Présentation de Lucie Froehlicher, Damien Ertlen et Dominique Schwartz au séminaire "LIDAR et façons culturales" tenu à Besançon le 19 et 20 mai 2015 dans le cadre du projet RurLand
Typologie des structures agraires et parcellaires fossilisés sous couvert for...
L'apport du LIDAR dans l'étude des structures agricoles : le cas des rideaux de culture en Alsace
1. L'apport du LIDAR dans l'étude des
structures agricoles : le cas des rideaux
de culture en Alsace
Lucie FROEHLICHER, Damien ERTLEN , Dominique SCHWARTZ
Laboratoire Image Ville Environnement (UMR 7362)
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Séminaire « LIDAR et façons culturales », Besançon, 19 & 20 mai 2015
2. I) Contexte de l’étude
Sujet de thèse
« Les haies, une alternative à l’openfield dans les zones lœssiques d’Alsace ? Perspectives
historiques, systèmes agraires du futur, érosion, effets sur le colluvionnement et le stockage du
carbone »
Programme GERIHCO / Lutte contre les coulées boueuses d’origine agricole en Alsace
(financements Agence de Bassin Rhin-Meuse, ADEME + Région Alsace)
Objectifs de la thèse
Approche historique : Etablir une étude sur l’évolution des systèmes de haies en Alsace et cela depuis les
premières mentions retrouvées (IXème siècle)
Approche pédologique : Analyse et quantification des flux de carbone organique contenu dans les sols
agricoles de haies.
Approche cartographique : Reconnaissance et digitalisation de systèmes de haies (entier/relique/disparu)
en Alsace par l’analyse des rideaux de cultures à partir du LIDAR
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3. II) Reconnaissance des structures agraires de type « rideaux de
culture » à partir du LIDAR
Rideaux de culture
Talus colluvial situé à l’amont de la haie
en raison de l’érosion agricole en amont
3
A) Qu’est-ce qu’un rideau de culture ?
COMMENT RECONNAÎTRE/DÉTECTER
CES STRUCTURES ?
Source photo/figures : Lucie Froehlicher
Av/Ap
4. 4
Méthode
Localisation de l’ensemble des structures linéaires dans les
paysages vallonnés (piémont / montagne vosgienne), y compris
pour les structures visibles sur photos aériennes
Détection manuelle sur l’ensemble des LIDAR disponibles sur
L’Alsace :
- 75 % du Haut-Rhin
- 25 % du Bas - Rhin
Objets analysés
Structures linéaires d’origine agricole : les rideaux de
culture (volonté d’exclure les terrasses…)
B) LIDAR : Fonctionnement et objet de son utilisation dans notre étude
LIDAR JAMAIS UTILISÉ SEUL DANS NOTRE
ÉTUDE POUR LA SÉLECTION DES SITES
Source figure : Lucie Froehlicher d’après Benoit SITTLER
5. 5
C) L’importance des données complémentaires : Apport des photos aériennes et documents géohistoriques
Structure haie « en
place »
Structure haie
« relique/disparue »
La photo aérienne
suffit à observer la
structure
Insuffisante
Le LIDAR permet de
lire les structures
modernes en place si
relief
Le LIDAR permet de
lire les traces de
structures anciennes
en place si relief
L’assemblage PHOTO + LIDAR permet de
visualiser les traces de structures agraires
anciennes sur un paysage moderne
Atteste la présence/absence et l’évolution
des structures agraires de type haies
6. • Habsheim (HAUT-RHIN /68/ Alsace)
6
III) Etudes de cas
A) Les structures encore visibles
Prospection établie d’après
les résultats LIDAR et des
caractéristiques
pédologiques + occupation
du sol
Prospection de terrain :
RIDEAUX +
Activité agricole + Lœss
Source : Lucie FroehlicherSource : Lucie Froehlicher , LIDAR CG68
Source : Lucie Froehlicher , Photos IGN
7. 7
• Habsheim (HAUT-RHIN /68/ Alsace)
Sélection du site et mise en place d’un protocole d’échantillonnage
Les premières observations LIDAR
