Concepts et méthodes du SIEL-ROSELT/OSS : Système d

Concepts et méthodes du SIEL-ROSELT/OSS : Système d
1 . 3 ~ i L T1 OSS
Concepts et méthodes
Système d'Information sur l'Environnement
à l'échelle Locale
L'Observatoire du Sahara et du Sahel (Oss) a mis en place un Réseau
d'Observatoires pour la Surveillance Écologique à Long Terme (ROSELT/OSS)
sur la zone circum-saharienne, dans le cadre de son programme de suivi environnemental, en appui aux politiques de mise en œuvre des Programmes
d'Action Nationaux et Sous-Régionaux (PANet PASR)de lutte contre la
désertification. Ce dispositif a été conçu avec et au service des pays africains,
pour assurer la surveillance à long terme de la désertification et développer les
activités de recherche associées. Un mécanisme d'expertise a été mené,
conduisant à la sélection, puis à la labellisation par I'Oss de vingt-cinq observatoires dans onze pays. Un ensemble de quatorze sites pilotes a été activé
dans la première phase du programme avec notamment l'appui financier de la
France et de la Suisse.
Le présent document fait partie de la << Collection scientifique et technique
R o s ~ ~ r / O s>>,
s qui comprend les Documents Scientifiques (DS) et les
Contributions Techniques (cT).
Les DS sont des documents de synthèse sur les fondements scientifiques du
programme ou sur des thématiques scientifiques intéressant la désertification.
Les CT sont des documents techniques issus de travaux individuels (mémoires,
thèses, mastères) ou collectifs (approches thématique ou géographique),
menés dans le cadre du programme. Chaque fascicule provisoire du guide
méthodologique ROSELT/OSS
est édité en CT. Une fois testés et validés par I'ensemble du réseau, ils seront regroupés et édités en Documents Scientifiques.
La collection scientifique et technique ROSELTIOSS
a pour objectif de partager au fur et à mesure avec la communauté scientifique et politique internationale, les avancées scientifiques et techniques du réseau pour :
-
une meilleure connaissance sur les causes, les conséquences, les
mécanismes et l'extension de la désertification ;
- la construction d'un système de surveillance adapté aux conditions des
zones arides pour une meilleure aide à la décision.
Elle traduit le constant effort réalisé par l'ensemble du réseau ROSELT/OSS
et complète les autres produits du réseau : bases de données locales, outils
de gestion des métadonnées, Systèmes d'Information sur l'Environnement à
l'échelle Locale (SIEL)pour le traitement intégré de l'information et la simulation prospective, site internet (www.roselt-oss.org).
La coordination régionale
ROSELT/~SS
Jean-Marc ~'HERBÈS
Le secrétaire exécutif
de l'Oss
Chedli FEZZANI
Concepts, méthodes et mise en œuvre
du SIEL - ROSELT/OSS
Systeme d'Information sur l'Environnement à I'echelle Locale
1
..
/OS~
DS3, 2004. Concepts, mbthodes et mise en œuvre pour du. SIEL-ROSELT/OSS
(Systdme
mation sur l'Environnement à I'dchelle Locale), collection ROSELT/OSS,
document
que nog, Montpellier, 70 p.
Contributions : Maud Loireau, Jean-Christophe Desconnets, Jean-Marc dlHerbPs.
Photographie de couverture : Marc Pilon @ IRD
lS B N : 9973-856-12-0
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A
SOMMAIRE
Préam bule
-
--
---
-
- -
- -- -
-- -
-.
L'évaluation et la surveillance de la dégradation des terres et de la désertification
Développement rural, dégradation des terres et désertification
Pour une approche paysagère de la surveillance de la dégradation des terres
Système ressources-usages
-
- -
--
-
-- .
-
- -
Le Système d'information sur l'environnement à l'échelle locale (SIEL) :
définitions et objectifs
. .
Concepts et méthodes du SIEL - ROSELT/OSS -Principe général : une approche spatiale intégrée
17
Structuration du territoire d'observatoire en unités spatiales de référence (USR):
les étapes
19
- -
Principes generaux de la methode proposee au cœur d u SIEL
19
Construction des unites paysagères (UP)
21
Construction des unites de pratiques combinees (upc)
-----
-
23
-------
Construction des unites spatiales de reference (USR)
Intégration du rnulti-usages sur les
USR
Principes generaux de la methode
.
- - -
-
-
Determination d'indices de risque de degradation des ressources
et de dksertification
Simulations et prospectives
--
-
-
-
Mise en œuvre du SIEL - ROSELT/OSS
Conception de l'outil
... .
Concepts " objets " et " elements " d u formalisme UML
Identification des besoins et description des services
-
Modèle general de donnees
Definition des traitements sur l'information environnementale
Architecture d u SIEL-ROSELT/OSS
Composants et architecture d u SIEL
-. l
I
-- .-.
Determination des bilans ressources/usages sur le territoire
-- des observatoires ROSELT/OSS- -
34
Plate-forme systPrne et architecture logicielle
Mise en e u v r e de
~
.-
ôdes l membres
~
~ du
reseau
........
.
.
Intégration du SIEL dans le système de circulation de l'information ROSELT/OSS
Références bibliographiques
Table des illustrations
Annexes
.
..........
Annexe i: Concepts
"
........ .-
objets " et " dldments " du formalisme U M L
.
.........
--
p
Annexe 2 : Stdrdotypes uti/isds
..............-
Liste des abréviations et des sigles
.
.
......................
.............
Préambule
L'ensemble du réseau pilote ROSELT/OSS
est entré en 2001 dans une phase
opérationnelle de récolte de données et d'information dans la plupart des
observatoires. Un des premiers objectifs du réseau est d'organiser I'information
vers des produits harmonisés, notamment pour l'aide à la décision, fondés sur la
collecte d'une quantité optimale de données ciblées (cf. ROSELT/OSS
DSI et ~ s 2 ,
2004 - collection présentée en troisième de couverture).
L'organisation et la gestion de la masse d'information produite par les
observatoires supposent qu'un systeme pertinent de traitement de cette information
soit mis au point et adopté par l'ensemble des équipes nationales de ROSELT/OSS.
Le présent document présente les méthodologies destinées, en fonction des
produits souhaités, à structurer I'information recueillie et à définir progressivement
le kit minimum de données communes au réseau :
les concepts et propositions méthodologiques pour l'étude des
changements environnementaux, notamment la désertification ;
l'outil de traitement de I'information environnementale : Système
d'Information sur l'Environnement à l'échelle Locale (SIEL).
II présente également le dispositif ROSELT/OSS
pour le recensement et la circulation
de I'information, comprenant un outil de gestion de métadonnées et le site Internet.
Ce document est complété par le manuel d'utilisation de l'outil SIEL (ROSELT/OSS
qui détaille l'installation et la mise en œuvre des traitements pour un
observatoire. II s'appuie sur un jeu de données pour guider l'utilisateur à travers les
différentes étapes de construction des modélisations et des simulations proposées.
II est bien évident que certaines données collectées dans les observatoires
ROSELT/OSS
ne relèvent que partiellement d'un traitement intégré dans le SIEL.
Certaines thématiques spécifiques, telles la biodiversité, l'érosion des sols ou le
foncier-environnement, se prêtent à des travaux d'analyse et de synthèse
DS4, CT2, CT'II, 2004).
particuliers. Ils sont abordés par ailleurs (cf. SIEL - ROSELT/OSS
C T ~ ,2004),
L'évaluation et la surveillance
de la dégradation des terres
et de la désertification
Développement rural, dégradation des terres et
désertification
Les ressources naturelles constituent la base de la productivité des systèmes
écologiques et des milieux. Dans les pays en développement, l'exploitation des
ressources naturelles renouvelables contribue, de manière déterminante, à la
satisfaction des besoins essentiels d'une grande partie de la population. L'homme
utilise pour son alimentation, pour sa santé et pour sa vie quotidienne une grande
variété de ressources vivantes naturelles. Les économies nationales reposent
largement sur ces ressources qui contribuent encore, directement ou indirectement,
à la majeure partie des exportations de ces pays.
Ainsi, selon la Banque Mondiale, dans la plupart des pays d'Afrique, la part de
l'agriculture et de l'exploitation des ressources naturelles renouvelables dans le
produit intérieur brut était supérieure à 30% en 1992. L'abondance et le
renouvellement des ressources naturelles sont contrôlés par les fluctuations de
I'environnement. Leur devenir est fonction des usages qu'en font les sociétés, de la
maîtrise des techniques d'exploitation, et de la manière dont elles sont partagées et
appropriées.
Les activités humaines liées au développement ont en retour des répercussions
importantes sur I'environnement et les écosystèmes, Durant la période i960 - i990,
il est estimé globalement qu'un tiers de l'accroissement de la production agricole a
été assuré par l'augmentation des surfaces cultivées. Cette augmentation a conduit
à mettre en culture des terres marginales fragiles et peu productives, au détriment
des écosystèmes naturels, favorisant la dégradation des terres, faute de méthodes
de gestion adaptées.
On estime globalement que 1 960 millions d'hectares, soit 17% de la surface
cultivable, ont été dégradés par l'action de l'homme depuis 1945 (CCRAI,1994).
L'accroissement continu et rapide de la population ainsi que l'urbanisation
entraînent une demande alimentaire croissante et diversifiée appelant à une
augmentation considérable de la production et à une amélioration de l'efficience
des filières alimentaires. Alors qu'en 1950, en Afrique, un agriculteur devait, au-delà
* Les paragraphes suivants empruntent de larges extraits au texte de Cornet ( 2 0 0 2 ) .
de son auto-consommation, nourrir o,i8 habitant n o n agricole, le ratio s'élevait à
0,45 en 1980 et atteindra 1,21 en 2010 (CCE, 1984). La quantité de produits
alimentaires à commercialiser par l'agriculteur devra être multipliée par sept.
Fréquemment, la satisfaction de besoins pressants à court terme, associée avec des
crises climatiques, démographiques et économiques imprévues, débouchent sur
des pratiques néfastes et conduisent aux processus de dégradation des terres. Les
mécanismes de contrôle d'accès et de gestion des ressources naturelles m i s en
place par les sociétés traditionnelles deviennent alors obsolètes d u fait de la
pression des besoins. O n assiste en de nombreux endroits à une saturation de
l'espace agricole disponible, entraînant n o t a m m e n t la reduction des temps de
jachère et la rupture des équilibres existants (Floret et al., 1992). L'accroissement
futur de la production devra donc être réalisé essentiellement sur des terres déjà en
culture et non grâce à des augmentations des surfaces.
C'est d u fonctionnement des systèmes sociaux que dépendent les pressions
exercées sur les ressources et I'environnement. Le développement rural n'est pas
réductible à des processus d'évolution technique o u économique, il repose sur une
dynamique et une construction sociale relevant d'acteurs et de déterminants multiples.
Cette dynamique sociale conditionne la mise en valeur des milieux a u travers de
l'usage des ressources naturelles des écosystemes, des systemes de production
agricole (agro-systèmes) et d'activités rurales diversifiées. L'espace rural et les
ressources naturelles constituent u n enjeu p o u r les différents groupes d'une
population, o u pour différentes populations, aux fins de leur reproduction vitale,
matérielle et sociale. La manière dont les sociétés humaines gèrent leurs espaces et
leurs ressources est fortement marquée par les contraintes culturelles d o n t
dépendent leur perception de I'environnement, leurs capacités d'évolution et
d'appropriation de nouvelles technologies.
Pour q u ' u n e société protège son environnement, i l faut que cela soit
économiquement possible et que celui-ci fasse partie de son systeme de références.
Bien q u ' i l n ' y ait pas de lien univoque, la pauvreté, q u i i m p o s e des stratégies de
survie à court terme constitue u n des facteurs importants de l'exploitation
" minière " des ressources et de la dégradation des milieux.
La destruction des ressources naturelles et la perte de productivité des terres
constituent u n obstacle majeur au développement de ces pays, pouvant aboutir à
des catastrophes majeures difficilement réversibles : famine, abandon des terres,
migration brutale (réfugiés de I'environnement).
D a n s les zones tropicales e t méditerranéennes à fortes contraintes d e
sécheresse, qui sont caractérisées par des sociétés rurales en pleines mutations
sociales et démographiques, les systèmes écologiques fragiles, à faible résilience,
supportent donc depuis de longues décennies des perturbations anthropiques
fortes (désertisation, aridification, déforestation, etc.). Les baisses de potentialité d u
milieu y sont plus rapides et les vitesses de reconstitution plus lentes que dans les
zones à climat moins contraignant. D ' u n e façon générale, o n assiste à u n
accroissement de l'aridité d'origine édaphique, à une baisse de l'efficience de l'eau
sur l'ensemble des systèmes écologiques et à une profonde modification d u couvert
végétal et des paysages, affectant la productivité des systèmes d e production et les
conditions de vie des populations.
La définition d e la désertification, retenue au niveau international et énoncée
initialement dans le chapitre 12 d e l'Agenda 21, puis dans l'article i d e la Convention
de lutte contre la désertification (CLD - CCD e n anglais) des Nations Unies est la
suivante : << Le terme désertification désigne la dégradation des terres dans les zones
arides, semi-arides et sub-humides sèches par suite de divers facteurs, parmi lesquels les
variations climatiques et les activités humaines >> (Article 1 ) .
La désertification, liée à la perte de productivité totale et d e résilience, n'est pas
u n phénomène soudain ; au contraire, elle apparaît au terme d ' u n processus
évolutif, certes marqué par différents seuils. C'est le processus insidieux de la
dégradation des terres qui conduit à une désertification irréversible. Si sur le plan
scientifique, il est judicieux de déterminer des seuils d'évolution et d'irréversibilité
au sein de ce processus, sur u n plan appliqué, la dégradation des terres est
incontestablement plus courante et constitue u n e menace beaucoup plus grave au
maintien d e leur utilisation et de leurs fonctions écologiques.
La dégradation des terres se produit lorsque l ' h o m m e m o d i f i e les équilibres o u
les dynamiques naturelles par surexploitation des ressources. Les actions humaines
sont largement volontaires, parfois liées à l'ignorance et souvent déterminées par
l'accroissement des besoins dans u n contexte d ' é v o l u t i o n t e c h n o l o g i q u e
insuffisante et d'absence de règles d'accès aux ressources.
Si l'action d e l ' h o m m e est indéniable et largement démontrée, I'impact des
conditions climatiques existe également et leurs rôles respectifs sont amplement
discutés. Les sécheresses, n o t a m m e n t au Sahel, o n t été les révélateurs de la
désertification dans ces zones. La pluviosité m o i n d r e et sa variabilité plus grande
o n t accru la vulnérabilité des ressources naturelles à la dégradation, et il est devenu
m o i n s facile aux systèmes écologiques et sociaux de résister.
