser des bilans (journaliers, mensuels ou annuels) sur le nombre de navires ayant pratiqué sur une zone spécifique pendant une période donnée. Cette information peut, par exemple, contribuer à évaluer l’impact d’une activité sur une ressource (Cronne 2006).
 
Ce scénario peut s'appliquer à plusieurs activités (figure 3) ayant des déroulements distincts dans le temps et dans l'espace et mettre en évidence des interactions positives (activités complémentaires) ou négatives (à l’origine de conflits d'usage potentiels).

Commentaire : A l’ouest de la zone, les fonds (graviers et sables) sont propices au chalutage tandis que la zone offre également des potentialités aux fileyeurs qui doivent toutefois tenir compte des courants assez forts (notamment en période de vives eaux). Ce résultat de simulation montre que les activités du filet, du chalut et de l’extraction de matériaux peuvent se dérouler au même moment sur des zones identiques. Etant donné la concurrence pour l’occupation de l’espace et/ou l’accès à la ressource qu’il peut parfois exister entre ces activités, cette situation pourrait donc générer des conflits d’usage potentiels (actuellement régulés par l’existence d’accords de cohabitation informels entre chalutiers et fileyeurs).

L’organisation actuelle de la lutte contre les pollutions maritimes accidentelles en France est mise en place par l’Instruction POLMAR du 4 mars 2002, applicable non seulement aux hydrocarbures mais aussi aux rejets de toute substance susceptible de porter atteinte au milieu marin. Lors d’une pollution accidentelle, les autorités compétentes (Préfecture Maritime en France) peuvent prendre la décision d’interdire pendant une période déterminée, la pratique de la pêche sur une zone donnée[1]. Il peut alors être utile d’évaluer l'impact potentiel sur le déroulement des activités et l'incidence économique que pourrait engendrer cette mesure temporaire :
- en temps réel, pour les autorités qui doivent prendre la décision d’interdire la pratique de la pêche (durée de l’interdiction, aide à la définition des zones de protection prioritaire) ;
- et ultérieurement, lors de la mise en place d'un éventuel processus d’indemnisation des pêcheurs.
Les résultats de simulation produits par SIMARIS permettent d’accéder à ce type d’information en mettant en évidence les activités directement concernées par la mesure, le nombre de jours de pêche perdus ainsi que le nombre de navires concernés (figure 4).

[1] Instruction POLMAR du 4 mars 2002

Commentaire : Du fait d’une navigation maritime intense au large de la zone d’étude (Dispositif de Séparation du Trafic (DST) d’Ouessant), la mer d’Iroise est particulièrement vulnérable aux aléas du trafic maritime. De nombreux accidents y ont déjà eu lieu : Amoco Cadiz (16/03/1978), Gino (28/05/1979), Melbridge Bilbao (12/11/2001) qui s’était échoué sur l’île de Molène (par chance sans causer de dégâts majeurs…).

Les engagements de la France en matière d'émissions de gaz à effet de serre[1] imposent une politique volontariste de développement des énergies renouvelables. Disposant du second potentiel européen de production d'électricité à partir de centrales éoliennes en mer, cette filière est donc susceptible de se développer (ADEME-CLAROM 2002).
Dans le cas d'un projet d'implantation d'éoliennes en mer, les études d'impact abordent les contraintes techniques (mesure de vent, puissance de l’installation, plan de maintenance, raccordement au réseau), environnementales (impacts de l’installation sur le milieu) et socio-économiques (Kannen et al. 2004). Sur ce dernier point, il est notamment nécessaire d'évaluer l'impact potentiel des installations sur les activités humaines présentes qui peuvent être classées en deux groupes selon le degré de perturbation (CA-OWEE 2001).
-Les activités susceptibles d’être très affectées par l’implantation d’éoliennes en mer sont la navigation maritime et la pêche pratiquée à l’aide d’arts traînants. Du fait des risques de collisions, les principales voies de navigation et les chenaux d’accès aux ports sont évidemment à proscrire. La pratique des arts traînants (chaluts, dragues, lignes…) est également susceptible d’être fortement dérangée par l’implantation d’éoliennes en mer. Il peut en être de même pour des activités exploitant des espaces très restreints où l'implantation d'éoliennes pourrait quasiment rendre impossible le déroulement des activités.
-Les activités susceptibles d’être moins affectées par l’implantation d’éoliennes en mer sont la pêche pratiquée à l’aide d’arts dormants (filets, casiers)[2] et la pêche de loisir.
 
Pour mettre en évidence une « zone optimale d’installation » d’un projet de parc éolien en mer d’Iroise, les territoires de pratique potentielle des activités humaines présentes sont superposés en fonction du degré de perturbation engendré. La simulation conduit à l’évaluation des risques de conflits potentiels suivant les zones d'implantation (figure 5).

[1] Directive européenne du 27 septembre 2001 relative à la promotion de l'électricité produite à partir de sources d'énergies renouvelables qui prévoit pour la France un objectif indicatif de consommation d'électricité produite à partir d'énergies renouvelables de 21 % à l'horizon 2010, contre 15 % en 1997.

[2] Les fondations des éoliennes peuvent être conçues pour devenir des récifs artificiels et donc avoir éventuellement des effets bénéfiques sur la ressource

Commentaire : Les résultats de simulation montrent que le contexte multi-usage de la mer d’Iroise est une des contraintes majeures que devrait prendre en compte un projet d’implantation d’éoliennes sur cette zone. Néanmoins elle n’est pas la seule car les caractéristiques physiques (la bathymétrie notamment) ne sont pas très propices à ce type d’installation. En effet, pour éviter des coûts de construction et de maintenance trop élevés, les éoliennes devraient être implantées à proximité de la côte pour bénéficier des faibles profondeurs (de préférence inférieures à 30 mètres) sachant que les secteurs abrités tels que la rade de Brest et dans une moindre mesure la baie de Douarnenez possèdent des potentiels éoliens faibles du fait de la turbulence des vents. De plus, pour chaque site d'implantation, des contraintes environnementales, paysagères, techniques, économiques et financières devraient bien sûr être prises en compte.