ont permis de sélectionner un site
conforme à notre cahier des charges
Source figure : Lucie Froehlicher
Deux phases d’érosion :
1 avant l’installation des haies
1 après l’implantation des haies
8. 8
• Uffheim (HAUT-RHIN /68/ Alsace)
LIDAR du secteur de Sierentz/Uffheim ;
Source : InfoGéo68
Photo aérienne du secteur
d’Uffheim/Sierentz ;
Source : IGN
Plan d’arpentage de la commune d’Uffheim ;
Source : Archives Départementales du Haut-Rhin
9. 9
• Uffheim (HAUT-RHIN /68/ Alsace)
Source figure : Lucie Froehlicher
Deux phases d’érosion :
une avant l’installation des haies
une après l’implantation des haies
Tripode XVIème siècle
10. 10
B) Les structures reliques ou disparues sous forêt
• Osenbach (HAUT-RHIN/68/Alsace – Colline du Heidenberg)
1 Ce que l’on voit aujourd’hui du ciel
2 Ce que l’on voit avec le LIDAR
Source photo : Lucie Froehlicher
3 Ce que l’on voit sur le terrain
Une topographie très marquée : rideaux de culture1,80 m
11. 11
IV) Les « erreurs » de lecture du paysage
Structures pouvant être interprétées sur le LIDAR comme des rideaux de cultures :
Limites géologiques
Les terrasses (modernes/anciennes)
Les steinrudeln (murgers)
Les ackerbergen (crêtes de labour)
Source photo : Dominique Schwartz
Source : Infogéo68
Source : Infogéo68
12. 12
CONCLUSION
APPORTS du LIDAR :
Couverture importante du territoire (Haut-Rhin)
Première étape dans la sélection des sites
Localisation rapide des structures
Mise en avant des structures sous n’importe quel couvert végétal
Cartographie des structures agraires en général
LIMITES :
Problèmes de lecture du LIDAR (confusions entre types de structures)
Manque de données pour le Bas-Rhin
Mise en place d’une systématisation de la détection des structures de type rideaux de culture difficile (choix
des critères et marge d’erreur)
13. 13
DIAPO BONUS N° 1
Source : Jean Colombe ;
Besançon - BM - ms. 0148
f. 139v ; Victoire de David
sur les Philistins ;
vers 1480-1485
Parcellaires (CZ) ; Source : Google Earth Rideaux de culture en République Tchèque ; Source : Lucie Froehlicher ; 2013
Retable conservé au musée de Freiburg (D) fin XVème;
Source : Dominique Schwartz
Rideaux de culture dans la vallée de Munster; Source : InfoGéo68
14. 14
Parcellaire en République Tchèque ; Source : Google Earth
Source : Gravure de Merian / Secteur de Wissembourg
DIAPO BONUS N° 2
A travers cette étude, nous cherchons à répondre à de réelles problématiques environnementales (ici la question du stockage du carbone et celle de l’érosion).
Différents objectifs sont visés dans cette thèse, mais nous ne présenterons ici que l’aspect « cartographique », en présentant l’apport du LIDAR pour la reconnaissance des structures agraires de types haies en Alsace.
Un « rideau de culture » est une forme de paysage dont la formation est attribuée à l’accumulation de colluvions à l’amont de la haie, induisant un exhaussement de cette dernière.
Le LIDAR est utilisé dans notre étude pour reconnaître les « rideaux de cultures » présentés précédemment. Ainsi, à partir des couvertures LIDAR disponibles sur l’ensembles du territoire alsacien, une reconnaissance/digitalisation systématique de toutes ces structures linéaires est réalisée. Ce travail est effectué essentiellement sur les zones de piémont et les zones vallonnées.
Une fois les structures relevées, le travail n’est pas terminé. En effet, le LIDAR n’est jamais utilisé seul dans notre étude ; son utilisation est complétée par un jeu de données variées comprenant des photos aériennes à différentes dates, des plans et des cartes anciennes et d’autres documents géohistoriques du même secteur d’étude.