Cependant o n a observé que I'impact de ces sécheresses est faible o u
négligeable là o ù I'impact h u m a i n et animal est faible o u n u l (Le Houérou, 1993). En
effet, la végétation et les sols des régions arides se sont adaptés à des conditions d e
sécheresses récurrentes au cours des siècles et des millénaires passés, acquérant
une capacité à récupérer leurs caractéristiques après perturbation (c'est la
résilience).
Selon Le Floc'h ( 1 9 9 6 ) ~les plus sérieux problèmes écologiques proviennent d u
comportement des populations et des actions conduites durant les périodes
climatiquement favorables, alors que les conséquences n'apparaissent qu'après,
lorsque la dégradation a conduit à la perte de résilience et des capacités de
récupération des milieux face aux perturbations. La sécheresse serait le révélateur d e
la dégradation existante.
Pour l'ensemble des auteurs, l'accentuation des phénomènes d e sécheresse
n'est pas à l'origine de la désertification, mais elle constitue u n facteur i m p o r t a n t
d'aggravation d e l'effet anthropique sur la dégradation des terres en zones sèches.
Les solutions de lutte contre la désertification reposent sur le contrôle des
causes de la dégradation des terres. D ' u n e manière générale, les techniques et les
méthodes de lutte contre la désertification peuvent être réparties en quatre
catégories correspondant à des stratégies différentes et complémentaires :
Les méthodes correctives q u i visent à stopper u n phénomène et à réparer
les dégradations subies. O n peut citer la fixation des dunes, la lutte contre
l'ensablement, les techniques anti-érosives et de conservation des eaux et
des sols, les reboisements, mais aussi les techniques d e réhabilitation des
écosystèmes (Pontanier et al., i995).
Les techniques permettant d e mieux exploiter les ressources, d'en accroître
la productivité, d'améliorer leur régénération. Elles correspondent à la
f o r m u l a t i o n d e pratiques améliorées et adaptées p o u r l'agriculture,
l'élevage, l'usage d e la biomasse et des sols.
La mise au p o i n t de modèles de gestion intégrée des ressources. Cela porte
sur la résolution des conflits, la création de lieux de négociation et d e
décision, I'établissement de règles d e gestion et d e sécurisation de l'accès
aux ressources.
La mise en place d e mécanismes institutionnels et politiques propices au
développement économique et à la préservation des ressources naturelles.
Parmi ceux-ci I'établissement de législations et de réglementations, la mise
e n place d ' i n c i t a t i o n s é c o n o m i q u e s e t fiscales, le d é v e l o p p e m e n t
d'infrastructures, le renforcement des ressources humaines.
Les techniques et les méthodes de lutte doivent être adaptées aux conditions
particulières des zones concernées.
Dans une étude pour I'AFD (Agence Française de Développement), Jouve (2001)
précise à ce sujet trois exigences majeures : (1) la contextualisation des techniques,
c'est-à-dire la prise en c o m p t e des conditions dans lesquelles les techniques de lutte
vont être mises en œuvre afin d e choisir les plus pertinentes. Trois grands types de
conditions doivent être pris en considération p o u r raisonner les choix : le contexte
agro-écologique définissant les caractéristiques biophysiques d e milieux, les
systèmes de production et les dynamiques agraires ; (2) la participation des d~f'érents
acteurs engagés dans la lutte contre la désertification, q u i est une des conditions sine
qua non de la durabilité et de la réussite des actions entreprises e t (3) l'existence d'un
cadre institutionnel adapté.
La détermination d u contexte agro-écologique nécessite la mise e n œuvre
d'études de sutveillance-évaluation de la désertification, avec u n double o b j e c t i f : il
s'agit d ' u n e part d'évaluer et de mesurer l'état d e dégradation des terres afin de
diagnostiquer la gravité d u problème, d'autre part d e mesurer l'impact des actions
d e l u t t e entreprises. Cela repose s u r u n e connaissance a p p r o f o n d i e des
mécanismes et des processus et sur le développement d'outils spécifiques :
indicateurs, observatoires, etc.
L'extension croissante des phénomènes de dégradation des terres et
l'inquiétude, tant des pays concernés que de la communauté internationale, ont créé
le besoin de mettre au point les outils d'évaluation de surveillance. L'établissement
de classes et de taux de dégradation des terres (Warren et Agnew, 1988) présente u n
certain nombre de problèmes liés : (1) à la nature des critères à retenir pour estimer
I'état de dégradation ; (2) à l'évaluation de la résilience et des capacités de
récupération ; (3) à la prise en compte des fluctuations inter-annuelles et de la
variabilité ; (4) à la disponibilité des données nécessaires ; (5) au lien existant entre
les données et les critères utilisés et la capacité de maintien des systèmes locaux
d'utilisation des terres. Selon ces auteurs, les critères d'évaluation de la dégradation
des terres et des tendances de la désertification devraient être clairs, pertinents et
spécifiques, tant en termes d'environnement que d'échelle, ce qui suppose une
connaissance préalable des processus fondamentaux.
La désertification et la dégradation des sols résultent de mécanismes et
processus complexes et interactifs, pilotés par u n ensemble de facteurs agissant à
différentes échelles spatiales et temporelles. Leur surveillance exige d'une part la
description des conditions biophysiques et socio-économiques des milieux
subissant ces phénomènes, et d'autre part la compréhension des mécanismes et
processus résultant de ces conditions. Ce suivi repose t o u t d'abord sur
l'acquisition d e paramètres de base permettant de décrire les états d u milieu et
leur dynamique aux échelles spatio-temporelles pertinentes, puis sur l'analyse, et
le cas échéant la modélisation, des interactions entre facteurs induisant des
processus contribuant à la désertification.
Les indicateurs sont traditionnellement employés dans l'évaluation, la
surveillance et la prévision, car ils traduisent de façon synthétique une action, une
situation et leur évolution. Ils ont deux fonctions principales :
1-
réduire le nombre de mesures et de paramètres qui seraient normalement
nécessaires pour rendre compte d'une situation avec exactitude,
2-
simplifier le processus de communication des résultats de mesures aux
utilisateurs.
Leur objet consiste à condenser u n grand nombre d'informations en quelques
mesures compréhensibles, puis à nous aider à décider quelle action déclencher.
Pour ce faire les indicateurs doivent être corrélés aux buts et objectifs et exprimés
en des termes compatibles avec ces buts et objectifs. U n bon indicateur doit être
pertinent par rapport au problème, fondé sur des données et analyses fiables et
répondre aux besoins de l'utilisateur. II doit être suffisamment sensible pour donner
précocement des indications sur les changements (Rubio et Bochet, 1998 ;
ROSELT/OSS
DS4, 2004).
Le développement de méthodes de suivi-évaluation de I'état de
l'environnement et de l'impact des actions de lutte contre la dégradation des terres
repose sur la mise en place d e réseaux d'observation à long terme utilisant des
méthodologies de collecte et de transfert d e données compatibles. L'intérêt de ces
observatoires est de collecter les données nécessaires, sur une base harmonisée, de
suivre dans le temps l'évolution de processus et de permettre la définition de
situations de références. Ils permettent de développer des indicateurs et de les
tester, d'élaborer des outils d'aide à la décision intégrant ces indicateurs. Ils
constituent également des sites privilégiés de recherche sur l'étude des mécanismes
et des processus, ainsi que sur les facteurs déterminant les évolutions.
s'inscrit délibérément comme une contribution
La stratégie de ROSELT/OSS
essentielle à la compréhension des phénomènes d'environnement, en liaison avec
les problématiques de changements globaux, de développement durable et de lutte
est u n outil à la fois au service de la recherche
contre la désertification. ROSELT/OSS
et au service d u développement, ce qui s'exprime par trois préoccupations majeures
DSI et D S ~ 2004)
,
:
(cf. ROSELT/OSS
1)
Contribuer à l'amélioration d u potentiel de connaissances de base sur le
fonctionnement et l'évolution à long terme des systèmes écologiques et
agro-écologiques et sur la CO-viabilité systèmes écologiques/systèmes
socio-économiques ; assurer u n suivi scientifique et statistique de
I'environnement permettant, d'une part, de caractériser les causes et les
effets de la dégradation des milieux et, d'autre part, de mieux comprendre
les mécanismes qui conduisent à ces phénomènes.
2)
Contribuer à rendre les connaissances utilisables, par le regroupement, le
traitement des données et leur mise à disposition, par l'élaboration
d'indicateurs et de produits finalisés aux différents niveaux locaux,
nationaux et régionaux. Ces produits relatifs à l'état de I'environnement, à
son évolution et à ses relations avec les dynamiques sociales et
économiques, sont destinés à servir d'outils pour l'établissement de
stratégies et de plans de développement durable et de protection de
I'environnement, à servir d'appui aux programmes de développement et
d'aide à la décision. Ils pourront permettre l'élaboration de scénarios
plausibles d'évolution.
3)
Assurer une fonction de formation, de démonstration et d'apprentissage des
problématiques environnementales et de leur prise en compte dans les
politiques et les programmes de développement et lutte contre la désertification.
Pour une approche paysagère de la surveillance
de la dégradation des terres
La structure du paysage
Face à la complexité d u phénomène de dégradation des terres, les approches
méthodologiques pour le traitement de l'information doivent permettre d'intégrer
des séries de facteurs de nature très diverse, agissant à différentes échelles spatiales
et temporelles. Le paysage est considéré comme la résultante observable à un
instant donné des séries de facteurs en interaction sur un même territoire : les uns
issus des systèmes sociaux, classiquement associés à des espaces d'organisation
administratif ou coutumier, les autres issus des systèmes écologiques
classiquement associés à des unités spatiales du milieu.
L'objectif scientifique de ROSELT/OSS
consiste à déterminer la part respective de
ces séries de facteurs en interaction. II est donc nécessaire de définir et de délimiter
des espaces communs et homogènes, tant du point de vue biophysique et socioéconomique, sur lesquels rapporter les effets des différents facteurs et qui
deviennent ainsi des espaces d'interaction.
Système ressources-usages
Comme nous l'avons vu, les sociétés rurales des zones arides dépendent en
grande partie, mais pas uniquement, des ressources renouvelables pour la
satisfaction de leurs besoins alimentaires et énergétiques. Ces besoins se traduisent
par une utilisation de l'espace et des ressources, selon des techniques et une
logique spatiale dépendant d'une organisation sociale plus ou moins complexe. Le
degré d'intégration, ainsi que l'évolution interactive de ces deux processus, est le
reflet des relations et adaptations progressives développées entre les différents
systèmes, biophysiques et socio-économiques. Tout changement, endogène ou
exogène, déterminant des changements d'états à l'intérieur de l'un des systèmes, a
des répercussions sur le fonctionnement de l'autre système. Les pressions exercées
déterminent des réponses qu'il importe de connaître, d'anticiper, afin de gérer
harmonieusement et durablement les relations souvent conflictuelles entre
systèmes. La base de la réflexion proposée repose sur la dynamique interactive
spatiale et temporelle entre usages et ressources.
Une ressource ne se définit que par rapport à un (ou plusieurs) usage(s) ou à
une (ou plusieurs) pratique(s). L'utilisation des ressources détermine des pratiques
et des prélèvements qui vont affecter les ressources, et réciproquement. En effet,
l'état des ressources à un instant donné peut influencer l'usage qui en est fait par
les sociétés. Ce système " ressources/usages/préIèvements " est en évolution
continue dans le temps. Son état et son fonctionnement à un moment donné
dépendent aussi de l'histoire des facteurs du milieu biophysique, en interaction avec
l'histoire d'utilisation du milieu par l'homme.
Le fonctionnement des systèmes écologiques détermine un niveau de
production des ressources. II est contrôlé par différentes variables (climatiques,
morpho-pédologiques et biologiques...), à plusieurs échelles (locale, nationale,
continentale, mondiale).
Le fonctionnement des systèmes socio-économiques, à travers une
organisation en systèmes de production, caractérise les usages et les pratiques. II
est également contrôlé par différentes variables (démographiques, micro et macroéconomiques, technologiques, ethnologiques, historiques, religieuses...) à plusieurs
échelles (locale, nationale, internationale,...).
La proposition méthodologique de ROSELT/OSS
développée dans le présent
document consiste, dans un premier temps, à distinguer formellement et à
construire séparément les plans d'information spatiale exprimant ces deux séries de
facteurs. C'est seulement par la confrontation ultérieure de ces deux plans que l'on
peut évaluer l'impact de I'un sur l'autre et les rétroactions qui peuvent en découler.
L'intersection de ces deux plans produit un nouveau plan d'information
géographique dont les unités géographiques, par construction, reflètent les
caractéristiques de I'un et de l'autre des systèmes en interaction.
Afin de rendre compte de l'étendue du phénomène de dégradation des terres,
trois axes de réflexion méthodologique sont privilégiés : la spatialisation des
données à l'échelle des territoires des observatoires, l'extrapolation aux régions
représentées par chaque observatoire, enfin la modélisation autorisant la simulation
dynamique et prospective.
Le système d'information sur I'environnement à l'échelle locale (SIEL) de
ROSELT/OSS
(par la suite, simplement appelé SIEL) se veut un outil, un cadre
d'analyse des causes multiples de la désertification sur le long terme qui doit
pouvoir répondre à ces divers objectifs. II doit tenir compte à la fois de la diversité
et de la
des situations dans les différents observatoires labellisés de ROSELT/OSS
complexité des interactions entre systèmes.
Le système d'information sur l'environnement
a l'échelle locale (SIEL):définitions et objectiji
Le système d'information sur I'environnement à l'échelle locale (SIEL) est un
ensemble de moyens humains et informatiques permettant de caractériser l'état et
S )référence
,
la dynamique d'un territoire (territoire de l'observatoire R O S E L T / ~ Sen
aux problèmes environnementaux et de développement économique et social. C'est
un outil d'intégration, d'organisation et de traitement de l'information sur
I'environnement (informations biophysiques et socio-économiques), vers des
produits communs d'aide à la décision (bilans ressources/usages, indices de
risques, indicateurs de changements, scénarios prospectifs).
Les informations alimentant le SIEL (cf. " kit minimum de données ",
ROSELT/OSS
C T ~ 2004)
,
sont dites " données d'entrée ", l'outil informatique générant
des " données calculées " : données intermédiaires ou produits attendus.
