SIG et géosciences en enseignement supérieur

Ilaria Buttarazzi - Licence Professionnelle Génie civil et Construction spécialité Prospection et Protection des Ressources
Raffaella Balzarini Inria Rhône - Alpes
Logiciels utilisés : ArcGIS 10.1
Public concerné : Tout public
Résumé : Dans le cadre de la formation Licence Professionnelle en Génie Civil et Construction, spécialité Prospection et Protection des Ressources Souterraines de l’Université Joseph Fourier de Grenoble, nous avons eu la possibilité de nous initier aux SIG et à l’analyse spatiale avec le logiciel ArcGIS 10.1. Cette initiation s’est faite à travers l’apprentissage d’une application canonique de la géomatique : l’analyse spatiale multicritères pour la réalisation de cartes d’aptitude (Malczewski, 2004). Cette thématique a été choisie sur la base d’une analyse métier qui l’a faite ressortir comme une des principales applications des SIG pour les Géosciences. Elle a été choisie aussi pour son caractère pédagogique car elle permet d’intégrer différentes notions fondamentales des SIG et pour son caractère sociétal, car elle a comme rôle d’appuyer la prise de décision. La réalisation de cette activité implique l’appropriation d’une procédure séquentielle et itérative, constituée de choix de critères, d’opérations algébriques et de contrôles visuels sur les résultats cartographiques. Le problème que nous avions à traiter appartient à la famille de problèmes identifiée comme récurrente chez les professionnels (Authentic Learning, Simon, 1962), à savoir la cartographie d’aptitude pour la prise de décision. En l’occurrence, nous devions mener une étude cartographique de susceptibilité du sol pour l’implémentation d’une station de ski dans le sud Isère. Pour cela, nous avons effectué une analyse spatiale multicritères sur des contraintes géomorphologiques, hydrogéologiques, climatiques et géographiques. Pour résoudre ce problème nous avons disposé de 15h de cours, réparties en 5 séances de 3h. Nous avons travaillé en binôme, la restitution des rapports étant collective. L’étude débute par l’analyse des différents critères qui ont été pris en compte pour le choix de l’emplacement du domaine skiable, notamment l’ensoleillement, l’altitude et la diversité (pente, longueur, …) des pis.

Delphine Chassagnac, Constance Martin, Antoine Petit, Margot Buet (étudiants à l'Institut Polytechnique LaSalle Beauvais) COMBAUD Anne, et BAIN Olivier (enseignant chercheur à l'Institut Polytechnique LaSalle Beauvais)
Logiciels utilisés : ArcGIS 10
Public concerné : Tout public
Résumé : Ce travail a pour objectif de cibler des zones où des carrières de calcaire pourraient être implantées dans la région d'Al Wusta en OMAN. Depuis quelques années, des entreprises industrielles s'intéressent à l'exploitation de carbonates en OMAN. Le pays possède en effet 3165 km de côtes maritimes qui lui permettent de commercialiser ses ressources à l'internationale. L'implantation de carrières de calcaire dépend principalement d'un facteur de proximité avec un ou des ports commerciaux afin d'exporter les matériaux extraits. Pour localiser les zones où les carrières pourront être implantées, différentes contraintes doivent être prises en compte. Il s'agit de contraintes géologiques, économiques, législatives et environnementales. La réalisation d'un ModelBuilder sous SIG (© ArcGis 10) qui combine l'ensemble de ces contraintes, permet dans ce travail de mettre en évidence les zones potentielles pour l'exploitation de calcaire dans la région d'Al Wusta et donne un aspect visuel des cibles intéressantes. L'un des objectifs de ce modèle est de le généraliser pour pouvoir le réutiliser dans d'autres contextes, dans d'autres zones géographiques mais avec un nombre de paramètres identiques (une zone d'étude, une contrainte principale, des villes, des routes…). Les données d'entrée sont basées exclusivement sur des données gratuites, certaines étant déjà disponibles en format SIG. Les contraintes géologiques prises en compte dans le modèle proposé ont été déterminées au préalable par une classification réalisée après traitement d'images satellites Landsat 8 sous © ENVI 4.7. Ceci afin de cibler les zones de calcaire pur. Les contraintes économiques concernent des zones de proximité avec les ports commerciaux et les routes préexistantes. Ces contraintes apparaissent sous forme de buffers dans le modèle ArcGis. Elles ont été fusionnées entre elles pour créer une zone d'intérêt économique. Les contraintes législatives et environnementales ciblent les cours d'eau, les réserves...