Cette diapositive présente l’importance des données complémentaires pour l’étude des « rideaux de culture ». En effet, l’étude de ce type de structure nécessite une superposition des informations LIDAR/PHOTOS/TERRAINS/DOCUMENTS GEOHISTORIQUES.
Le tableau présente l’apport de chaque document en fonction de l’état de conservation de la structure (haie en place/relique/disparu).
Dans cette partie « Etude de cas » différents sites sont présentés avec des structures de type haies/rideaux de culture encore visible (A) et relique sous forêt (B).
Le site d’Habsheim apparaît comme un des site majeur de notre étude.
C’est à partir de l’image LIDAR que l’étude de ce site a démarré. En effet, comme le montre l’image LIDAR à gauche sur laquelle sont digitalisées en rouge toutes les structures linéaires, cette zone apparaît comme un site à fort potentiel pour notre étude. Associée aux nombreuses photos aériennes et à l’apport des documents géohistoriques ainsi qu’a plusieurs phases de prospections, elle a confirmé son potentiel.
Ainsi, ce dernier a été sélectionné pour notre étude et a fait l’objet de nombreuses analyses.
Ce schéma du site d’Habsheim décrit la topographie ainsi que l’ensemble des fosses et des carottages réalisés. L’organisation entre les parcelles séparées par des haies ainsi que l’organisation des différents horizons du sol avant et après les structures de types haies rendent compte du cahier des charges établi pour la sélection des sites. Ainsi, le LIDAR apparaît pour cette étude comme le premier jalon de mes outils de travail pour ce qui est de la sélection des sites.
L’étude du site d’Uffheim répond aux mêmes critères que pour le site d’Habsheim. On analyse dans un premier temps l’image LIDAR, puis la photographie aérienne. Des haies sont bien présentes aujourd’hui et sont associées à des rideaux de culture qui témoignent de l’ancienneté du système. D’autre part, les documents géohistoriques témoignent d’un passé agricole dans la zone.
Sur cette diapositive, on retrouve le schéma du site d’Uffheim ainsi que le détail de deux fosses qui caractérisent ce site :
une fosse (UFF01) avec un sol érodé ne présentant qu'un horizon de labour (L) et l’horizon C (le substrat)
Une fosse (UFF03) avec un grand horizon d’accumulation, caractéristique des sols de haies.
Dans cette partie B, on traite des structures de type rideaux de culture qui ne sont plus associées à des haies aujourd’hui et qui sont recouvertes par un couvert forestier.
Le site d’Osenbach en est un exemple parfait. En effet, comme le montre la photographie aérienne, le site est actuellement sous forêt, une forêt très dense qui ne permet de ne déceler aucune structure agraire.
Avec le LIDAR on distingue très clairement de grandes structures linéaires suivant les courbes de niveau de la zone, très semblables à des rideaux de culture. Une fois sur le terrain, le dessin de la structure est très clair. En effet, il s’agit d’une succession de grands rideaux de culture (voir échelle). D’autre part, le passé cultural de cette zone a été prouvé à partir de documents anciens comme les plans terriers.
Les précédentes diapositives ont permis de mettre en avant les différents sites importants de notre étude à partir du LIDAR. Néanmoins, la première phase d’analyse à partir du LIDAR est parfois trompeuse. En effet, des « erreurs » de lecture peuvent être réalisées du fait de l’existence de nombreuses formes linéaires s’inscrivant dans le paysage : limites géologiques, les terrasses, les murgers ou encore les ackerbergen….
Pour pallier ces erreurs de lecture, une phase de prospection est indispensable avant d’assigner une origine structurale à ces différents types de formes.
Cette diapositive permet de conclure en établissant un listing des apports et des limites du LIDAR dans notre étude.
Ces diapositives « bonus » présentent des exemples de structures agraires de type haies associées à des rideaux de culture à travers différents documents modernes ou anciens.