La notion de système d'information est due à l'économiste américain Boulding
(1956 ; cf. également Le IWoigne, 1984 ; Castellani, 1987) qui a défini la structure
d'un ensemble organisé (exemple : un territoire d'observatoire) par ses trois
composants (Gayte e t al., 1997) : le système opérant (exemple : les utilisateurs de
l'espace), le système de pilotage (décideurs : utilisateurs, législateurs, etc.) et le
système d'information lui-même. Le système opérant est à l'origine de l'activité et
de la dynamique de l'ensemble organisé. II exécute les tâches que lui demande
d'assurer le système de pilotage. Le système de pilotage définit les objectifs de
I'ensemble et transmet ses instructions au système opérant. II s'agit du centre de
décision. Le système d'information renseigne le système de pilotage sur l'activité et
l'efficacité (durabilité, viabilité) du système opérant.
Dans un système d'information sur I'environnement (SIE), I'environnement est
aussi bien politique, économique, social ou monétaire, que physique et biologique
(Loireau, 1998 ; Cayte et al., 1997). Ce concept est plus large que celui de " milieu
écologique " défini comme I'ensemble des facteurs abiotiques (facteurs physiques
et chimiques) et biotiques en interaction sur un espace. L'environnement d'un
territoire (I'ensemble organisé) comprend ainsi I'ensemble des systèmes en
interaction sur ce territoire : systèmes écologiques, systèmes sociaux, systèmes
économiques, législatifs, etc.
Le système d'information sur I'environnement est chargé d'assurer l'interface
entre un ensemble organisé (le territoire de l'observatoire) et son environnement
(tel qu'il est défini ci-dessus). Les systèmes d'information sur I'environnement
informent les gestionnaires (décideurs, utilisateurs) sur l'état du territoire et de son
évolution (Cayte et al., 1997). De manière plus technique, le SIE est considéré
comme un système informatique et humain capable d'assurer la gestion et
l'exploitation des données d'origines socio-économiques et biophysiques relatives à
un espace.
Le territoire des observatoires labellisés f?os~L~/Oss
est défini comme une unité
spatiale bien délimitée, sur laquelle le fonctionnement des systèmes biophysique et
socio-économique en interaction est homogène (Deffontaines, 1986 ; Loireau,
1998 ; ROSELT/OSS
DS1 et DS2, 2004 ; cf. p. 20).
Les territoires f?osELT/Oss sont des unités d'organisation locales (échelle de la
commune, du canton et de la province) : c'est à cette échelle qu'il est possible de
comprendre le fonctionnement interactif hommes/milieux et son évolution, ce qui
de compréhension des mécanismes, causes et
correspond au mandat f?os~~T/Oss
conséquences de la désertification.
Cette unité d'organisation locale est en relation avec des facteurs socioéconomiques, politiques et climatiques à des niveaux supérieurs d'organisation
(national, régional, continental, voire mondial).
Concepts et méthodes du SIEL- ROSELT/OSS
Principe général :une approche spatiale intégrée
Le principe général de la démarche méthodologique consiste à intégrer des
données biophysiques et socio-économiques à travers une approche spatiale
intégrée. II est exposé dans le document scientifique ROSELT/OSS
D S (2004).
~
Les
grandes lignes en sont rappelées ci-dessous.
Pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes en place dans l'observatoire
et suivre leur dynamique, il est nécessaire de prendre en compte (Figure 1) :
les processus endogènes propres aux écosystèmes, c'est-à-dire l'ensemble
des interactions entre les populations de différentes espèces vivant dans un
méme site, et entre ces populations et le milieu physique (Frontier, 1999) :
production, succession, résilience, cycles, flux, etc.
l'impact des forces directrices climatiques et anthropiques (démographie.
politique, économie).
l!volulion de 116cosysf&medirig6e par :
des processus endogbnes propres
à 1'6cosyst8me
des forces directrices
climatiques et anthropiques
Surveillance des
changements
écologiques
I
Figure 1 :Comprendre et suivre les dcosysttmes dans les observatoires ROSELT/OSS.
CONCEPTS,
MÉTHODES
ET MISE EN CEUVRE DU
SIEL - ROSELT / OSS
L'homme est considéré, selon les perspectives, à la fois comme élément de
i'écosystème et comme intervenant extérieur agissant sur I'écosystème.
II intervient, plus précisément, à travers ses pratiques d'exploitation de I'espace
et des ressources. Afin de prendre en compte l'impact des activitds anthropiques, il
convient donc d'intégrer la dimension spatiale, à la fois pour la quantification et la
répartition des usages et des ressources correspondantes.
Cette relation entre usages, ressources et espace se définit nécessairement au
niveau du paysage (Figure 2).
Suwelllance des
changements
Suweillance
'
Suwelllance
des
.......
-A-
I
S!!ul*nr
I
A
a
z
z
pr- m e s
mutations
sociales
Figure 2 :Schdma d'organisation des donnks ROSELT/OSS
pour surveiller un paysage
et pronostiquer son Lvolution.
Dans ce contexte, la méthodologie proposée pour surveiller les changements
dans les territoires des observatoires ROSELT/OSS
consiste à déterminer :
les espaces sur lesquels les ressources sont produites (cf. infra les Unités
Paysagères = UP), en fonction des potentialités de production des
dcosystèmes ;
les espaces sur lesquels les hommes appliquent leurs pratiques
d'exploitations des ressources (cf. infa les Unités de Pratiques Combinées
= UPC),en fonction de l'organisation sociale, politique et dconomique des
sociétés et des stratégies des unités d'exploitation ;
les espaces sur lesquels les ressources disponibles sont prélevées, selon
les regles d'utilisation de l'espace et des ressources par les sociétés (cf.
infa les Unités Spatiales de Référence = USR).
Selon cette approche spatiale, les informations biophysiques et socioeconomiques ROSELT/OSS
sont integrees dans un SIEL (système d'information sur
l'environnement à I'echelle locale) qui permet d'elaborer des bilans spatialisés
ressources/usages (interactions homme/milieu) à partir de modèles d'utilisation de
l'espace et des ressources, pour la période d'observation considérée.
La période considMe est celle pour laquelle l'ensemble des données
RO~ELT/OSS
(climat, végétation, sol, eau, cheptel, faune, population humaine et
activit6s d'exploitations) sont coliedées sur I'obrervatoire selon u n pas de temps
défini (CF, guides m4thodologiques Rosh~rlOss).Quirtte que soit la date de récolte
des données dans cette période, ces données doivent représenter un
fonctionnement tant biophysique que socio-économique relativement stable sur
cette pdriole, A priori, sans h6nernents exceptionnels observés, la durée de cette
période est fixtle dans le réseau A quatre ans.
Les cartes de bilans ainsi obtenues sont à considerer comme des cartes de
risque, c'est-à dire avec des valeurs sur les USR indicatrices d'une pression faible,
equilibree ou trop forte sur le milieu. Elles sont le produit d' " aleas ", qui peuvent
être assimiles aux phénomènes naturels, tel le climat (qui se repercute sur les
données de production dans le modèle du SIEL)et d'une vulnerabilite (assimilee aux
actions anthropiques), à travers les pratiques d'exploitation des ressources.
Structuration du territoire d'observatoire en unités spatiales
de référence (USRJ :les étapes
Principes généraux de la méthode proposée au cœur du SIEL
Le principe central de la methode mise en œuvre dans le SIEL consiste à
structurer la totalite du territoire d'observatoire en unites spatiales construites en
" reference" à :
un fonctionnement biophysique qui determine un niveau de production
des ressources ;
un fonctionnement des societes qui determine des usages et des pratiques
appliquees pour exploiter ces ressources.
Ces unites, dites unites spatiales de reference (USR),doivent avoir une relative
stabilite temporelle pluri-annuelle (trois à quatre ans), saufevenements exceptionnels.
Elles sont (re)construites à chaque periode d'observation definie ci-dessus. Dans un
premier temps, deux plans d'informations distincts sont creés :
l'un se rapporte aux conditions du milieu biophysique : les facteurs du
milieu déterminent un niveau de production des ressources naturelles.
I 'autre se rapporte aux activites humaines : l'homme utilise les ressources
naturelles à travers les pratiques d'exploitation qu'il applique sur u n territoire.
Dans le premier cas, le territoire d'observatoire est decoupe en unites dites
" paysagères " (UP) ; dans le second cas, il est decoupe en unites dites " de
pratiques combinees " (UPC).
Dans u n deuxième temps, ces deux plans sont croises ; l'intersection des
des UPC delimite les USR (Figure 3).
UP et
Un plan sur les activités humaines
Un territoire reconstruit et structuré
Un plan sur les conditions du milieu
Figure 3 :Mdthodes de construction des unitds spatiales de rdfdrence
sur les observatoires ROSELT/OSS.
us^)
Cette approche spatiale implique que soient bien definis au prealable les
territoires sur lesquels les bilans spatialises ressources/usages seront realises.
Ces " territoires d e modélisation " sont caracterises par
des règles d e f o n c t i o n n e m e n t biophysique et socio-economique
relativement homogènes ;
une activité structurante d'exploitation des ressources, c'est-à-dire d o n t les
pratiques structurent le paysage en unites spatiales homogènes, q u i sont
caracterisees par differents types d'occupation d u sol. Les autres activites
d'exploitation des ressources (et pratiques qui en decoulent), caracterisant
le " multi-usages " des ressources sur I'observatoire, s'appliquent sur le
territoire de l'observatoire selon cette structure.
Par exemple, si I'activite structurante est agricole, les troupeaux seront conduits
au pâturage (pratiques pastorales) dans les jachères, les zones hors cultures, les
champs en saison post-culture, etc. (unites definies par I'activite agricole). Par
contre, si I'activite structurante est pastorale, les champs seront m i s e n culture,
la o ù I'activite pastorale le permet, près des campements, dans les zones
marginales, etc. (unites definies par I'activite pastorale).
Ces " territoires de modelisation " peuvent coïncider avec la totalité d u territoire
de l'observatoire (cf. p. 7) o u en constituer des sous-ensembles. Leurs délimitations
respectent obligatoirement u n decoupage administratif o u foncier de l'espace et
doivent être incluses dans u n seul secteur ecologique d u pays.
Construction des unités paysagères (UP)
Les unites paysagères sont immediatement perceptibles visuellement. Elles
sont issues des caracteristiques biophysiques locales, elles o n t éte façonnées par
l'utilisation passee d u sol et sont caracterisees par une combinaison déterminée de
types d'occupation d u sol (land use).
Cette combinaison determine une relative stabilite temporelle des unités
paysagères sur la periode consideree (pluri-annuelle), au-delà des variations
parcellaires (rotation champs-jachère, par exemple).
La carte des UP est diffkrente de la carte d'occupation des terres (COT), car elle
intègre les facteurs physiques. Dans les observatoires ROSELT/OSS,les unites
paysagères representent generalement u n niveau d'agregation spatiale superieur à
celui des unites d'occupation des terres.
D u point de vue methodologique, les UP sont le resultat de l'interaction de trois
grandes catégories de facteurs : physiques (geomorphologie, pedologie, relief, microclimat, etc.), biologiques (land cover : recouvrement de la vegetation) et humains (land
use au sens des classifications internationales : forêts, pâturages, cultures, etc.).
Le choix des facteurs pertinents dans chaque categorie est propre à chaque
observatoire ; il resulte d'une lecture spécifique d u paysage.
Les UP sont des unites dont les limites, A u n certain niveau d'agregation o u de
desagregation, sont communes aux differentes disciplines.
La construction des unites paysagères fait appel à des méthodes
cartographiques classiques, combinant les releves de terrain, l'utilisation de photos
aériennes et le traitement d'images satellitaires. U n guide méthodologique
specifique ROSELT/OSS
est elabore pour harmoniser les méthodes de construction
d'un observatoire à l'autre (ROSELT/OSS
~ ~ 1 2004).
3,
La carte des UP est une donnee d'entree d u SIEL; elle doit être prealablement
élaboree. Par la suite, sa construction pourra être assistee avec le développement
d'un module specifique dans le SIEL.
CONCEPTS,MÉTHODES ET MISE
EN CEUVRE DU
SIEL - ROSELT / OSS
Un exemple de construction d'une carte des
sahelienne est donné dans la figure 4.
UP
en zone agro-pastorale
Types de v6g6tation naturelle sur plateaux culrass6s
Brousse Persillée = BP
Brousse Tgrée Typique = BTï
Brousse Ponctuée = BPC
Brousse Tigrée en Rosace = BTR
1
UnW. Piysaghres hom plateaux cuimss6s
A
615
0 zone dégradde
Figure q :Carte des UP sur l'observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
(d'aprks Loireau, 1998)
Les caractéristiques des UP déterminent un niveau de production potentielle des
ressources naturelles renouvelables (attributs de l'unité : végétation, sols, eau, etc).
A l'intérieur de chaque UP, la vegétation varie en fonction des types d'occupation des
sols qui composent cette UP : il faut alors la quantifier pour chacun de ces types.
Construction des unités de pratiques combinées (WC)
Definitions et principes gdnéraux
Les unites de pratiques cornbin4es, contrairement aux unités payçagdres, ne
sant pas forcément visibles dans le paysage (Figure 5).
-
Zone ?r jachbres
anciennes en 7994
I
-
Zone cu1tivé.eselan une rotation
de cultures et de jachCres
sur l a @iode ic~g2-ir)r)rj upc
\
Zone cultivee en i994
Figure 5 :ExmpIc de b EJifPurMde w/suafiserI6s um,
obscrmtoirc R05wJOss I Dantlandou {Niger-.
Leur construction ne se fait pas à partir de traitements d'images satellitaires et
de relevés de terrain ; elle s'effectue à partir de modèles de spatialisation des
pratiques. La construction des upc se réalise en deux temps principaux :
1)
elaboration de la typologie des pratiques combinees,
2)
élaboration de la carte des
pratiques combinees.
upc
à travers u n modèle de spatialisation des
Ces deux étapes majeures sont explicitees dans les paragraphes suivants. Seule
la seconde est intégrée dans l'outil SIEL.
Élaboration de la typologie des pratiques combinées
Pour chaque période considerée, une typologie de pratiques combinees doit
être etablie à l'échelle de l'observatoire. C'est une donnde d'entree de l'outil SIEL.
Les classes de pratiques combinées sont appliquees ensemble au m ê m e
endroit par u n o u plusieurs groupes d'agents, selon la m ê m e logique d'exploitation
autour d'un o u plusieurs centres d'activites. Chaque classe de pratiques combinees
comprend au moins une pratique li4e à I'activitd structurante d u territoire consider&.
Le groupe d'agents peut résider dans u n o u plusieurs centres d'activites
successivement dans le temps. II peut utiliser sirnultanement u n o u plusieurs autres
centres d'activités pour exploiter les ressources.