SIMARIS est un projet collaboratif financé par la Région Bretagne d’une durée de 2 ans (de fin 2007 à fin 2009) et qui comporte trois phases principales :


Phase 1 : Compréhension du besoin en confirmant et en validant les hypothèses émises sur le marché potentiel

Phase 2 : Conception et réalisation du simulateur SIMARIS
-Conception et réalisation d’un système logiciel générique pouvant s’adapter aux contextes géographiques locaux et aux besoins des clients
-Réalisation d’une maquette de démonstration sur une zone pilote


Phase 3 : Validation et stratégie de commercialisation du produit
 La phase 1 est actuellement en cours d’achèvement et la phase 2 vient juste de débuter. La réalisation du simulateur est donc en cours (figure 6).

Dans un objectif opérationnel, il est indispensable que les gestionnaires soient à même de comprendre l’organisation et le déroulement des activités humaines sur leur territoire de compétence. Cela implique une approche pluridisciplinaire et innovante fondée sur la modélisation permettant de produire une information pertinente et synthétique, sous forme cartographique notamment. Ce type de démarche permet l’élaboration de scénarios susceptibles d’alimenter les prises de décision des acteurs de l’action publique :
- en illustrant la variabilité du déroulement des activités au cours de l’année et notamment en mettant en évidence des zones de conflits potentiels ;
- en apportant une aide à la décision suite à un évènement exceptionnel tel qu’un naufrage, ou dans le cas d’un projet pouvant modifier durablement le déroulement des activités présentes sur la zone tel que l’implantation d’éoliennes en mer.
Le projet SIMARIS vise donc à consolider les compétences de Terra Maris dans le domaine de l’aide à la gestion des usages en mer côtière en lui fournissant un produit performant et suffisamment flexible. Il s’agit d’être en mesure de proposer des prestations de service innovantes pour répondre à des commandes (publiques et privées) répondant à des applications diverses :
- la gestion courante d'un espace marin en fournissant une vision globale du déroulement quotidien des activités (gestion et surveillance des flottilles de pêche, gestion quotidienne d'une Aire Marine Protégée…) ;
- la gestion des risques environnementaux (mise en évidence de la pression exercée par les activités humaines sur le milieu, prévention et lutte contre les pollutions marines accidentelles…) ;
- la gestion de crise en permettant un accès rapide à une information adaptée (détermination d'une période et/ou d'une zone d'interdiction en mer suite à un accident, assistance à la mise en place de processus d'indemnisation…) ;
- la gestion concertée en mettant en relief l'interdépendance entre les différents éléments du système afin de promouvoir des concertations sur le terrain qui devront être relayées par les outils institutionnels de gestion (Pennanguer 2005) .

  ADEME-CLAROM, 2002. "Document de cadrage". Séminaire ADEME-CLAROM / Etat des lieux du développement de l'éolien offshore, Rueil-Malmaison.
Bartlett D., 1999. Working on the frontier of Science : applying GIS to the Coastal Zone, Marine and Coastal GIS, Wright & Bartlett, Taylor & Francis, p. 11-24.
CA-OWEE, 2001. Offshore Wind Energy. Ready to power a sustainable europe. Duwind 2001.006, Delft University of Technology, The Netherlands, Delft University Wind Energy Research Institute (Duwind).
Cicin-Sain B., Knetch R.W., 1998. Integrated coastal and ocean management, concepts and practices. Island Press, Washington D.C., 517 p.
Cronne L., 2006. Spatialisation d'une activité de pêche professionnelle et évaluation des perturbations potentielles engendrées sur les fonds benthiques. Application à la pêche à la drague en rade de Brest, Université de Bretagne Occidentale / Laboratoire Géomer (UMR 6554 CNRS) / Mémoire de DEA / 50 p.
Cuq F., 2000. "Systèmes d'information géographique et gestion intégrée des zones côtières". CoastGIS'99. Ifremer/SHOM, Brest, p. 18-30.
Cuq F., Bourcier P., 2002. Contribution méthodologique pour le couplage de modèles qualitatifs et quantitatifs au sein d'un Système d'Information Géographique, Rapport final PEVS (CNRS).
Dronkers J., Vries I., 1999. "Integrated coastal management: the challenge of transdisciplinarity". Journal of Coastal Conservation, volume 5, p. 97-102.
Kannen A., Gee K., Glaeser B., 2004. "Offshore Wind Farms, spatial planning and the German ICZM strategy". Littoral 2004, Aberdeen (Scotland), p. 450-455.
Le Tixerant M., 2004. Dynamique des activités humaines en mer côtière ; application à la mer d'Iroise. Thèse de géographie, Université de Bretagne Occidentale, 210 p.
Le Tixerant M., Gourmelon F., 2006. "Approche dynamique du déroulement d'activités humaines en mer côtière". Cybergeo : Revue européenne de géographie, p. 16.
Pennanguer S., 2005. Incertitude et concertation dans la gestion de la zone côtière. Thèse de doctorat halieutique, Agrocampus Rennes (Département halieutique) ; Université de Bretagne Occidentale (CEDEM) ; Portances-Conseil (SARL), 374 p.
Tissot C., 2003. Evaluation de la variabilité des activités humaines dans l'espace et dans le temps. Application à l'étude des pratiques agricoles intensives dans le département du Finistère. Thèse de géographie, Université de Bretagne Occidentale, 234 p.