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Approche méthodologique pour l'étude des dynamiques paysagères. Le cas de l'Indre et Loire


Session Parcs naturels
 


Clélia Carreau
Université de Tours, UFR Droit, Sciences économiques et sociales
Département de Géographie,
Master Professionnel Paysages et Territoires Ruraux
BP 0607, 37206 Tours Cedex 03
Clelia.Carreau@etu.univ-tours.fr
 
 
Jean Louis Yengué
UMR CITERES 6173
33, allée Ferdinand de Lesseps, BP 60449
37204 Tours Cedex 03
02 47 36 15 35
Université de Tours, UFR Droit, Sciences économiques et sociales
Département de Géographie,
BP 0607, 37206 Tours Cedex 03,
Tél. : 02 47 36 11 57
yengue@univ-tours.fr

 

Mots-clés et logiciels ESRI utilisés
 


Mots-clés : Paysage, occupation du sol, dynamique, SIG

Logiciels ESRI utilisés : Arcview 9.1

 

Introduction
 
Dans le cadre de "Espaces habités, espaces anticipés ; qualification, appropriation et analyse" (EHEA), un programme de recherche financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), nous avons pour objectif d’élaborer une méthode pour identifier les dynamiques de l’occupation du sol, un des éléments du paysage. Nous avons travaillé sur une portion du val de Loire dans le département 37, site volontairement restreint pour minimiser les contraintes de taille de fichier.

1. Méthodologie


La méthodologie adoptée est fortement inspirée d’un travail déjà publié (Jean Louis YENGUE, Octobre 2003 "Application du SIG à l'étude des dynamiques paysagères. Le cas de la Loire moyenne", Conférence francophone ESRI SIG 2003, 2-3 octobre 2003 issy les Moulineaux. CD Rom http://www.esrifrance.fr/actu/SIG2003/Communication/univtours/univtours_esri.htm). Pour rappel, dans cette démarche, le paysage est décomposé en cinq "grands thèmes" (niveau 1), composés de "thèmes" (niveau 2), eux même constitués de "sous thèmes" (niveau 3), etc. comme suit :





Il en résulte donc une structure pyramidale qui facilitera la comparaison entre les différentes années.
 
La structure du SIG, réalisé sous ArcView 9.1, est calquée sur cette organisation pyramidale. Nous avons fait des "grands thèmes" des couches d'informations, composées de champs ("Thèmes"). Les valeurs possibles que peuvent contenir ces champs correspondent aux "sous thèmes". Les "sous thèmes" peuvent également être décomposés. Il suffit d'y associer une nouvelle couche. La structure pyramidale peut ainsi se reproduire à l'infinie. Mais la multiplication des étages rend d'autant plus complexe le croisement des informations entre les différentes années.
 
Le SIG est alimenté par l'analyse de photographies aériennes multidates. Mais contrairement au travail précédent, nous avons travaillé non plus sur 2 années, mais sur 4 (1956, 1972, 1991 et 2001), la difficulté étant de trouver les traitements qui permettent d’exploiter au mieux cette masse d’informations.


2. Dynamiques spatiale sur quatre années


Le SIG construit est composé de 4 modules autonomes et auto suffisants. Les analyses que nous avons réalisées peuvent être classées en 2 groupes : les analyses doubles et les analyse multiples.

2.1 Les analyses doubles



Ce type d’analyse ne prend en compte que deux années. Il s’agit en fait de l’application à d’autres dates d’une méthode élaborée pour les années 1956 et 2001.

2.1.1 Les analyses "avant-après"
 
Ce sont les plus simples, les plus classiques et les plus répandues. Il s'agit de commenter les cartes de l'occupation du sol de 1956, 1972, 1991 et 2001 (Carte 1, 2 et 3) couplées avec des données chiffrées issues de la table attributaire.



Les plateaux et leur rebord. Situés en limite de la zone d’étude, ces plateaux se caractérisent par une polyculture stable de vignes et de terres labourées. Cependant, la vigne y domine largement. Sur ces plateaux se trouvent également les principales agglomérations (Montlouis sur Loire, Vernou sur Brenne et Noizay). En 1972, leur développement s’est relativement étendu comparativement à 1956, faisant disparaître terres cultivées et vignes (extension est et ouest de Montlouis sur Loire).
 