Dans une zone o ù I'activite agricole est structurante, une classe de pratiques
combinees est iiee au type d'exploitation (cf. ROSELT/OSS
C T ~ 2004)
,
et à ses facteurs
de production (terre, main-d'œuvre, etc.).
À titre d'exemple, une classe peut être decrite c o m m e suit :
culture de mil, selon u n cycle cultural en moyenne de quatre ans de culture et
six ans de jachère pâturte ; les critères de remise en culture sont lits aux
indicateurs biologiques de rtcuptration de la jachère ; il y a apport defumier
grâce au parcage d'animaux en ptriode de jachère (exemple sahtlien) ;
ctrtaliculture en sec sans amtnagement (après u n dkfrichement de la steppe),
avec une mise en culture chaque anntefavorable (en fonction de la répartition
des pluies), soit en moyenne une annte sur trois ; le reste du temps e n f i c h e
pouvant servir pour le parcours des troupeaux (exemple sud mtditerranten) ;
arboriculture d'olivien, tventuellement associte à d'autres a r b r e s j u i t i e n ;avec
u n amtnagement pour la rtcolte des eaux de ruissellement (type jessour), sur
les talwegs dans une zone de parcours ; utilisation des produits de la taille ; et
ctrtaliculture les anntesfavorables (autre exemple sud mtditerranten).
Dans une zone o ù I'activite pastorale est structurante, une classe de pratiques
combinées est liee au type de troupeau et à son mode de conduite au pâturage. À
titre d'exemple, elle peut être decrite c o m m e suit :
pâturage intensif d'un troupeau mixte, avec gardiennage actif par le berger
dans une unite donnée (100%) ; la pratique d e I'emondage est
couramment appliquee par le berger ;
paturage léger d'un troupeau de bovins sur une mosaïque de parcours et
de jachères, avec " grappillage " de quelques espèces-cles au cours d u
passage d u troupeau.
Les donnees necessaires pour construire la typologie des pratiques combinees
sont issues d'un dispositif d'enquêtes " agro-socio-économiques " mené sur le
C T ~ 2004).
,
terrain pour la periode consideree (cf. ROSELT/OSS
Calcul du degré dfart$cialisation
Pour chaque classe de pratiques combinees, u n degre d'artificialisation est
calcule.
tdon exprime l e degr6 d'invrrstissement d e l'homme sur
moyens humains, matériel, financier, etc. (facteurs d e
calculé, qui permet d e quantifier ce degré
MÉTHODES
CONCEPTS,
ET MISE EN E U V R E DU
SIEL - ROSELT/ OSS
II est construit selon les trois étapes suivantes :
identification des critères d u degré d'investissement jugés pertinents p o u r
l'observatoire (degré de mécanisation, investissement en m a i n d'œuvre,
degré d'aménagement, etc.) ;
1)
2)
pour chaque critère, une valeur est attribuée (sur u n e échelle d e valeurs
commune) selon le niveau d'artificialisation d e la classe d e pratiques
combinées ;
la s o m m e d e toutes les valeurs des critères est effectuée pour chaque type
d e pratiques (avec possibilité d e pondérer les critères, selon l'importance
que l'on veut leur donner).
3)
Le tableau
i illustre
ce m o d e d e construction.
Tableau 1 : Exemple du mode de construction du degré d'artificialisation complexe.
Classe de pratiques
cornbinees
'Critère b
Critère a
Degre d'artificialisation
Critère c
global
--
Doa r t
poids
,
D>rt
poids
Da a r t
poids
1
1
1
~
+
1
O
2
2
3
2
5
3
4
5
8
2
10
1
3
3
3
2
2
1
1
1
1
Principes généraux de construction des unités de pratiques combinées (UPC)
L'application d ' u n e classe d e pratiques combinées sur u n espace défini
détermine u n e UPC, composée des différents types d'occupation d u sol q u i la
caractérisent, selon u n e proportion (%) définie.
Si le type d'occupation d u sol est le m ê m e quelle que soit l'année dans la
période considérée, I'UPCsera caractérisée par u n seul type d'occupation d u sol sur
l'ensemble de sa superficie.
Si la classe de pratiques combinées est caractérisée par une rotation (annuelle
o u saisonnière) o u u n e succession d e différents types d'occupation d u sol (cultures,
jachères, friches, autres), I'UPCsera composée d e ces différents types d'occupation
d u sol, selon u n pourcentage proportionnel à la durée d e la rotation.
À titre d'exemple :
une UPC caractérisée par u n cycle cultural de quatre ans d e jachères et six
ans de cultures sera composée virtuellement de : 1/10 de jachères d e u n an,
1/10 d e jachères d e deux ans, 1/10 d e jachères d e trois ans, 1/10 d e jachères
d e quatre ans, et 6/10 d e cultures. Cela d o i t se traduire visuellement dans
le paysage (uP), à u n m o m e n t donné, par une mosaïque parcellaire reflétant
cette composition ;
DS
n03 - ROSELT / Oss
une UPC caractérisée par une mise en culture opportuniste (une année
favorable pour la culture tous les quatre ans) comportera virtuellement 25%
de parcelles cultivées et 75% de friches. Au niveau du paysage, à un moment
donné, cela se traduit visuellement par une homogénéité parcellaire : pas du
tout de cultures certaines années, ou quasiment tout en culture.
Les unités de pratiques combinées ont, de par leur mode de construction, une
relative stabilité dans le temps (pluri-annuelle).
+
La distribution spatiale des pratiques sur le territoire de l'observatoire se
fait autour des centres d'activités (éléments d'organisation, points focaux ;
cf. p. 24).
Le principe fondamental de ces " modèles distribués " est le suivant : les
pratiques combinées sont potentiellement appliquCes en un lieu donné par un ou
plusieurs groupes d'agents en fonction des caractéristiques biophysiques locales de
ce lieu et de l'espérance en produits d'exploitation (production moyenne par cycle
d'exploitation) en ce lieu des groupes d'agents pour contribuer à la satisfaction d'un
type de besoin.
La production moyenne par cycle d'exploitation (PMC) exprime le produit
moyen annuel d'exploitation (récolte, viande, lait, etc.) catculé sur la période
considérée selon le type de pratiques combinées et selon la qualité du sol
(produits agricoles) ou la qualit& pastorale (produits d'élevage).
Par exemple, si une classe de pratiques alterne des annCes de mise en culture
et des années de friche (cas de la céréaliculture à Menzel Habib, Tunisie) ou de
jachère (cas de la céréaliculture à Dantiandou, Niger), la production agricole
annuelle moyenne pour la période considérée tient autant compte des rendements
les années de mise en culture que de l'absence de rendements les années de friche
ou de jachère (production moyenne annuelle par cycle cultural).
Pour les besoins de la modélisation (notamment simulation), on peut
distinguer les rendements pour des années favorables (bonne pluviométrie) ou
défavorables (années sèches).
Cette production s'exprime avec la même unité que les besoins : équivalent
céréales ou équivalent monétaire, etc. Elle est mesurée sur le terrain selon un protocole
déterminé (cf. ROSELT/OSS
C T ~2004).
,
C'est une donnée d'entrée de l'outil SIEL,calculée
par cet outil.
Le besoin exprime la demande en produits, sur le territoire d'exploitation, de
la part des groupes d'agents rattachés Ci un centre d'activités. Cette demande est
fonction des différentes destinations des produits : autoconsommation,
commerce (vente, echange, don), stockage (re-investissement, prévision des
pertes).
+
Le modele genérique de spatialisation des classes de pratiques combinees
utilise obligatoirement les quatre éléments fondamentaux suivants :
1)
des territoires d'exploitation autour des centres d'activites ;
2)
des regles de spatialisation des classes de pratiques combinées autour
des centres d'activités dans les territoires d'exploitation ;
3)
4)
un support cartographique pour la spatialisation des pratiques ;
des besoins à satisfaire sur chaque territoire d'exploitation.
Construction des territoires d'exploitation
U n territoire d'exploitation est une aire d'exploitation potentielle des
ressources naturelles par un ou plusieurs groupes d'agents, autour d'un ou
plusieurs centres d'activités opdrationnels (" actifs ") pour une période d o n n k .
Pour une période donnde, les centres d'activites opérationnels sont les points
focaux correspondant à l'activité structurante de l'observatoire.
Selon les observatoires, les territoires d'exploitation peuvent être obtenus
directement, soit à partir de cartes existantes (par exemple d'unites agro-pastorales
reconnues), soit à partir de relevés cartographiques specifiques. Dans ce cas, la
carte des territoires est une donnee d'entree du SIEL. Dans le cas contraire, ces
territoires doivent être construits par modelisation : la carte est generée par l'outil,
sur la base de regles respectant des principes communs à tous les observatoires,
mais etablies à partir des specificites locales de I'observatoire.
Selon ces principes communs, les limites des territoires d'exploitation sont
liees à la repartition spatiale des centres d'activités et à leurs poids relatifs. Ce poids
depend du - ou des - groupes d'agents (taille et puissance du groupe, ancienneté
d'installation, etc.) attachés aux centres d'activites. Si chaque territoire se construit
autour d'un seul centre d'activités, c'est un modele centre " ; autour de plusieurs
centres, le modele est dit " distribué ".
En zone agro-pastorale, le modèle centre correspond, par exemple, à un habitat
concentre en villages. En zone pastorale, il peut correspondre à des campements
proches des puits, etc.
Le modèle distribué renvoie typiquement, en zone agro-pastorale, à un habitat
dispersé (fermes isolees par exemple), ou à des campements dissemines et
éloignés des points d'eau.
Differents types de modèles de construction des territoires d'exploitation sont
developpés dans le SIEL (cf ROSELT/OSS
C T ~ ,2004).
En zone agro-pastorale sahelienne, les territoires d'exploitation sont construits
selon le modèle centre (Figure 6 ) .
Centres,
d'activite
Territoires
d'exploitation
Figure G :Exemple de territoires d'exploitations construits selon le modéle distribud,
observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
(d'aprts Loireau, 1998)
Chaque couleur correspond à un territoire d'exploitation.
Dans cette zone, les territoires d'exploitation modelises correspondent à l'aire
d'exploitation effective de la population de chaque village. Ils ne correspondent pas
entièrement et/ou subdivisent les terroirs villageois qui, eux, sont les zones sur
lesquelles un chef de village a le pouvoir d'attribution des terres (une realité sociale
liee aux règles d'accès foncier aux terres).
+
Validation des territoires d'exploitation
Deux methodes de calibrage et de validation du modèle sont proposees
1)
2)
Allers-retours entre la carte des territoires d'exploitation modélises et
une cartographie de terrain. Ce type de validation est un traitement
classique sic, qui n'est pas specifique au SIEL.
Calcul du nombre de sites de renseignement-sol (informations
recoltees sur le terrain : cf. ROSELT/OSS
C T ~ 2004),
,
correctement inclus
dans les territoires d'exploitation resultants. Ce type de validation est
propose dans l'outil SIEL.
Spatialisation des classes de pratiques combinées dans les territoires d'exploitation
+
Le modèle générique proposé met en œuvre la règle suivante :
Un ou plusieurs groupes d'agents applique(nt), à un endroit donné au sein du
territoire d'exploitation, une classe de pratiques combinées qui optimise leur intérêt.
Un endroit donné du territoire de l'observatoire (point ; pour la modelisation :
pixel) est caracterisé par :
la qualité de la ressource utile (sol, biomasse pastorale, ligneuse, etc.)
pour I'activitd structurante ; et
son accessibilité (distance au centre d'activitd, acces foncier).
Cintér&t, a un endroit donné, est le rapport entre :
la production moyenne par cycle d'exploitation (PMC) attendue en
fonction :
-
de ta classe de pratiques combinées appliquke, et
des caractéristiques biophysiques locales de cet endroit, qui
définissent ie niveau potentiel de production de ce milieu,
et l'effort (€1 fourni par un ou plusieurs groupe(s) d'agents pour
appliquer cette classe de pratiques combinees à cet endroit.
Cinterêt augmente avec un accroissement de la production
diminution de I'effort.
/
Formule générique de I'intérdt :I=PMC
E
(PMC)
et/ou une
1
Le(s) groupe(s) d'agents applique(nt) différentes classes de pratiques
combinées à differents endroits du territoire d'exploitation jusqu'à satisfaire au
mieux leur besoin en produits d'exploitation sur ce territoire.
Ce besoin peut ne pas être satisfait sur ce territoire : il peut être alors être
redistribue sur les autres territoires d'exploitations de I'observatoire, ou satisfait par
d'autres voies (approvisionnement sur le marché, échanges, migrations
temporaires, etc.), ou rester insatisfait (migrations définitives, famines).
+
Calcul de l'effort
C&rt (E) est fonction, d'une part, de I'investissernent et, d'autre part, de la
difiicultd rencontrée pour appliquer un type de pratiques combinées à un endroit
donne par un ou plusieurs groupes d'agents.
1
.
La difficulté est liée :
aux caractéristiques biophysiques de l'endroit p o u r I'exploitation des
ressources (pénibilite d u travail au regard des moyens technologiques
disponibles) ;
à son accessibilite (distance au centre d'activitks notamment).
L'effort augmente quand la difficulté p o u r I'exploitation de la ressource
augmente et que son accessibilité diminue.
Hypothèses fortes du modèle :
La difficulté d'exploitation est liée aux moyens technologiques utilisés : elle
est donc prise en compte dans la notion d'investissement (mécanisation vs
travail manuel par exemple).
L'accessibilité foncière entre dans la caracterisation des classes d e
pratiques combinées : u n exploitant sécurisé sur le plan foncier aura u n
niveau d'investissement supérieur à u n exploitant n o n sécurisé.
En conséquence, le facteur retenu dans les observatoires ROSELT/OSSpour
I'evaluation de la difficulte est donc le facteur distance.
1
Formule générique de I'efort :E = (Ep) dlds
Ep : investissement 116à l'application d'une classe de pratiques combinées, quel
que soit son lieu d'application.
d : la distance entre le centre d'activités et I'endroit où l'on souhaite appliquer la
classe de pratiques combinées.
ds : distance seuil associée aux centres d'activités.
-
Ep correspond à l'investissement (travail, temps, salaire, aménagement, etc.)
fourni par u n o u plusieurs groupes d'agents p o u r appliquer une classe de pratiques
combinees, selon les techniques utilisées, quelle que soit la qualité de la ressource
utile (sol, végétation, etc.) et son accessibilité (distance, statut foncier, etc.).
ds est une valeur paramétrée lorsqu'un seuil de distance au centre d'activités
est identifie, au-delà duquel la distance devient un facteur très contraignant pour
appliquer toute classe de pratiques combinées.
