Classe concernée

Première spécialité

Place dans le programme

  • Enjeux contemporains de la planète
  • Écosystèmes et services environnementaux
  • L’humanité et les écosystèmes : les services écosystémiques et leur gestion

La connaissance scientifique des écosystèmes (l’écologie) peut permettre une gestion rationnelle des ressources exploitables, assurant à la fois l’activité économique et un maintien des services écosystémiques.

L’ingénierie écologique est l’ensemble des techniques qui visent à manipuler, modifier, exploiter ou réparer les écosystèmes afin d’en tirer durablement le maximum de bénéfices (conservation biologique, restauration ou compensation écologique, etc.).

Temps estimé : 2 heures

Mise en situation

Notre société doit faire face à une érosion de la biodiversité de plus en plus criante. L’artificialisation des sols est une des premières causes du recul de la biodiversité. Les espèces ont de plus en plus de difficultés à trouver des habitats fonctionnels sur le plan écologique. L’enjeu est ainsi de préserver, voire restaurer, une trame de réseaux écologiques.

La trame verte et bleue (TVB) est un projet du Grenelle de l’Environnement. Elle vise à maintenir ou à reconstituer un réseau d’échanges sur les territoires pour que les espèces animales et végétales puissent assurer leur survie. La préservation globale de la biodiversité doit permettre de maintenir les fonctionnalités des écosystèmes et les services rendus. Ces services sont essentiels pour l’attractivité, l’économie et la qualité de vie du territoire régional (tourisme, qualité de l’eau, agriculture, etc.).

La TVB est une déclinaison française de la notion de réseau écologique. Au sens réglementaire, les continuités écologiques sont composées de réservoirs de biodiversité, espaces riches en biodiversité dans lesquels les espèces effectuent tout ou partie de leur cycle de vie, reliés entre eux par des corridors écologiques.

Eléments de la Trame verte et bleue : réservoirs de biodiversité et types de corridors terrestres Source : Cemagref Bennett 1991

Les réservoirs de biodiversité sont parfois appelés cœurs de nature, il s’agit des zones accueillant une biodiversité riche et diversifiée. Les corridors écologiques assurent la liaison entre les réservoirs de biodiversité, ils permettent la dispersion des espèces. Ces corridors peuvent être linéaires (haies, ripisylves, bords de chemins…), en « pas japonais » c’est-à-dire composés d’espaces relais (mares, étangs, bosquets…), ou encore en matrices paysagères (milieux paysagers différenciés). Par définition, un corridor est désigné pour un type d’espèce (par ex : espèce arboricole ou forestière utilisant le couvert de la haie). On préférera ici la notion de zone de connexion biologique1 qui intéresse beaucoup d’espèces qui pourront transiter par la haie, les herbages, le sol nu, certaines cultures, les arbres isolés, le ruisseau, etc.

Approches pédagogiques

Dans le but d’étudier les TVB du Morbihan, nous proposons deux approches différentes. Une première approche qui consiste à interroger une représentation existante pour comprendre les données sous-jacentes ayant servi à la construction du modèle.

Dans une seconde approche plus technique, il s’agit d’utiliser un SIG pour construire une représentation des corridors écologiques en croisant des données éparses (fiche élève Loutre : annexe 1). La suite du document fait référence à ce deuxième exemple.

Utilisation d’un SIG

Le principal avantage d’un SIG est qu’il permet de répondre à des questions. Pour résoudre un problème avec un SIG, les étapes à suivre sont le plus souvent :

1. Énoncer le problème (ici, comment assurer une continuité écologique entre les différents réservoirs de biodiversité au sein du territoire étudié ?)

2. Obtenir les données (fichiers mis à disposition par l’enseignant)

3. Analyser le problème (comment trier les données ? Selon quels critères ?)

4. Présenter les résultats (créer une carte répondant à la problématique).

L’objectif de l’activité est d’interroger une base de données d’occupation des sols pour construire une carte mettant en évidence les trames vertes et bleues du département2.

Scénario pédagogique possible

On peut décliner les questions précédentes au regard de l’objectif fixé. Dans le cadre de l’aménagement du territoire à l’échelle du département, vous êtes chargé d’établir une carte des trames verte ou bleue.

Un fichier préparé par l’enseignant ( Voir Annexe 3 : préparation des données – Choix de l’emprise) est mis à disposition de l’élève. Il contient :

  1. un fond de carte Open Street Map,
  2. une couche d’occupation du sol (Corine Land Cover),
  3. une couche du réseau hydrographique
  4. une couche du réseau routier.
Illustration 2 : fond de carte de la région (Logiciel utilisé → QGIS version 3.16)

Il convient à présent d’analyser le problème : quelles données conserver pour répondre à la question ?

Pour les spécialistes, une trame verte et bleue est constituée de deux entités : des réservoirs biologiques, et des zones de connexion entre réservoirs (=corridors écologiques). Nous allons donc interroger la couche Corine Land Cover (occupation des sols (Voir Annexe 2 : le projet Corine Land Cover)) pour sélectionner les entités susceptibles de constituer un réservoir ou un corridor. Après discussion avec les élèves, on peut déterminer les entités pouvant constituer un réservoir de biodiversité : cela peut-être une forêt (de feuillus ou de résineux), un bois, une haie…

En utilisant les fonctionnalités du logiciel, les élèves vont construire une nouvelle couche (intitulée réservoirs) en rassemblant tous les éléments présents dans la couche CLC pouvant servir de réservoir biologique.