Quentin Hénaff - Université Paris Diderot - UMR 8586 PRODIG CNRS
Logiciels utilisés : ArcGIS for Desktop
Public concerné : Spécialistes SIG
Résumé : Depuis un siècle, les hydrologues ont mis au point de nombreux indices mathématiques fondés sur des mesures hydromorphométriques pour comparer les bassins versants. Les indices hydromorphométriques recensés dans les travaux de Douvinet (2008) permettent une étude comparative des bassins versants selon les impacts de leur morphologie sur la dynamique des écoulements de surface, facteur fondamental pour l’étude de la genèse et la propagation des crues et des inondations associées. L’objectif de la recherche est de proposer une méthode automatisée de traitement de données géographiques de référence (IGN) et de calcul de 33 indices hydromorphométrique issus de la littérature spécialisée afin de comparer 17 bassins versants d’un hydrosystème, ici appliquée au Rhône aval de Viviers (Ardèche) à Beaucaire (Gard). La méthode proposée se base sur le développement d’un prototype d’extension pour ArcGIS for Desktop. Cette extension profite d’une interaction avec le logiciel de statistique R afin de rassembler dans une unique boîte à outils les processus analytiques associés à l’objectif précité : (1) le pré-traitement des données de références, (2) le traitement et la création de la base de données indicielle et (3) le post-traitement et le résultat cartographique. Le pré-traitement consiste à préparer les données géographiques de référence nécessaires à l’étude comparative. 3 ensembles de données géographiques dérivées sont créées via l’extension pour ArcGIS : les données de forme à partir de la BD CARTHAGE (IGN), les données de volume à partir du modèle numérique de terrain BD ALTI (IGN) et les données de réseau issues d’une reconstitution du réseau hydrographique à partir du MNT BD ALTI (IGN). Profitant de l’interaction entre ArcGIS for Desktop et R permise par la création de l’extension pour ArcGIS, une base de données indicielles caractérise chaque bassin versant par 33 indices hydromorphométriques : (1) 14 indices de forme rendant compte de l’allongement et ...

L. Chalumeau1, G. Pierre1, A. Devos1, G. Fronteau2, O. Lejeune1, J. Lenoir3, N. Bollot1 1 EA 3795-GEGENA2, Université de Reims Champagne Ardenne, 57 rue P. Taittinger, F-51096 Reims Cedex 2 EA 3795-GEGENA2, Université de Reims Champagne Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, F-51100 Reims 3 UR EDYSAN, FRE3498 CNRS-UPJV, Université de Picardie Jules Verne, 1 rue des Louvels, FR-80037 Amiens Cedex 1
Logiciels utilisés : ArcView
Public concerné : Tout public
Résumé : Les creuses se définissent comme des ravins boisés à écoulement intermittent entaillant les vallons élémentaires des plateaux crayeux du Nord du Bassin parisien. Très répandues, ces entités géomorphologiques à versants très abrupts forment des micro-environnements dans un paysage de plateaux crayeux essentiellement dédiés à la grande culture. De fait, les creuses constituent (1) des points préférentiels de collecte des sédiments et de lecture des dynamiques hydrologiques et géomorphologiques passées, (2) des zones dont le confinement topographique et l’ambiance forestière permettent d’observer des conditions microclimatiques plus fraîches et humides que dans les grandes cultures avoisinantes, et (3) des réservoirs de biodiversité associés à des services écosystémiques rendus à l’agriculture (e.g. auxiliaires des cultures). Bien que nombreuses et singulières, l'origine et le fonctionnement actuelle des creuses sont méconnus. En effet, elles ont successivement été interprétées comme des formes karstiques (dissolution et effondrement de drains souterrains calés sur des diaclases : Gosselet, 1906), des formes liées à la néotectonique (rejeu de failles : de Foucault et al., 1997), ou comme des formes banales (vallon périglaciaire devenant une zone de concentration du ruissellement et de ravinement en bordure des affleurements d’argile à silex : Lahousse et al., 2003). C’est pourquoi, elles font l’objet d’une étude dans le cadre d’une Structure Fédérative de Recherches (SFR) entre l’Université de Reims-Champagne-Ardenne et l’Université de Picardie Jules-Vernes. Cette étude se propose d'apporter des éléments de compréhension quant à la position géomorphologique, l'origine et le fonctionnement actuel des creuses de Picardie. Ainsi, dans un premier temps, l'inventaire de ces formes est réalisé sous ArcGis afin d'en connaître la densité et la répartition (altitude, pente, exposition, orientation vis-à-vis de la vallée réceptrice). Dans un deuxième temps, leur morphométrie...