L'investissement Ep est une fonction d u degré d'artificialisation, caractéristique
des classes de pratiques combinées.
differentes méthodes de calcul de Ep peuvent être
Dans l'outil SIEL-ROSELT/~SS,
développées, en fonction des spécificitks des observatoires (cf. c ~ 3 )Le calcul
spécifique de l'effort est intégré dans le SIEL.
+
Le support cartographique pour spatialiser les classes de pratiques
combinees est la carte des ressources utiles (caracteristiques biophysiques locales)
pour I'activite structurante, construite A I'echelle de I'observatoire, C'est une donnee
d'entree de l'outil SIEL.
Lorsque I'activite agricole est structurante, il s'agit de la carte d'aptitude des
sols A la mise en culture, issue de I'interpretation d'une carte geomorphopedologique et/ou de la representation mentale des paysans.
Lorsque I'activite pastorale est structurante, il s'agit de la carte de qualite pastorale,
issue de I'interpretation qualitative (qualite pastorale des espèces, et/ou perception des
pasteurs) et quantitative (capacite de production) de la carte de vegetation.
Ces cartes de ressources utiles doivent être relativement simples A construire
pour garder la capacite d'extrapolation A la region que représente I'observatoire.
Elles peuvent être issues de la " desagregation " d'une carte A plus petite echelle, ce
qui renforce la capacité de changement d'échelle et d'extrapolation.
Un exemple de carte des upc construit selon le modèle centre en zone
agropastorale sahelienne est presente dans la figure 7.
Sur cette carte, les centres des aureoles sont les villages (centres d'activites).
Dans le cas presente, l'aspect très concentrique des aureoles reflète une
homogeneite des conditions de sol pour la mise en culture, et donc une influence
preponderante du facteur " distance " sur la repartition des classes de pratiques
combinees (surtout dans le cas de deplacements A pied). En revanche, les
distorsions dans ce schema concentrique traduisent essentiellement les contraintes
du milieu pour la mise en culture.
+
Validation des unités de pratiques combinées
Une methode de calibrage et de validation du modèle centre de construction
des UPC consiste A calculer le nombre de sites de renseignement-sol (informations
recoitees sur le terrain : cf. ROSELT/OSS
C T ~ 2004),
,
correctement inclus dans les upc
correspondantes. Ce type de validation est propose dans l'outil SIEL.
Résumé de la démarche : un territoire structuré
en unités de pratiques combinées
Lorsque le territoire de I'observatoire est vaste (region d'un pays) et/ou qu'il
comprend des sous-ensembles bien differencies (sur les plans biophysique et
humain), la modklisation peut être effectuee sur des parties de I'observatoire,
appeles territoires de modelisation (Figure 8).
Ces territoires sont, A leur tour, decoupes en territoires d'exploitation autour des
centres d'activités, A I'interieur desquels l'espace est structure en unites de
pratiques combinees.
p1
_r -
m
s;-
Plateaux cuirass6s
Unites de Pratiques Combin6es (UPC)
Artificialisation trbs faible : jach. (16 ans), cult. (10 ans)
--a
Villages
O
5km
Artificialisation faible :jach. (7 ans), cult. (7 ans)
1
'
l
1
Artificialisation faible A moyenne : jach. (5 ans), cult. (6 ans)
Artificialisation moyenne : jach. (4 ans), cult. (6 ans)
Artificialisation forte : jachbres trbs courtes (2 ans)
Artificialisation maximum : cultures permanentes
Hors cultures
Figure 7 :Carte des unitds de pratiques combinks, construite selon un modble centrd
dans une zone agro-pastorale sahdlienne : observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
(d'aprks Loireau, 1998)
CONCEPTS,M~THODESET MISE EN EUVRE DU SIEL - ROSELT / OSS
1
centres d'activités
d'obseivatoire
Figure 8 :La structuration des territoires d'observatoire ROSELT/OSS
en unités de pratiques combinkes.
Construction des unités spatiales de référence ( u s ~ )
L'USRest le résultat de I'intersection entre l'unité de pratiques combinées (UPC)
et l'unité paysagère (UP) : USR = upc ~ U PL'unité
.
spatiale de référence est le plus petit
dénominateur c o m m u n entre les UP et les UPC. Plusieurs cas de figure peuvent se
présenter (Figure 9): inclusion, confusion et intersection.
Figure g :Les difkrents cas de construction des
résultat de l'intersection des
UP
et des
UPC.
USR,
Lorsque les types de pratiques combinées sont peu nombreux, les upc sont par
définition très vastes : elles peuvent alors inclure totalement une ou plusieurs UP. A
l'inverse, des grandes unitCs paysagères homogènes peuvent inclure une ou
plusieurs upc.
CUSR hérite des attributs de I'UP(notamment les ressources produites par type
(notamment les surfaces relatives des différents
d'occupation du sol) et de I'UPC
types d'occupation du sol) qui la constituent.
Elles sont à une echelle spatiale qui les affranchit de la variabilité annuelle de
l'affectation parcellaire (land use).
Un exemple d'une carte des USR construite en zone agropastorale sahélienne est
prCsenté dans la figure 10.
Trente Unlt4s Spatiales de RBférence
(un contour, une surface, une locelisalion.
ordre de grandeur du km2)
I
reli6es à :
- des pratiques agricoles
- des ressources naturelles v6g4tales
(et donc B une occupation du sol),
(bmasses +lg&
r
herbads et ligneuses).
Code USR =code UPC +code UP
1
..
'U
Chaque gamme de couleur mmpond B une unM ~ o l o g i q u e .
Plus la muleur est intense, plus les praüqws m t Inlemhies.
Les plateaux cuirass4ssont en noir et blanc.
Figure io :Carte des
us^ dans une zone agro-pastorale sahdlienne,
observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
(d'après Loinau, 1998)
La carte des USR ainsi réalisée sert de support pour l'échantillonnage et le
positionnement des stations permanentes de surveillance des ressources de
l'observatoire. Chaque classe d ' u s ~constitue en effet à ce stade une " strate
d'échantillonnage " dont toutes les unités cartographiques (polygones) ont les
mêmes attributs (caractéristiques), quelle que soit leur localisation sur le territoire
CONCEPTS,
MÉTHODES
ET MISE EN (IUVRE DU
SIEL - ROSELT/ OSS
de I'observatoire. Durant le cycle de vie de I'observatoire, deux types de mesures
sont ainsi réalisés pour la quantification des ressources :
Des campagnes phyto-écologiques quadriennales p o u r évaluer les
ressources sur l'ensemble des unités paysagères (phase diagnostic),
Une surveillance annuelle sur u n sous-ensemble de stations permanentes,
situées selon la stratification d u territoire en USR.
Intégration du multi-usages sur les
USR
Principes généraux de l a méthode
Les observatoires RoSELT/OSS sont généralement situés dans des zones o ù les
ressources naturelles renouvelables sont prélevées de façon simultanée o u successive
pour divers usages, dont les principaux sont agricoles, pastoraux, forestiers. Ce multiusages des ressources naturelles par les sociétés est rapporté sur les espaces
communs d'utilisation de l'espace et des ressources, les unités spatiales de
référence (USR).Les objectifs de cette intégration des usages multiples consistent à :
établir u n bilan spatialisé ressources-usages sur les USR, qui tienne compte
de I'ensemble des usages des ressources sur le territoire de I'observatoire
pour la période considérée ;
en déduire u n risque de dégradation des ressources sur les
USR ;
simuler des prospectives selon des pas d e temps etlou des scénarios
d'évolution prédéfinis.
Le principe méthodologique consiste t o u t d'abord à élaborer des modèles
distincts, afin d e spatialiser, d'une part, les prélèvements et, d'autre part, les
disponibilités, pour chaque activité d'exploitation significative des ressources
naturelles. Ils sont ensuite superposés (voir paragraphe suivant).
Concernant l'activité structurante de I'observatoire, ce modèle a déjà été élaboré
pour construire les UPC. Pour les autres activités identifiées, des règles simples de
spatialisation sont définies d'après la connaissance d u fonctionnement de cette
activité sur I'observatoire (cf. ROSELT/OSS
C T ~ 2004).
,
Détermination des bilans ressources/usages
sur le territoire des observatoires ROSELT/OSS
Principes généraux
Le bilan ressources-usages consiste A calculer la différence entre la quantité de
ressources naturelles disponibles (disponibilités) et la quantité prélevée par les
groupes sociaux. Ce bilan est u n nouvel attribut des USR ; il exprime l'état d'équilibre
DS
n03 - ROSELT / Oss
A
M d'exploitation
des ressources
naturelles
4
-
Bilans par acti-
et
A
-
Bltm 0-P
Bilin
Figrcm it :h p c s de construction des bilans spatialisds r e s s o u ~ / u s ~ g edans
s les obscwmires Ros~rr/Oss.
En ce q u i concerne les autres ressources (sols, eau), le calcul d u " bilan ", tel
qu'il est proposé ici, n'est pas immédiatement e t systématiquement applicable à
l'échelle de I'USRe t aux échelles de t e m p s considérées. II fait en effet appel à des
processus intervenant à plusieurs échelles spatiales (érosion, recharge de nappes,
par exemple) q u i se prêtent m a l à une extrapolation directe. La notion de
" prélèvement " est pour cette raison délicate à définir au seul niveau des USR.
Les états de ces ressources en eau et en sols sont bien des données d'entrée d u
SIEL (carte de qualité de sols, localisation et fonctionnalité des points d'eau, par
exemple). L'impact des usages sur ces ressources peut être évalué en termes de
risques et constitue à ce titre u n produit d u SIEL (cf. p. 39).
Ces bilans ressources/usages sur les USR c o n s t i t u e n t les i n f o r m a t i o n s
cartographiques les plus complètes et les plus fines en termes d'échelle spatiale
(USR) produites par l ' o u t i l SIEL. En effet, chaque USR " courante" ( u n i t é
cartographique localisée sur le territoire de I'observatoire) dispose, d'une part,
d'attributs c o m m u n s à la classe USR déterminée par la structuration d u territoire
(notamment la disponibilité des ressources) et d'autre part, d'attributs spécifiques
calculés en fonction de son positionnement géographique et de la distribution
spatiale des prélèvements liés aux différents usages (attributs : prélèvements, bilan).
Pour faciliter l'interprétation de ces informations, des indices de risque de
dégradation des ressources sont proposés (cf. p. 39).
Détermination et spatialisation des prélèvements
L'objectif est ici de déterminer la quantité de ressources prélevée par unité de
surface (" densité ") p o u r chaque usage, puis de la rapporter aux USR afin d'aboutir
aux bilans multi-usages recherchés sur des espaces communs.
Deux jeux de données sont indispensables pour ce faire :
1)
2)
Les prélèvements de ressources naturelles (quantité, qualité), selon chacun
des usages considérés, effectués par le o u les groupes d'agents rattachés à
chaque centre d'activités, p o u r la période considérée.
La quantification de ces prélèvements et leur répartition spatiale par centre
d'activités s'effectue selon des relevés de terrain spécifiques (enquêtes,
,
Le prélèvement est calculé pour chaque
mesures : cf. RosELT/Oss C T ~ 2004).
centre d'activités : il est fonction de la taille des groupes d'agents reliés à ce
centre et de leur niveau de consommation. Le niveau de consommation est
une valeur fixe appliquée à I'observatoire pour une période donnée
(" constante d'observatoire " : k g de matières sèches par UBT, o u k g de
matières sèches par personne).
Les m é t h o d e s de m e s u r e de prélèvements des ressources s o n t
harmonisées dans le réseau.
Les aires de prélèvement autour des centres d'activités.
Ces aires de prélèvements sont déterminées pour les activités autres que
1"' activité structurante " de I'observatoire. II s'agit de zones auréolaires
i
r-
:
autour d'un ou de plusieurs centres d'activités. Leur rayon est déterminé à
partir d'enquêtes sur le terrain. Les aires obtenues peuvent se chevaucher.
Avec les jeux de données préparés, les traitements suivants sont réalisés :
1)
La quantité de prélèvements est rapportée à la superficie de I'aire de
prélèvement ; ce qui donne une densité de prélèvements.
2)
Cette densité est répartie sur tout ou partie des surfaces des USR que I'aire
de prélèvement recoupe. Cette répartition se fait soit de manière homogène
(la même densité quelque soit le type d ' u s ~ ) ,soit selon des indices de
préférence (la densité est pondérée en fonction de l'intensité relative du
prélèvement sur I'usR). Ces règles sont déterminées à partir des
informations collectées spécifiquement sur le territoire de l'observatoire.
3)
La quantité totale de prélèvements sur une USR courante est calculée en
faisant la somme des densités de prélèvements des aires de prélèvements
intersectées. II détermine la densité de prélèvements sur I'USR
courante.
La determination et la spatialisation des prélèvements ne sont réalisés qu'une
fois, pour la période considérée, soit en référence à un fonctionnement annuel (cas
pour I'activité agricole à une seule récolte annuelle), soit en référence à un
fonctionnement saisonnier (cas général pour l'activité pastorale).
Les produits issus de l'ensemble de cette démarche constituent les cartes de
prélèvements du SIEL.
Détermination et spatialisation des disponibilités
Les ressources produites sont des attributs des unités paysagères et donc, par
héritage, des USR.
La part disponible de ces ressources, pour chaque usage considéré, est
déterminée à partir des connaissances acquises sur les modes d'utilisation des
CT2, 2004).
ressources par les sociétés (cf. ROSELT/OSS
En ce qui concerne les ressources végétales naturelles (qui ne comprennent
donc pas les produits agricoles), le calcul de la " part disponible " prend en compte
les catégories suivantes, en fonction des différents usages :
Disponibilité liée d I'activité agricole : la végétation extraite dans les jachères
ou friches au moment de la remise en culture (défrichement par le feu :
écobuage... ; ou par la hache : utilisation des ligneux pour divers usages...).
Disponibilité pastorale : cumul de la part consommable de la biomasse
herbacée et de la part consommable et accessible de la biomasse des
ligneux par type d'occupation des sols : cultures, jachères, friches,
parcours, forêts.
Disponibilité forestidre : biomasse ligneuse par type d'occupation des sols.
Les produits issus de l'ensemble de cette demarche constituent les cartes de
disponibilités du SIEL.
Détermination d'indices de risque de dégradation de ressources
et de désertification
À partir des attributs des USR, des indices sont elabores pour rendre compte du
risque de degradation des ressources naturelles, en rapport avec chaque activite, ou
en rapport avec l'ensemble des activites (multi-usages).
II faut à cet effet rappeler qu'une activite isolee (ex : surexploitation agricole)
peut à elle seule conduire à la degradation des ressources utilisees, voire
eventuellement à la dégradation des terres (diminution de la capacite de production
biologique) et à la desertification. Le multi-usages peut augmenter le risque de
degradation, ou au contraire améliorer la gestion des ressources et donc diminuer
ce risque (cf. preambule).