Sur la couche CLC_Morbihan : clic droit pour ouvrir la table > Sélectionner les entités en utilisant une expression : on choisit ici d’utiliser le code intitulé « code_18 » en cliquant sur le triangle devant la couche Corine Land Cover.

Illustration 3 : Sélection des entités à partir de leur code (code_18)

Sur l’exemple ci-dessus, le choix de l’élève s’est porté sur :

  • 311 → Forêts de feuillus
  • 312 → Forêts de conifères
  • 313 → Forêts mélangées
  • 322 → Landes et broussailles
  • 324 → Forêt et végétation arbustive en mutation

On obtient alors la couche suivante :

Illustration 4 : Réservoirs biologiques retenus dans le Morbihan

Cette démarche simple montre des résultats satisfaisants si on compare le résultat obtenu avec celui trouvé par les professionnels :

source : Réalisation d’une carte de synthèse nationale des continuités écologiques régionales – Billon et al - 2017

Illustration 5 : Réalisation d’une carte de synthèse nationale des continuités écologiques régionales

Penchons-nous ensuite sur la cartographie des zones de connexion biologique.

D’après les ressources mises à disposition des élèves, une connexion biologique peut être : un sol nu, un linéaire de haies, des herbages, des prairies… En utilisant la même technique que pour la couche précédente, nous pouvons sélectionner les entités constituant les connexions biologiques en vue de construire une couche que nous appellerons « corridors_biologiques ». Le document ci-dessous montre un exemple de ce qu’il est possible d’obtenir :

Illustration 6 : Connexions biologiques du Morbihan

A ce stade, il faut orienter la discussion avec les élèves vers les structures artificielles fragmentant les réservoirs et/ou surtout les voies de communication entre réservoirs biologiques. Naturellement, les élèves évoquent les ouvrages routiers, les lignes de chemin de fer ou les barrages sur les cours d’eau. Nous devons donc ajouter des données (préalablement préparées par le professeur) pour prendre en compte ces obstacles. Le dossier contient l’ensemble du réseau routier en Bretagne. Comme à chaque fois, il faut sélectionner les données pertinentes. A partir de l’étude d’un document sur le recensement des collisions entre des loutres et des automobiles (Voir document 1 de l’annexe 1 « Tableau analyse collisions ») , les élèves choisissent comme barrière infranchissable les autoroutes (absentes en Bretagne), les routes nationales ou départementales.

On peut utiliser une autre technique pour sélectionner les données pertinentes : le filtre. ( Clic droit sur la couche > Filtrer )

Illustration 7 : Filtrer les données concernant le réseau routier

La sélection des données se fait sur un champ grâce à une expression. Le champ choisi par les élèves est « CLASS_ADMIN » (il suffit de cliquer dessus). On recherche les entités où la valeur est égale à nationale ou départementale (toujours en cliquant dessus). Pour avoir une idée des valeurs possibles d’un champ, il suffit de cliquer sur « Toutes » dans la partie « Valeurs » de la fenêtre de filtre. On teste la requête puis on enregistre les données obtenues pour créer une nouvelle couche au format shp.

Illustration 8 : Outil « Filtrer »

En validant notre requête (par Ok), le nombre d’entités retenues selon les critères choisis apparaît à l’écran :

Illustration 9 : Vue partielle d’écran montrant les réservoirs en vert et le réseau routier en rouge

L’image montre donc la fragmentation des réservoirs biologiques, traversés par des routes infranchissables sans aménagement adéquat. En combinant et en affichant les différentes couches, on aboutit donc à une carte qui met en lumière les trames vertes ou bleues et les zones dites de « friction ».

Illustration 10 : Exemple de carte obtenue

La carte ci-dessous montre le résultat obtenu avec l’outil « TRAMES » du site géobretagne. Le résultat obtenu par les élèves est conforme au résultat proposé sur ce site.

Remarque : Il est illusoire de croire que ce travail est digne de l’activité d’un professionnel. Par exemple, le visualiseur « Trames » du site géobretagne combine davantage de données (de type raster ou vectoriel, des données csv, du maillage, …). Dans notre cas, les outils cartographiques et de sélection restent simples d’usage.

On peut proposer aux élèves le document ci-dessous issus du site « Trames » de Geobretagne résumant les principales TVB de la région Bretagne.

llustration 11 : corridors écologiques régionaux

Conclusion

L’idée n’est pas d’aboutir à un document définitif. Il s’agit davantage de mettre les élèves dans une position de choix. Il n’y a pas de réponse toute faite. Chaque carte obtenue est discutable (celle de l’enseignant aussi !) selon les choix opérés lors de l’élaboration.

Exemples de cartes obtenues par les élèves

Travaux d’élèves

Conception : Jacques-Olivier BOUDIER – Académie de Rennes

Annexes

Documents à télécharger