Saturnin Agbomahenan1, Ernest Amoussou1, Agossou Brice Hugues Tente2 Laboratoire, Pierre Pagney ‘Climat, Eau, Ecosystèmes et Développement1 et Laboratoire de Biogéographie et d’Expertise Environnementale (LABEE)2 Université d’Abomey-Calavi
Public concerné : Tout public
Résumé : Les modes d’exploitation des ressources naturelles de la basse vallée de l’Ouémé ont d’impacts négatifs sur l’environnement. Cette dynamique résulte fondamentalement de la pression démographique galopante. L’appréciation de l’évolution des écosystèmes naturels est fondée sur la comparaison des surfaces occupées par les différentes formations végétales, par les jachères, les cultures et les masses d’eau pour les années 1986, 2000 et 2013. Pour ce faire les images satellitaires Landsat 5 TM 1986 ; Landsat 7 TM 2000 et Landsat 8 TM 2013 de résolution 30 m ont été interprétées, contrôlées sur le terrain et appuyées par des enquêtes socio-économiques au niveau des ménages. La matrice de Léopold a servit de modèle d’identification et d’évaluation des impacts potentiels de l’occupation et l’utilisation du sol sur chacun des composantes de l’environnement physique. L’analyse des cartes d’occupation du sol a permis de conclure que les unités d’occupation sont les agglomérations, les savanes, les jachères, les marécages. L’exploitation des carrières de sable fluvial, l’agriculture, le maraîchage et la pisciculture sont les principales formes d’exploitation de la basse vallée de l’Ouémé. Les superficies des formations marécageuses sont passées de 20393,26 ha en 1986 à 1786,85 ha en 2000 soit un taux de régression de 38,53 % et des plantations de 3055 ha à 1023 ha au profit des mosaïques de cultures et jachères. Entre 2000 et 2013, les superficies des mêmes formations ont régressé respectivement de 1786,85 ha à 859 ha et de 1023 ha à 110 ha. Les facteurs explicatifs de cette régression sont d’ordre naturel et anthropique comme l’érosion hydrique et l’installation des habitations. Il est important que les pouvoirs publics et opérateurs économiques œuvrent pour la promotion de la préservation et la durabilité des ressources naturelles afin de permettre l’amélioration des conditions de vie des populations.

S. Cornillon1,*, A. Combaud2, G. Trullenque1, O. Bain1, A. Henk3, L. Chalumeau4, A. Devos4, O. Lejeune4, S. Potel1 1 B2R - Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, 19 rue Pierre Waguet, F-60 000 Beauvais 2 UP 2012-10-103 PICAR-T - Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, 19 rue Pierre Waguet, F-60 000 Beauvais 3 Université Technique de Darmstadt, Karolinenplatz 5, 64 289 Darmstadt, Allemagne – Geosciences 4 GEGENA EA 3795 - Université de Reims Champagne Ardennes, U.F.R. Lettres et Sciences Humaines, 57 rue Pierre Taittinger, F-51096 Reims Cedex
Logiciels utilisés : ArcGIS
Public concerné :Tout public
Résumé : Les massifs des Vosges et de la Forêt Noire, situés de part et d’autre du fossé rhénan supérieur, ont fait l’objet de nombreuses études morphologiques, géologiques et hydrographiques (Marthelot, 1949 ; Birot, 1950 ; Fluck, 1980 ; Ludemann, 2010 ; Cordier et al., 2012). Mis en place lors de l’orogenèse de la chaine hercynienne, ils ne formaient qu’un seul et même ensemble avant l’effondrement du fossé rhénan. Ils présentent par conséquent des lithologies relativement similaires comprenant des terrains cristallins paléozoïques et des terrains plutoniques hercyniens. La mise en place du fossé rhénan a fortement perturbé les réseaux hydrographiques adjacents, et tout particulièrement ceux du bassin versant du Rhin, en impliquant de nombreuses captures, comme celle de la Moselle (Harmand et al., 2007). Actuellement, le massif des Vosges est majoritairement inclus dans le bassin versant du Rhin ; seule son extrémité sud appartient au bassin versant du Rhône. Le massif de la Forêt Noire est, quant à lui, hydrologiquement séparé en deux parties : sa partie ouest est également incluse dans le bassin versant du Rhin, tandis que sa partie ouest alimente le Danube. Cette étude met en place sous SIG une méthode automatique permettant de caractériser l’influence géomorphostruturale (contrôles tectonique et géomorphologique) respective de ces deux massifs sur le développement de leurs réseaux hydrographiques, notamment celle de la mise en place du fossé rhénan. Pour se faire, la création d’un Model Builder permet de calculer les caractéristiques du réseau hydrographique pour chaque massif (pentes, orientations, densités hydrographiques et de drainage) selon i) les formations géologiques regroupées d’après leurs critères lithologiques/pétrochimiques (distinction des formations magmatiques, métamorphiques et sédimentaires) ii) son appartenance actuelle à un bassin versant et iii) sa distance par rapport au fossé rhénan. L’objectif est ainsi de comparer les deux massifs par traitemen