+
Pour la ressource végétale et chaque usage, deux types d'indice, dit " de
risque ", sont proposes dans l'outil SIEL (cf. ROSELT/OSS
CT3, 2004) :
1)
L'indice de prélèvement absolu (IPA) : c'est le rapport entre les
prelèvements (P) et les disponibilites (D) pour une USR
donnee :
pour
2)
~ ' U S Rcourante
~
L'indice de prélèvement relatif (IPR) : il pondère l'indice de
prelèvement absolu par le rapport de la moyenne des
prelèvements sur toutes les USR (Pg) ou sur toutes les USR de
même type que I'USRcourante (Pu) et la moyenne des
disponibilites sur toutes les USR (Dg) sur I'observatoire.
IPRgi = (Pi/Di)/(Pg/Dg) et lPRui = (Pi/Di)/(Pu/Du)
pour ~ ' U Scourante
R~
L'IPA peut être consider6 comme un indice de risque de degradation de la
ressource vegetale. II mesure une pression sur l'environnement par rapport à la
ressource (ici vegetale). II est absolu dans le sens où son calcul est realise sur
chacune des USR sans reference au fonctionnement d'ensemble de I'observatoire. II
est donc comparable d'un observatoire à l'autre. Quelle que soit la disponibilité des
ressources, un quotient superieur à un exprime potentiellement pour cette unite un
prélèvement supérieur à la disponibilité, ce qui explique le risque. Plus la valeur de
l'indice est élevée, plus le risque est grand.
L'IPRdonne une information sur la distribution relative de cette pression à l'échelle
de I'observatoire ( I P R ~o)u par type d ' u s ~(IPR"). Il peut être considéré c o m m e u n indice
d'homogénéité d u risque dégradation de la ressource végétale. S'il est égal à un, il
indique que I'USR~courante est dans la moyenne d u comportement de I'observatoire
o u de la classe d'usr correspondante. S'il est inférieur o u supérieur à un, le
s'écarte de la moyenne : sur- o u sous-exploitation relative. Cet
comportement de I'USR~
indice relatif n'est donc pas directement comparable d'un observatoire à l'autre.
U n indice multi-usage est obtenu par la combinaison des indices liés aux
différents usages.
Pour faciliter l'utilisation de ces produits cartographiques, les indices sont
calculés sur les USR, puis représentés selon le découpage administratif local : terroir
villageois, communes, etc.
6
Pour les autres ressources (eau, sol,...), l'impact des usages est traduit en
terme de risque de dégradation, rapporté à chaque USR en fonction de ses
caractéristiques propres. Les indices de risque sont inférés à partir des
connaissances sur les processus systémiques générés dans le cadre
d'études connexes.
La combinaison de ces indices sur les USR est rendue possible par leur m o d e de
c o n s t r u c t i o n d ' u n i t é s spatiales de référence à.. differentes t h é m a t i q u e s :
géomorphologie, pédologie et écologie (uP), systemes agraires, démographie, etc.
Les modalités d e calcul et d'intégration de ces indices doivent encore faire
l'objet d e réflexions approfondies au sein d u réseau R O S E L T / ~ Sau
S ,fur et à mesure
de la dCclinaison d u SIELdans les différents observatoires.
S i m u l a t i o n s prospectives
Les produits élaborés dans le SIEL pour une période donnée (bilans, indices de
risque d e dégradation) rendent compte d u fonctionnement d'un observatoire pour
cette période, et donc des tendances à la dégradation, locale o u généralisée à
I'ensem ble d u territoire.
L'interprétation de ces tendances constitue en soi u n o u t i l d'aide à la décision.
L'exploration de ces tendances, à travers des simulations prospectives, augmente la
capacité d'aide à la décision, notamment en répondant à la question : << Que se
passe-t-il si...? >>
L'évolution des changements environnementaux et sociétaux ainsi que les
risques de désertification sont évalués selon deux procédures :
1)
une simulation instantanée sur une période donnée, fondée sur u n simple
changement de valeur des parametres de forçage (population, climat) ;
2)
une simulation dynamique, sur plusieurs itérations (par exemple, par
périodes de quatre ans), fondée sur des courbes d'évolution des
paramètres de forçage.
La surveillance à long terme permettra de confronter les résultats des
simulations aux données collectées, et ainsi de valider ou réajuster les modPles mis
en œuvre dans le SIEL.
Mise en œuvre du SIEL- ROÇELT/OSS
Conception de l'outil
Concepts " objets
"
et
"
éléments
" duformalisme
UML
Pour apporter les éléments necessaires au développement d u SIEL, il a été jugé
indispensable, dès les premiers travaux menés par Cayte et al. (1997)~de s'appuyer sur
une méthode de conception adaptée. La méthode privilégiée est l'approche par objet.
de Montpellier s'est appuyée
Par la suite, la coordination régionale ROSELT/OSS
sur ces travaux, portant sur u n jeu d e données et u n territoire particulier (Loireau,
1998)' pour proposer des éléments de conception s'attachant à décrire une
configuration adaptable à tous les territoires d'observatoires ROSELT/OSS.
Cette approche, initiée sur u n observatoire d u Niger, a été le p o i n t d e départ
pour définir les utilisateurs et les besoins d'un tel outil. Elle s'appuie sur u n modèle
général de données q u i peut être développé et complété selon les particularités de
chaque observatoire.
Des éléments d'explication d u formalisme U M L (Unified Modelling Language),
utilisé p o u r décrire les principaux modèles au niveau conceptuel, sont donnés cidessous et précisés en annexe l.
L'approche objet (méthodes et langages) s'appuie sur la perception d'entités
(exemple : une parcelle agricole, u n propriétaire) d u m o n d e réel d o n t o n peut
donner une représentation en termes de structure et d e comportement. Le b u t d e la
modélisation est de décrire les objets et les relations pouvant exister entre eux.
L'objet est une représentation abstraite d ' u n m o n d e reel o u abstrait ; c'est une
unité formée d ' u n état et d ' u n comportement. L'état d ' u n objet est constitué des
valeurs instantanées d e ses attributs. Les attributs sont des valeurs q u i sont
associées aux objets (ex : " biomasse " est u n attribut d ' u n objet " unité
paysagère "). Le comportement est décrit par ce que l'on appelle des méthodes, o u
opérations déclenchées par des stimulations externes appelées messages. Dans la
modélisation objet, l'objet est une chose précise évoluant dans le t e m p s suivant ses
attributs et comportements. L'ensemble des objets ayant une structure similaire
sera appelé " classe d'objet ".
U n e classe d'objets décrit u n groupe d'objets ayant les m ê m e s propriétés et les
mêmes comportements (mêmes attributs et m ê m e ensemble d e méthodes) afin
d'en faciliter la gestion. En formalisme UML, le diagramme d'une classe présente
dans u n e f o r m e rectangulaire son n o m , ses attributs, ses opérations.
Les classes peuvent être reliées entre elles, exprimant ainsi des liens pouvant
exister entre les objets. O n peut distinguer, p a r m i les relations proposées par le
formalisme U M L (cf. Figure 13, p. 46) :
L'association simple q u i caractérise une dépendance entre classes, une
nécessité de communiquer.
La généralisation/spécialisation qui lie une super-classe à des sous-classes : la
super-classe généralise la structure de sa (ou de ses) sous-classe(s). L'héritage
est u n autre terme donné à cette relation d u point de vue de la sous-classe. II
permet à une classe d'objets (sous-classe) de réutiliser les attributs et les
opérations (méthodes) définis pour une classe plus générale (super-classe).
L'agrégation (losange)/composition permet d e décrire u n objet composite en
termes d'objets q u i le constituent.
Toutes ces relations sont des associations d e type simple o u complexe.
Classes, associations, généralisation/spécialisation, agrégation/composition sont
représentées dans des diagrammes structurels n o m m é s diagrammes de classes.
Les objets d u système c o m m u n i q u e n t et interagissent entre eux par envoi d e
messages. U n envoi d e message correspond à l'invocation d'une opération sur
l'objet concernée et peut provoquer une réaction d e celui-ci.
Les modèles de " cas d'utilisation " (use case) dans le formalisme UML servent à
saisir le comportement attendu des acteurs en interaction au sein d'un système
(Figure 12).
Ils permettent d e définir et structurer les besoins des utilisateurs et ainsi
d'adapter la définition d e I'architecture d u système à la satisfaction (réalisation) d e
ces besoins. Ce sont les acteurs q u i déclenchent les cas d'utilisation. D e manière
générale, u n système d'information distingue deux grands types d'utilisateurs q u i
interagissent avec le système : le fournisseur d e données q u i crée d e la donnée et
peut la modifier, et le consommateur q u i consulte les données.
identification des besoins et description des services
La modélisation des besoins et services et des acteurs q u i interagissent sur u n
système est essentielle pour structurer l'expression des besoins des utilisateurs
d ' u n système et assurer une bonne visibilité de I'architecture d u système à mettre
en place. Concernant le SIEL, l'identification des besoins et services s'appuie sur le
modèle d e cas d'utilisation présenté sur la figure 13. La modélisation présentée est
délibérément très générale. Elle s'attache à mettre en évidence les interactions des
trois acteurs principaux avec le SIEL et leurs utilisations d e l'outil. Ils sont classés en
deux catégories :
1)
les experts du système q u i correspondent au b i n ô m e informaticient h é m a t i c i e n d e chaque observatoire. Ces deux acteurs seront les
utilisateurs avertis d u SIEL et, à ce titre, l'utilisent dans toute sa palette d e
fonctionnalités : d e la gestion des données au choix de la représentation
des résultats, jusqu'à l'élaboration des calculs de bilan ressources/usages,
au paramétrage des modèles et à l'élaboration des scénarios prospectifs
(formulation d'hypothèses d'évolution des systèmes étudiés et de leur
interactions) ;
2)
les non-experts du système qui correspondent aux acteurs du
développement, qu'ils soient bailleurs ou organismes de gestion des
ressources naturelles. Ils interagissent avec le SIEL seulement à travers la
simulation de scénarios prospectifs (y compris dans la formulation des
hypothèses de scénarios) et la consultation - visualisation des données
élaborées par l'outil.
Ce premier modèle général permet d'identifier de manière très claire les
services que doit rendre le SIEL. Il préfigure déjà l'architecture logicielle à mettre en
place pour aboutir aux fonctionnalités liées aux utilisations demandées par les
différents acteurs. L'architecture de ses composants est décrite page 49.
a\YX->
mettre a jour des
intégrer des donnees
roncuonnainis aie
Informaticien
(expert du Siel)
Acteur du
développement
(non experi du Siel)
construire les UPC
Figure
72
construire des UP
:Utilisateurs et cas d'utilisation du SIEL(diagramme de cas d'utilisation UML).
Dans la figure 12, la couleur gris foncé est utilisée pour les fonctionnalités
classiques de tout système d'information (a fonctionnalités techniques ») et la
couleur gris clair pour les fonctionnalités spécifiques au SIEL-ROSELTIOSS
("fonctionnalités métiers ").
Modèle général de données
Le cœur du SIEL s'appuie sur un modèle de donnees qui organise l'information
à partir de la démarche conceptuelle systémique proposée dans ROSELT/OSS.
II
s'articule autour de cinq thèmes :
1)
structuration du territoire de I'observatoire en unites paysaghres (UP) et
determination de leurs attributs ;
2)
structuration du territoire de I'observatoire en unités de pratiques
combinees (WC)et determination de leurs attributs ;
3)
structuration du territoire de I'observatoire en unités spatiales de rkference (USR)
;
4)
caractérisation des infrastructures sur le territoire de I'observatoire ;
5) description du dispositif pérenne de surveillance au sol.
Ces cinq thèmes représentent l'ensemble des domaines traités dans le cadre
des changements environnementaux et de la désertification dans ROSELT/OSS.
La
structuration des donnees autour des différents thhmes est illustrée dans le
diagramme de classes UMLde la figure 13.
'
1 Uni@Spatiale de RBfBrence (USR) 1
1 Unit6 Paysagbre (UP)
1 Dispositif pérenne de surveillancedu soi
1 Unit6 de Prahques Combinées (UPC)
0Caract6nsation des infrastnictures
Motif de type point
Motif de type ligne
Motif de type polygone
&
m
m habite gère unit4 mpose unit4
1 1
n r
".. ,
1 1
-1
Troupeau
~- ..-
p
o
s
s
m
Figure 13 :ModLle saillant de données du SIEL(diagramme de classes UML)(cf: annexe 1).
Le thème " structuration du territoire en unités spatiales de réjérence " (USR) est
la classe résultante du croisement des classes unité paysagère (UP) et unité de
pratiques combinées (upc). Censemble des calculs, lies notamment à l'élaboration
des bilans ressources/usages, s'appuie sur ce découpage spatial d u territoire de
1'0 bservatoire.
Le thème " structuration du territoire de I'observatoire en unités paysagères "
comprend la caractérisation des paramètres d u paysage avec les classes : utilisation
du sol, physique et biologique.
Le thème " structuration du territoire de I'observatoire en unités de pratiques
combinées" permet de spécifier les différentes composantes des systèmes
d'exploitations et leurs incidences sur I'espace et les ressources. Cela traduit
notamment les liens d'appartenance des ménages à l'unit6 d'exploitants, des unités
d'exploitants aux groupes d'habitants et des groupes d'habitants à u n territoire
d'exploitation ; les relations spatiales entre les parcelles agricoles composant une
unité d'exploitation et leur appartenance à u n territoire (et à u n seul) ; les relations
de gestion des ressources et de I'espace entre les unités d'exploitants et leurs unités
d'exploitation, entre les groupes d'habitants et leur territoire d'exploitation
(pratiques). Sont représentées les principales classes qui structurent ce thème.
Le thème " caractérisation des infrastructures sur le territoire de I'observatoire "
replace, d'un point de vue spatial, le territoire de I'observatoire dans les entités
administratives auxquelles son territoire appartient et permet d'y rattacher les
infrastructures existantes à travers la classe " infrastructures ", qui pourra être
spécialisée en réseau routier, piste, marché, etc.
Le thème " description du dispositifpérenne de surveillance au sol " propose
une spécification d u dispositif à travers les classes " station ", " transect " et
" parcelle " qui peuvent être redéfinies et spécialisées selon les besoins de
représentations des variables mesurées. Ce thème correspond aux sites de mesures
(mesures biophysiques sur stations) ou d'enquêtes (enquêtes sur les pratiques
d'exploitation des ressources sur parcelles agricoles, pastorales, forestières)
géoréférencés (coordonnées géographiques d'une surface d'étude fixe sur le
territoire de I'observatoire) sur lesquels des observations vont être répétées sur u n
pas de temps variable (saisonnier, annuel, tous les quatre ans, etc.).