Les plaines inondables. En 1972, la vaste et large prairie qui occupait dépression de la Cisse (située dans la plaine nord) en 1956, disparaît. Elle se retrouve majoritairement occupée par des terres labourées et quelques formations boisées peu denses. D’autre part, le parcellaire s’agrandit. La plaine sud a quant à elle peu évolué par rapport à 1956, restant occupée par des cultures de grands champs et une formation boisée qui s’est densifiée.
Le lit endigué. Très découpé par de multiples bancs de sable en 1956, l’écoulement de la Loire se concentre, en 1972, en un chenal unique. Associé à l’assèchement des bras secondaires, se développent des îles, colonisées par des formations boisées. En 1972, les bancs de sable sont également occupés par des formations boisées peu denses et des friches herbacées.



Les plateaux et leur rebord. Comparativement à 1972, l’occupation du sol des plateaux a peu évolué mis à part l’apparition de quelques prairies et formations boisées. En ce qui concerne les agglomérations, leur croissance spatiale a explosé (Vernou sur Brenne et Montlouis sur Loire).

Les plaines inondables. En 1991, la plaine nord est restée stable, toujours occupée par des terres labourées. A noter cependant l’apparition de prairies ainsi qu’une augmentation et un morcellement des parcelles boisées. La plaine sud, bande de terre localisée entre la levée sud et le coteau, est restée colonisée par une formation boisée. Toutefois, les terres cultivées ont reculé au profit de la croissance urbaine.

Le lit endigué. De 1972 à 1991, le chenal principal de la Loire laisse apparaître de nouveaux bancs de sable.



Les plateaux et leur rebord. En 2001, ce sont toujours les vignobles qui dominent sur le plateau nord, tandis que le développement urbain a gagné du terrain sur les terres cultivées. Par ailleurs, l’expansion de Montlouis sur Loire a phagocyté les dernières parcelles de vignobles qui restaient en 1991.

Les plaines inondables. La plaine nord, déjà marquée par une renaissance des prairies en 1991 voit leur nombre augmenter en 2001. Ailleurs, les modifications de l’occupation du sol sont faibles mais les parcelles s’agrandissent.

Le lit endigué. Entre 1991 et 2001, le lit de la Loire est resté relativement stable, mis à part l’apparition de nouveaux bancs de sables et îles.

2.1.2 Les analyses "modifications"
 
Nous avons voulu aller plus loin que l'analyse "avant-après" et construire une réelle cartographie des dynamiques. L'espace étudié a donc été segmenté en trois ensembles en fonction de l'évolution de leur type d'occupation du sol : les espaces non modifiés, les espaces légèrement modifiés et ceux fortement modifiés. Chaque classe est associée à une carte "avant-après" pour illustrer dans le détail la dynamique. Celle-ci est identique aux précédentes (couche d'entrée) mais découpée par les nouveaux ensembles (couches de découpage). Ainsi, la même procédure a été appliquée pour les groupes d’années 1956-1972, 1972-1991, 1991-2001.
Cette procédure se base sur des requêtes SQL appliquées au "fichier couche" Union, résultant de l'union de toutes les tables, c’est-à-dire celles de 1956, 1972, 1991 et 2001. Par la suite, afin de situer les différents éléments constitutifs de l’occupation du sol pour une année, "le fichier couche" Union, issu de l’union de toutes les couches de l’année en question a été découpé par les différentes couches d’entités constituant l’occupation du sol, (couches obtenues à partir de requêtes SQL sur le "fichier couche" Union, global). Ceci en vue d’obtenir le parcellaire correspondant à l’année étudiée et non pas à la superposition des quatre années.

Années 1956-1972
Comme pour l’analyse de l’évolution de l’occupation du sol entre 1956 et 2001, la même démarche a été suivie pour 1956-1972, avec une segmentation de la zone d’étude en trois ensembles de typologie identique à 1956-2001. La dynamique d’évolution est ensuite illustrée par une carte "Avant (1956)-Après (1972)" (carte 4).