L'association entre les classes " station " et " USR " permet de définir le lien fort
qui existe entre le positionnement des stations et le découpage d u territoire en USR.
En d'autres termes, le dispositif physique de surveillance au sol doit respecter un
échantillonnage fondé sur la carte des USR.
Pour la clarté d u modèle de données, les attributs, les opérations et la
dimension spatiale des classes ne sont pas représentés.
Lorsque la classe a une composante spatiale, son stéréotype (cf. annexe 2) est
donné au-dessus d u n o m de la classe. Ils sont au nombre de trois. Ils correspondent
aux objets géographiques génériques : le point ou objet géographique à zéro
dimension, la ligne (objet à une dimension) et le polygone (objet à deux
dimensions).
Dejnition des traitements sur l'information environnementale
Les traitements à mettre en œuvre dans le SIEL sont liés à l'élaboration des
produits c o m m u n s ROSELT/OSS.
Pour cela, il est fondamental de décrire :
1)
les procédures de calcul pour y parvenir (spécifier les données et le format
à utiliser) ;
2)
le m o d e opératoire, c'est-à-dire les modèles à produire et à utiliser ;
3)
et les paramètres à introduire pour aboutir à des résultats comparables
entre observatoires.
La mise en œuvre de ces traitements fait appel :
1)
à des fonctionnalités propres aux systèmes de gestion des données
géographiques et alphanumériques, qui sont appliquées sur les objets
géographiques génériques (point, ligne et polygone) ;
2)
aux procédures permettant l'insertion o u l'extraction des données à partir
d'une base de données via u n langage formel (SQL).
Au cours d'une première étape, les procédures de calcul à mettre en œuvre sont
identifiées. Elles concernent principalement :
1)
la construction des UPC (la construction des UP est considérée pour le
m o m e n t c o m m e u n traitement effectué en a m o n t d u SIEL) ;
2)
la construction des
3)
4)
le calcul des bilans ressources/usages, par usage et multi-usages ;
5)
USR ;
le calcul d'indices de risques de dégradation des ressources, de
désertification ;
la simulation temporelle des éléments précédemment élaborés sur la base
de paramètres généraux (population, climat, biomasse, etc.).
Dans une seconde étape, sont identifiés les objets, leurs attributs (sur lesquels
doit porter chacune des procédures), ainsi que les modèles de fonctionnement o u
de spatialisation assortis des paramètres qui doivent être utilisés. Cette étape
s'appuie sur les travaux déjà réalisés dans les observatoires d u réseau, elle s'efforce
de discriminer les procédures communes et généralisables à t o u t le réseau, et les
éléments de connaissance (algorithmes issus d ' u n m o d è l e spécifique à
l'observatoire traité) liés au fonctionnement d'un observatoire. Elle partage ensuite
les méthodes et concepts entre les partenaires d u réseau afin de discuter des
adaptations à apporter selon les spécificités des observatoires.
Architecture du SIEL-ROSELT/OSS
ROSELT/OSSa p r o p o s é le développement d ' u n outil, à partir d e l'analyse détaillée
d u SIEL e t des spécifications q u i e n découlent. II ne s'agissait pas d e p r o g r a m m e r
l'ensemble des fonctionnalités, m a i s d e s'appuyer sur des logiciels largement
utilisés par la c o m m u n a u t é à laquelle est destiné le SIEL. Les développements o n t
été limités aux t r a i t e m e n t s nécessaires à I'élaboration d e s p r o d u i t s ROSELT/OSS
(bilans, indices d e risques et scénarios) e n p e r m e t t a n t :
1)
d e réaliser d e manière transparente les relations entre les m o d è l e s d e
f o n c t i o n n e m e n t e t les données ;
2)
d e faciliter la m i s e en œ u v r e d e scénarios e t leur s i m u l a t i o n ;
3)
d'assurer aisément le paramétrage des différents calculs m i s e n œ u v r e
p o u r l'élaboration des produits.
Composants et architecture du SIEL
En s'aidant des besoins identifiés à travers le m o d è l e d e cas d'utilisation et le
m o d è l e d e données à implémenter, u n e architecture d u système e t ses principaux
c o m p o s a n t s s o n t définis (Fig. 14).
-
7
SIG
1
Module standard de gestion de I'IG
C a t i u r t i o n UPC
~
Base de connaissance
-
Module de traitements a MBtier a
1
1
SGBD
/
Module standard
de gestion des données
alphanum6riques
-
thématiques
Figure 14 :Composants et architecture du SIEL.
Trois grands composants sont distingués :
1)
Le composant SIC OU outil de gestion de l'information géographique, qui
comprend les modules de gestion, de visualisation et d'analyse spatiale
(croisement, agrégation, re-classification, etc.) des données géographiques.
II s'agit des fonctionnalités propres au sic, présentes dans la majorité des
progiciels sic du marché.
II comprend également des modules " métier" propres à l'application à
mettre en œuvre dans le cas du SIEL. Ces modules sont implémentés dans
le sic pour offrir les fonctionnalités souhaitées, notamment la construction
des objets géographiques propres à la problématique R o ~ E L T / (UP~UPC,
O~~
USR),le calcul des bilans ressources/usages, l'élaboration des scénarios,
leur simulation et la construction d'indicateurs de changements.
II doit aussi assurer la liaison transparente entre la composante thématique de
la donnée stockée dans le SCBD et sa composante spatiale stockée dans le sic.
2)
Le composant SCBD (système de gestion de base de données) permet
d'implémenter le modèle de données proposé et de gérer les données
alphanumériques stockées, notamment en permettant leur insertion, mise
à jour et interrogation, et enfin d'assurer l'administration de la base
(maintenance de la cohérence des données, etc.).
3)
Le composant " base de connaissance " réunit I'ensemble de la
connaissance et d'expertise de l'observatoire capitalisée sous forme de
modèles, qu'il s'agisse de modèles décrivant le fonctionnement des
systèmes d'exploitation ou de production des ressources ou encore de
modèles de spatialisation des variables mesurées localement. II s'agit bien
d'un composant essentiel pour l'élaboration des produits ROSELTIOSS.
Si les
deux autres composants peuvent être généralisés à l'ensemble des
observatoires, ce dernier correspond à la connaissance bien particulière liée
à un territoire d'observatoire. D'un point de vue pratique, les algorithmes
issus des modèles de fonctionnement devront êtres intégrés dans les
modules de calcul développés dans la composante sic.
Plate-forme système et architecture logicielle
Indépendamment des performances et de la fiabilité, la plate-forme système est un
système d'exploitation Windows 2000 sur lequel se trouve le plus grand choix d'outils sic
et SCBD et qui correspond à l'environnement le plus utilisé au sein des institutions
partenaires. De manière concrète, I'architecture logicielle correspond à peu près à
I'architecture du système présenté ci-dessus. Elle s'articule autour de deux composants :
Un progiciel sic ayant des fonctionnalités standard permettant de :
1)
visualiser et naviguer sur les données géographiques et thématiques
liées aux objets géographiques ;
2)
gérer les données géographiques : saisie, mise à jour et documentation
des données ;
3)
permettre le croisement, l'agrégation, la re-classification, l'analyse de
voisinage sur les données vecteur et raster ;
4)
importer et exporter des données vers d'autres applications aux
formats standards (dxf, shape, Eoo, MIF,etc.).
Un progiciel SGBD permettant l'implémentation du schéma de données et
ayant des fonctionnalités standards pour assurer la gestion des données et
l'administration de la base :
1)
insertion des données à partir de formulaire ;
2)
mise à jour des données ;
requête sur les données à partir du langage SQL ;
3)
4)
indexation des données ;
5)
connexion de la base vers d'autres applications dont les sic.
Sur la base de cette architecture logicielle, les modules de traitements
OU les assistants de
spécifiques à l'élaboration des produits ROSELT/OSS,
personnalisation disponibles dans les progiciels, sont développés en utilisant les
langages de programmation.
Mise en œuvre de l'outil
Rôles des membres du réseau
Dans chaque pays membre du réseau ROSELT/OSS
sont identifiés au sein de
l'équipe nationale :
un coordinateur scientifique par observatoire, qui peut être le coordinateur
national dans le cas où un seul observatoire est activé ;
un chargé des systèmes d'information, qui doit être un informaticien
spécialiste scs~/sicidentifié dans les équipes nationales.
Ces deux personnes constituent le binôme chargé de l'élaboration du SIELsur
I'observatoire dont ils ont la charge.
L'élaboration du premier SIEL (prototype) sur chaque observatoire est
considérée comme une mission essentielle des observatoires. Cette mission
d'élaboration nécessite un investissement scientifique réel de l'informaticien et du
coordinateur scientifique désigné. Afin d'appuyer ce binôme, la coordination
régionale encourage notamment le CO-encadrementd'un stage longue durée ou
d'une thèse entre ce binôme national ROSELT/OSS
et l'équipe de la coordination
régionale Montpellier, sur le thème : diagnostic scientifique du territoire de
I'observatoire à travers le SIEL.
Une fois la structure minimum du SIEL élaborée et son fonctionnement
minimum assuré (traitements minima vers des produits utiles pour une aide à la
décision), l'investissement en temps et en coût peut être beaucoup plus léger.
L'outil proposé
Sur la base des travaux d'analyse menés par ROSELT/OSS
et de la définition du
cadre conceptuel présenté dans ce document, le choix a été fait d'appuyer la
démarche conceptuelle proposée aux observatoires sur le développement
informatique d'un prototype générique de SIEL. L'objectif visé est multiple. II s'agit,
tout particulièrement, de démontrer sur la base d'un exemple concret, comment
utiliser les éléments d'analyse fournis pour aboutir à un outil opérationnel et
présentant les fonctionnalités requises. L'application de la démarche conceptuelle
permet, bien évidemment, de tester la pertinence et la justesse de l'analyse qui a
conduit à la définition des services que doit rendre un tel outil, mais aussi de valider
le schéma général de données proposé.
Le choix de I'OR de s'appuyer sur un progiciel performant et reconnu
8.x sous plate-forme Windows. De
internationalement a conduit à retenir ARCVIEW
conception récente, il intègre les fonctionnalités indispensables aux
développements du SIEL à travers ses modules de visualisation, de traitement de
I'information spatiale et d'élaboration des métadonnées. Au même titre que
le prototype développé par I'ORse présente
d'autres extensions fournies par ARCGIS,
comme une extension s'intégrant dans l'application ARCMAP,
une des applications
de la distribution ARCVIEW.
Les fonctionnalités souhaitées pour le SIEL sont
accessibles via un menu déroulant. Le prototype utilise aussi l'application
ARCCATALOC
pour ce qui est de la gestion de la base de données géographique et
CT3, 2004). Le but de ce prototype est de réunir les
thématique (cf. ROSELT/OSS
composants minimum que doit intégrer un outil commun de traitements de
I'information environnementale dans le programme ROSELT/OSS.
Le SIEL-ROSELT/OSS
peut être utilisé selon deux modes :
1)
2)
Mode exploratoire : II s'agit, pour chaque période considérée, d'élaborer
des bilans spatialisés ressourceslusages à partir du fonctionnement des
systèmes en action et des données collectées pendant cette période. II est
renouvelé pour chaque période d'observation ROSELT/OSS
et permet
d'établir un diagnostic de la situation environnementale de l'observatoire.
L'étude des diagnostics successifs, dans le cadre de la surveillance à long
terme, permet de mettre en évidence des tendances.
Mode prospectif : II s'agit de faire varier les paramètres des modèles
calibrés dans le mode exploratoire et de faire tourner le système sur
plusieurs périodes, selon des scénarios prédéfinis. II permet d'établir des
bilans prospectifs qui fournissent des informations utiles pour une aide à
la décision.
La comparaison des résultats obtenus par le " mode prospectif" sur une
période donnée, et ceux obtenus par le " mode exploratoire " pour la période
suivante, permet d'ajuster progressivement les modèles mis en place.
Deux étapes principales se distinguent pour la construction des bilans
spatialisés ressourceslusages : la structuration préalable du territoire de
l'observatoire en unités spatiales de références et I'intégration du multi-usage des
ressources par les sociétés sur des espaces communs. Ces étapes sont décrites
dans la deuxième partie (p. 17). L'utilisation du module SIEL-ROSELT/OSS
est expliquée
dans le manuel d'utilisation (ROSELT/OSS
C T ~ 2004).
,
Intégration du SIELdans le système de circulation
de l'information ROSELT/OSS
Les besoins de circulation de I'information dans ROSELT/OSS
sont bien identifiés.
Ils doivent assurer la circulation de I'information (données, documents,
événements, etc.) et sa mise à disposition pour l'ensemble des membres du
programme et des partenaires.
La préfiguration de l'architecture du système de circulation de I'information est
représentée sur la figure 15 où l'on distingue I'intégration du SIEL au niveau des
~ ~ 12004).
2,
observatoires (cf. ROSELT/OSS
ortail web Roselt
tl
tl
tl
fprotocole d'échange
(protocote d'échange
4I
4I
MDweb
Figure
protocole d'échange
4I
MDweb
15 :Prtffiguration d u systbme de circulation de I'information
MDweb
ROSELT/OSS.
La configuration des systèmes d'information s'articule autour du SIELROSELTIOSS.Ceux-ci sont physiquement localisés dans les observatoires. Dans ce
cadre, le système de circulation de I'information doit assurer, en premier lieu, la
consolidation des données existantes et produites dans chaque SIEL pour fournir à
travers un entrepôt de données (portail Internet) une vision complète des données
produites au sein du réseau et leur accès en fonction du statut de l'utilisateur qui
effectue la recherche.
Le système de circulation de I'information s'articule principalement autour de
deux outils qui apportent :
un service de catalogage (ou service de métadonnées) permettant de
documenter et indexer les jeux de données contenus dans chaque SIEL ;
un service assurant la consolidation des données des SIEL par
l'intermédiaire de traducteurs de données. Ce dernier doit apporter une
vision globale et cohérente des données mises à disposition par les
observatoires. Les services doivent être mis en œuvre en utilisant les
protocoles de communication Internet.
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TABLE DES ILLUSTRATIONS
Figures
Figure
i
Figure 2
: Comprendre et suivre les écosystèmes
dans les observatoires ROSELT/OSS.- -
---
--
-
: Schéma d'organisation des données ROSELT/OSS
pour surveiller un paysage et pronostiquer son évolution.
i8
Figure 3
: Méthodes de construction des unités spatiales de référence (USR)
dans les observatoires ROSELT/OSS.
Figure 4
: Carte des
Figure 5
: Exemple de la difficulté de visualiser les upc,
observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
Figure 6
UP
1
sur l'observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
-.
..
: Carte des UPC construite selon un modèle centré, dans une zone
agro-pastorale sahélienne : observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
Figure 8
: La structuration des territoires d'observatoire ROSELT/OSS
en unités de pratiques combinées.
Figure 9
: Les différents cas de construction des USR,résultat de l'intersection
des UP et des UPC.
Figure 10 : Carte des USR dans une zone agro-pastorale sahélienne :
observatoire ROSELT/OSS
de Dantiandou (Niger).
22
23
-
: Exemple de territoires d'exploitations construits selon le modèle
de Dantiandou (Niger).
distribué, observatoire ROSELT/OSS
Figure 7
20
29
I
34
Figure il : Étapes de construction des bilans spatialisés ressources/usages
---- dans les observatoires ROSELT/OSS.
Figure 12 : Utilisateurs et cas d'utilisation du SIEL
(diagramme de cas d'utilisation UML).
Figure 13 : Modèle saillant de données du SIEL (diagramme de classes UML).
Figure 14 : Composants et architecture du SIEL.
--
49
- --- -
Figure 15 : Préfiguration du système de circulation de l'information ROSELT/OSS. 5 3
Tableaux
Tableau i : Exemple du mode de construction du degré d'artificialisation complexe.
l
26
1
CONCEPTS,METHODESET
MISE EN CEUVRE DU
ANNEXES
SIEL - ROSELT
Annexe 1 : Concepts " objets "
et " éléments " du formalisme UML
L'approche " objet " (méthodes et langages) s'appuie sur la perception
d'entités (exemple : une parcelle agricole, u n propriétaire) d u m o n d e réel d o n t o n
peut donner une représentation e n termes de structure et d e comportement. Le b u t
d e la modélisation est d e décrire les objets e t les relations pouvant exister entre eux.
L'objet est une représentation abstraite d ' u n m o n d e réel o u abstrait ayant des
limites très claires e t u n sens précis dans le contexte d u problème. II permet la
décomposition d'un problème complexe en sous problèmes plus simples au niveau
modulaire et au niveau manipulation de l'information. II est donc très adapté à notre
façon d e résoudre u n problème e n décomposant en sous problèmes, etc. L'objet est
une unité f o r m é d ' u n état et d'un comportement. L'état d ' u n objet est constitué des
valeurs instantanées d e ses attributs. Les attributs sont des valeurs qui sont
associées aux objets (ex : " couleur " est u n attribut d ' u n objet " voiture "). Le
comportement regroupe les compétences d e I'objet. Ce comportement est décrit
par ce que l'on appelle des méthodes, o u opérations déclenchées par des
stimulations externes appelées messages. Le terme " objet " peut être vague. Dans
le m o n d e réel, u n objet peut représenter u n ensemble de choses similaires. Dans la
modélisation objet, I'objet est une chose précise évoluant dans le t e m p s suivant ses
attributs et comportements. O n utilisera donc l'expression " instance ". En contre
partie, l'ensemble des objets ayant une structure similaire sera appelé " classe
(d'objet) ". L'instanciation est la faculté qu'a u n e classe à créer u n objet, i.e. u n e
instance d'elle même.
U n e classe d'objet est une définition o u spécification d'un type d'objet. Elle
décrit u n groupe d'objets ayant les mêmes propriétés et les m ê m e s comportements
(mêmes attributs et m ê m e ensemble de méthodes) afin d'en faciliter la gestion. Les
classes sont les maquettes des objets. Chaque objet connaît sa classe et le
regroupement des objets en classes permet l'abstraire d u problème. En formalisme
UML, le diagramme d'une classe présente dans une f o r m e rectangulaire son n o m ,
ses attributs et ses opérations.
Les classes peuvent être reliées entre elles, manifestant ainsi les liens pouvant
exister entre les instances (les objets). Parmi les relations proposées par le
formalisme UML, o n peut distinguer :
L'association simple qui caractérise u n e dépendance entre classes et une
nécessité de communiquer. Elle fait souvent apparaître des formes verbales
dans le problème à modéliser [ex : u n lecteur (instance d e la classe
" lecteur ") lit u n livre (instance de la classe " livre ")]. Elle est représentée
par des traits continus entre les classes.
La généralisation/spécialisation q u i lie une super-classe à des sous-classes :
la super-classe généralise la structure de sa (ou de ses) sous-classe(s). Elle
est représentée par une flèche q u i pointe de la classe la plus spécialisée
vers la classe la plus générale. La tête de la flèche est caractérisée par u n
triangle vide. L'héritage est u n autre terme donné à cette relation d u point
de vue de la sous-classe. II permet à une classe d'objets (sous-classe) de
réutiliser les attributs et les opérations (méthodes) définis pour une classe
plus générale (super-classe).
L'agrégation (losange)/composition permet de décrire u n objet composite en
terme d'objets qui le constituent. Elle lie des classes dont la sémantique est
proche de celle de la relation " toutlpartie ", les distinctions intervenant sur
la nature des contraintes (plus o u moins lâches) entre la classe " tout " et
les classes " composants ou parties ". Elle est représentée par u n petit losange
blanc (cas de l'agrégation) o u noir (cas de la composition : lorsqu'il s'agit de
I'association correspondant à la contenance) d u côté de l'agrégat.
Toutes ces relations sont des associations de type simple o u complexe. Pour
plus de renseignements, il est utile de n o m m e r les associations. Pour cela, le n o m
de ces dernières se m e t au milieu de la ligne q u i symbolise I'association, en italique
et sous forme verbale en général. Le sens de la lecture de I'association peut être
précisé au moyen des symboles << < >> o u << > >>.De même, o n peut indiquer à chaque
extrémité le rôle qui décrit c o m m e n t une classe voit une autre classe à travers une
association. O n peut aussi préciser la multiplicité (Figure 1) des associations
(nombre d'occurrences minimale et maximale possibles d'objets impliqués dans
I'association).
Classes, associations, généralisation/spécialisation, agrégation/composition sont
représentées dans des diagrammes structurels nommés << diagrammes de classes >>.
Les objets d u système c o m m u n i q u e n t et interagissent entre eux par envoi de
messages. U n envoi de message correspond à l'invocation d'une opération sur
l'instance concernée et peut provoquer une réaction de celui-ci.
Dans la figure i est représenté u n diagramme de classes dans lequel o n traduit
le fait que des personnes (qui peuvent être des agriculteurs o u des commerçants)
résident dans u n village qui est u n des constituants d ' u n département.
D'autre part, à travers les modèles d e " cas d'utilisation " (use case), le
formalisme UMLsert à saisir le comportement attendu d'un système en interaction
avec les utilisateurs, sans avoir à préciser la façon d o n t le comportement est réalisé.
Ils permettent de définir et structurer les besoins des utilisateurs et ainsi de
centrer la définition de l'architecture d u système sur satisfaction (réalisation) de ces
besoins. Le modèle de " cas d'utilisation " m e t en scène des acteurs, symbolisés par
des personnages, q u i représentent t o u t e personne o u élément q u i entre en
interaction avec le système. Le n o m donné à u n acteur décrit son rôle au sein d u
système : utilisateur, responsable de la maintenance, etc.
Ce sont les acteurs qui déclenchent les cas d'utilisation, qu'on représente par
des ellipses. Un exemple de modèle de cas d'utilisation est donné en figure 2. 11
présente de manière générale un système d'information où l'on distingue deux
grands types d'utilisateurs qui interagissent avec le système : le fournisseur de
données qui crée de la donnée et peut la modifier, et le consommateur qui consulte
les données.
departernent
agrégation
des comportements
(opérations).
association et multiplicité
1,,1
possède
/
adresse : Strino
spécialisation 1 généralisation
i
\
Type de multiplicité
un et un seul
zéro ou un
deMaN
plusieurs
O .
de zéro a plusieurs
1.:
de 1 a plusieurs
1
O..1
M.N
Figure i :Exemple de diagramme structurel formalisme UML).
1
systhma d'information
1
créer des données
producteur de données
consommateur de données
Figure 2 :Diagramme de cas d'utilisation formalisme UML).
Annexe 2 : Stéréotypes utilisés
Les trois stéréotypes sont représentés dans la figure i en utilisant l'exemple des
trois classes suivantes : " station ", " transect " et " USR ". Chacun d'entre eux est
défini à la fois par sa composante attributaire et sa composante spatiale en
montrant sa filiation à l'objet spatial générique " point ", " ligne " et " polygone ".
La station a une dimension surfacique réelle, mais elle est ici considérée comme u n
" point " de mesure, à l'échelle d u territoire de l'observatoire. Pour le stéréotype
" polygone ", la dimension temporelle entre les deux composantes est modélisée.
Elle permet de délimiter dans le temps la relation entre les attributs de l'objet et sa
représentation spatiale.
La dimension temporelle peut être rattachée à n'importe quelle association afin
de définir l'évolution temporelle des objets et en garder une trace.
1
station
nom-station : String
1
rep transect
rep station
rep usr
-
1
point
ligne
(abslract)
coordX
POINT
: point
'
float
visualisez () . votd
surface ()
. Roat
POLYGONE ()
" point ", " ligne " et " polygone
avec leurs dimensions temporelles.
Figure i:Sttrtotypes
"
période USR
date-deb-usr . date
Liste des abréviations
et des sigles
Agence Française de Développement.
Commission des Communautés Économiques (actuellement Union,
Européenne).
CCRAI
Croupe Consultatif de Recherche Agronomique Internationale.
I PA
indice de Prélèvement Absolu.
IPR
indice de Prélèvement Relatif.
OCDE
Organisation de Coopération et Développement Économique.
OR
Opérateur Régional.
Oss
Observatoire du Sahara et du Sahel (Tunis, Tunisie).
PMC
Production Moyenne par Cycle (d'exploitation).
ROSELT
Réseau d'Observatoires de Surveillance Écologique à Long Terme.
SCBD
Système de Gestion de Bases de Données.
SIE
Système d'information sur l'Environnement.
SIEL
Système d'lnformation sur l'Environnement à l'échelle Locale.
SIC
Système d'lnformation Géographique.
SPOT
Satellite Pour l'observation de la Terre - satellite for observing the Earth
(Toulouse, France).
UCB
Unité de Cros Bétail.
UML
United Modelling Language.
UP
Unité Paysagère.
UPC
Unité de Pratiques Combinées.
USR
Unité Spatiale de Référence.
PAO- DAO: SIM - 0 4 6 7 8 4 3 4 5 8
Impression : ATELIER
SIX - 04 67 63 52
3+me trimestre 2005.
00
Collection ROSELT/~SS
Contributions Techniaues
c:.
cri
: Guide ROSELT/OSS
pour I'evaluation et la surveillance de la v6gbtation.
02
: Guide Ros~~r/Oss
pour I'6valuation et le suivi des pratiques d'exploitation des ressources naturelles.
a3
: Manuel d'utilisation de l'outil
-4
: Application des indicateurs ~cologiquesde a degradation des terres A
l'observatoire de Menzel Habib (Tunisie).
TC^
: Surveillance o f ecolo ical changes i n the R o s ~ ~ ~ f O
observatory
ss
of
El Omayed (Egypt) : arst results.
.
SIEL
- ROSELT/OSS
(version 1.3).
cr6 : Recherche des indicateurs de changement ecologique et de la biodiversite dans I'observatoire de
Oued Mird (Maroc) : premiers resultats.
cr;r
: Surveillance des changements ecologiques dans I'observatoire. RoSELT/OSSde Haddej-Bou
Hedma (Tunisie) : premiers resultats.
cr8 : Espaces-ressources-usa es . premiere
l'Environnement
A
l16che/?e
application du SystPme d'information sur
sur I'observatoire RosELT/Oss de Banizoumbou (Niger).
crg : Recherche d'indicateurs de desertification par analyse comparative de quelques observatoires
ROSELT/OSS.
a i o : Une approche spatiale pour la surveillance de la faune
la vallee de l'oued Mird.
- ttude
de cas au sud du Maroc :
cri1
: Guide pour I'evaluation et la surveillance des etats de surface et des sols.
-12
: S sterne de circulation de l'information ROSELT/OSS
: definition des metadonnees et
dboration des catalogues de reference.
cri3 : Guide ROSELT/OSS
pour la cartographie dynamique de la vegetation et des paysages.
c r i 4 : Fiches Techniques pour la c o ~ t r u c t i o nde quelques indicateurs ecologiques ROSELT~OSS.
c n 5 : S nthese comparative de quatre annees de surveillance environnementale sur trois
oiservatoires ROSELT/OSS
du Nord de l'Afrique : El Omayed, Haddej-Bou Hedma et Oued Mird.
cn6 : L'approche fonciere environnementale : droit et anthropologie A la rencontre des sciences
ecologiques.
Documents Scientifiques
os1
: Conception, organisation et mise en œuvre de ROSELT/OSS.
os2
: Organisation, fonctionnement et methodes de ROSELT/OSS.
os3
: Concepts et methodes du SIEL- R o s ~ ~ r / O s s(SystPme d'information
l'Environnement à I'echelle Locale).
-71-
sur
os4 : indicateurs ecologiques ROSELT~OSS.
Une premiere approche methodologique pour
la surveillance de la biodiversite et des changements environnementaux.
soi
S D ~:
: Conceptual, organizational and operational framework o f ROSELT/OSS.
ROSELT/OSS
organization, operation and methods, edition 2001, revised in 2004.
so3 : Concepts and methods o f ROSELT/OSS-LEIS
(Local Environment Information System).
S D ~
:
ROSELT/OSS
ecological indicators first methodological approach for the surveillance o f
biodiversity and environmental changes.
.-
1 Oss
R-UT
~
i3
X'
Rbseau d'observatoires de S u ~ ~ i I I a n ckcologique
e
& Long Terme
Centre IRD
BP 64501 34394 Montpellier Cedex 5 France
T&l.:(330~0)467163190 %
Fax:(33ou0)467 1631 99
www.rose~t-oss.org
;..- 4 5 ~ - 2
-
-
-
d
--t
Oss
l
. .-
"C
Observatoire du Sahara et du sahel?
Boulevard de I'Environnement
BP 31 1080 Tunis Cedex - Tunisie
TBI. : (216) 71 80 65 22 ou (216) 71 80 68 91
www.unesco.org/oss
-
m
*. -Y-
.
i
4-
9.
-. .
'
lnsiitut de Recherche pour le DBveloppement
Chef de file de 4a coordination regionale ROSELT1 Oss
Departement Milieux et Environnement
213, rue La Fayette 75480 Paris Cedex 10 - France
-
1
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