ODS Espaces non modifiés
S’agissant des terres ayant conservé la même occupation entre 1956 et 1972, ils ont été localisés par requête SQL sur le "fichier couche" Union. Ces espaces non modifiés représentent la majeure partie des terres labourables situées entre la Loire et la dépression de la Cisse. Le lit endigué de la Loire ainsi que les zones urbaines de Noizay, Vernou sur Brenne et Montlouis sur Loire n’ont pas subi de modifications entre ces deux années. Il en va de même pour les parcelles boisées localisées sur le coteau près de Noizay, et les vignes présentes sur le plateau sud-ouest (carte 5).



ODS Espaces fortement modifiés
Les espaces fortement modifiés concernent notamment la dépression de la Cisse dont certaines parcelles de prairies en 1956 se sont transformées en parcelles boisées en 2001. A noter également la disparition de terres agricoles et de bois au profit de l’urbanisation (zone de Montlouis sur Loire et Noizay). Le lit endigué de la Loire a aussi subi des modifications : les nombreux bancs de sable colonisés en 1956 par des friches se retrouvent occupés par des formations boisées en 1972. Un bras secondaire, présent en 1956, est complètement fermé par la végétation boisée en 1972 (carte 6).



ODS Espaces légèrement modifiés
Ces espaces concernent la prairie de la dépression de la Cisse et les vignobles du coteau nord qui, en 1972, deviennent cultivés (carte 7).



Années 1972-1991
 
Espaces modifiés



ODS Espaces non modifiés
Il s’agit de la totalité des terres cultivées, du lit endigué de la Loire et de sa ripisylve, ainsi que des zones urbaines de Noizay, Montlouis sur Loire et Vernou sur Brenne (carte 9).



ODS Espaces fortement modifiés
Ces espaces concernent les terres cultivées qui disparaissent suite au développement urbain, notamment sur Vernou sur Brenne et Montlouis sur Loire. Le lit endigué de la Loire évolue avec une augmentation des bancs de sable en 1991. En ce qui concerne la ripisylve de la Cisse, elle est plus développée en 1972 qu’en 1991 (carte 10).



ODS Espaces légèrement modifiés
Les espaces légèrement modifiés entre 1972 et 1991 concernent principalement quelques parcelles de vignes situées dans la plaine entre la Loire et la Cisse ainsi que sur le coteau sud-est. Ce vignoble a évolué en terres cultivées. Les formations boisées occupant cette même plaine et la varenne sont présentes ces deux années (carte 11).



Années 1991-2001

Espaces modifiés



ODS Espaces non modifiés
Ces espaces non modifiés sont globalement constitués du lit endigué de la Loire (bancs de sable colonisés par des formations boisées peu denses et des friches herbacées), des agglomérations de Montlouis sur Loire, Noizay et Vernou sur Brenne. D’autre part, les formations boisées situées sur le rebord du coteau nord sont présentes à la fois en 1991 et en 2001 (carte 13).



ODS Espaces fortement modifiés
Ils concernent en grande partie les terres agricoles disparues au détriment de la croissance urbaine, surtout autour de Montlouis sur Loire et Vernou sur Brenne. Le lit endigué de la Loire présente également des modifications tendant vers une augmentation des bancs de sables en 2001. Par ailleurs, les bancs de sable colonisés en 1991 par des friches herbacées évoluent  en formations boisées (carte 14).



ODS Espaces légèrement modifiés
Il s’agit de terres situées dans la dépression de la Cisse, cultivées en 1991, qui sont devenues prairies en 2001, et pour quelques unes d’entre elles des vergers. On retrouve aussi la majeure partie du vignoble localisé sur les coteaux ainsi que quelques bancs de sable dans le lit de la Loire (carte 15).



2.2 Les analyses multiples



2.2.1 Les analyses multiples générales


Pour l’ensemble des quatre années nous avons cartographié les dynamiques ayant eu lieu de 1956 à 2001 suivant la même démarche que précédemment. La zone d’étude a été segmentée en trois ensembles en fonction de l’évolution de leur type d’occupation du sol : les espaces non modifiés, les espaces légèrement modifiés et ceux fortement modifiés (carte 16).
A partir de requêtes SQL sur le fichier correspondant à l’union de toutes les tables de 1956, 1972, 1991 et 2001, a été établi cette carte. On y retrouve donc les espaces qui sont restés stables aussi bien en 1956, 1972, 1991 et 2001 ; ceux qui ont subi de légères modifications ainsi que ceux fortement modifiés également sur les quatre années en même temps. On obtient ainsi une évolution combinée globale sur 1956, 1972, 1991 et 2001 montrant la dynamique de l’occupation du sol.



- Les espaces non modifiés. C’est le cas des terres qui ont gardé une occupation identique entre les quatre séries de photos. Ils ont été localisés grâce à une requête SQL, par sélection par attributs, sur le"fichier couche" Union issu de l’union des tables de 1956, 1972, 1991 et 2001.
 
- Les espaces fortement modifiés, c'est-à-dire ceux dont le "grand thème" de l'occupation du sol (et à fortiori le "thème" et le "sous thème"), a changé entre 1956, 1972, 1991 et 2001. Ces espaces ont également été identifiés grâce à une requête SQL, ou plus précisément à l'inverse d'une requête SQL (Annexe).
 
- Les espaces légèrement modifiés. Dans cette classe, sont regroupés les espaces marqués par le changement du "Thème" de l'occupation du sol et la stabilité du "Grand Thème". Pour les cartographier, il a été retenu l’inverse des deux requêtes SQL précédentes appliquées au "fichier couche" Union.

2.2.2 Les analyses Suppression-Création
 
Pour un élément bien précis de l’occupation du sol, les formations boisées dans notre cas, nous avons identifiés sur l’ensemble des quatre années:
-      Les boisements stables de 1956 à 2001, par requête SQL sur le fichier couche Union ;
-      Les boisements présents pour chacune des années considérées, soit 1956, 1972, 1991 et 2001, par sélection par entités ;
-      Les boisements apparus uniquement en 1956, 1972, 1991 et 2001, extraits par la même méthode ;
-      Les boisements disparus, également pour 1956, 1972, 1991 et 2001, obtenus aussi par sélection par entités.
 
On obtient alors une carte retraçant la dynamique des formations boisées de 1956 en passant par 1972,  1991 et 2001 (carte 17). Ainsi depuis 1956, les bois présents sur ‘La Varenne’ et ‘l’île du Chapeau Bas’ sont restés stables. Il en est de même pour les boisements situés sur le plateau nord, en rive gauche de la Cisse.
Certaines îles ont vu leurs boisements disparaître en 1956 pour être recolonisées en 1972, sur la même île, mais en des endroits différents. En ce qui concerne les formations boisées localisées dans la plaine nord-est, en rive gauche de la Cisse, elles sont apparues dans les années 1970 et n’ont subi que peu de modifications jusqu’en 2001. Un constat identique peut être établi pour la ripisylve de la Cisse, au sud-est de Noizay, ainsi que pour les parcelles boisées localisées au sud de Noizay.
A noter qu’en 1991 et 2001, de nouvelles îles boisées se sont formées dans le lit endigué de la Loire. Par ailleurs, à partir de 1991, la ripisylve de la Brenne s’est étendue.
A cette carte ont été associées quatre autres montrant l’évolution pour 1956-1972 (carte 19), 1972-1991 (carte 20), 1991-2001 (carte 21) et 1956-2001 (carte 18). Ceci afin d’avoir une analyse plus fine de la dynamique des boisements pour chaque période.











Conclusion
 
Ce travail illustre l'importance du SIG dans l'identification des dynamiques de l'occupation du sol. L'apport de ce travail est double. D'une part, l'adaptation d'une démarche qui repose sur la comparaison entre deux dates. Les résultats sont assez concluants. D'autre part l'expérimentation d'un croisement entre quatre dates. La démarche apporte déjà de nouveaux éclaircissements sur les dynamiques de l'occupation du sol. Mais elle demande encore à être développée pour mieux prendre en compte les temporalités.


© ESRI France