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comment délimiter une zone à risque ?

mis à jour le 14/01/2013


inondations

Une équipe de trois élèves du lycée Jean Perrin de Rezé a traité ce sujet dans le cadre du thème "Science et vision du monde" au cours de l'enseignement d'exploration "Méthodes et Pratiques Scientifiques"

mots clés : MPS, inondation, risque, SIG, Estuaire


Organisation de l'enseignement d'exploration MPS au lycée Jean Perrin de Rezé


Au lycée Jean Perrin de Rezé, 51 élèves ont choisi l'enseignement d'exploration "Méthodes et pratiques scientifiques" en 2010-2011. Trois disciplines sont concernées par cet enseignement : les mathématiques, les sciences physiques et chimiques et les sciences de la vie et de la Terre.
Lors d'une séance inaugurale commune à tous les élèves, la démarche et les éléments d'organisation du travail ont été présentés aux élèves. Ceux-ci ont été répartis en trois groupes de 17 pour 2 séances tournantes de présentation d'outils en rapport avec le thème "Science et vision du monde" qui a été choisi pour cette première partie de l'année. Ainsi chaque élève a suivi 2 séances en mathématiques consacrées au codage numérique des images et aux outils mathématiques pour la géolocalisation, 2 séances en physique-chimie consacrées aux radiations, aux capteurs, à l'optique et à l'orbitographie et 2 séances en SVT consacrées à la radiométrie, le traitement d'images satellitales, la géolocalisation, l'utilisation du globe virtuel Google Earth et du SIG Mapwindow.

Au terme de ces 6 séances, une nouvelle séance plénière a permis de proposer une liste de sujets sous la forme de problématiques. Chaque équipe de 2 à 3 élèves devait effectuer une sélection de trois sujets l'intéressant. De rapides négociations ont conduit à l'absence de doublons. Certains sujets ont été reformulés par les élèves avec notre accord. Pour les séances suivantes chaque professeur prend en charge un certain nombre d'équipes en fonction des sujets choisis. Au cours de l'évolution du travail ces équipes peuvent être amenées à changer de discipline de pilotage en fonction des besoins en outillage méthodologique et/ou pratique. L'objectif fixé aux élèves était de présenter leur travail sur une affiche ou "Poster" à la fin du mois de janvier.



Démarche des élèves

 
inondations01Parmi les problématiques proposées par l'équipe pédagogique les trois élèves ont choisi :

Comment délimiter une zone à risque ?

Motivées par l'observation du panneau de crue lors de leur sortie de SVT sur la biodiversité au Port Lavigne en Bouguenais, elles ont utilisé les connaissances issues du module de découverte d'un SIG pour réaliser des cartes de risques concernant les inondations en aval de Nantes.
 
inondation02
Pour délimiter la zone de risque, les élèves ont choisi deux démarches. La première consiste à utiliser la carte IGN actuelle au 1/25 000 disponible sous la forme de fichiers pour SIG sous le nom de Scan 25. Pour simplifier leur travail elles ont estimé que tous les points situés en dessous de la courbe de niveau 5 mètres NGF étaient potentiellement inondables s'ils étaient dans une zone connectée à la Loire
inondation03
Pour valider cette démarche, elles ont utilisé d'autre part, les cartes dressées par l'ingénieur hydrographe Coume en 1850 qui indiquent les limites atteintes par l'inondation de 1843. La limite d'inondation est figurée sous la forme d'un trait discontinu légendé 'Limite' ou 'Banlieue' d'inondation suivant les feuilles
 

inondation06Lors du traçage des couches d'information polygonales les élèves suivent les tracés des cartes pour délimiter les contours de la zone inondée en 1843 ou de la zone considérée comme inondable à l'époque actuelle.

Les écrans du SIG sont ensuite capturés et traités avec un traitement d'image classique pour leur mise en forme définitive et l'incorporation de légendes. Trois images sont ainsi produites qui correspondent à la carte de 1850 à l'exploitation de la carte au 1/25 000 et une carte de comparaison qui superpose les deux couches d'informations.











Production des élèves


Afficher le panneau produit par les élèves dans une nouvelle fenêtre

Afin de permettre une meilleure lecture de la production, les textes et illustrations sont reproduits ci-dessous sans respecter la mise en page originale.

inondation09

ETUDE DE CAS : Comparaison des zones inondables de l'Estuaire de la Loire aujourd'hui et des zones inondées en 1843.
 
inondation08Inondation 1843 : Pour faire la délimitation de la zone d'inondation, nous avons pris une carte de l'Estuaire gravée en 1850 sous la direction de l'ingénieur général Coume à la suite des inondations de 1843. Cette carte vient des archives départementales (cote : 1858 S 1).
Nous avons utilisé le logiciel Mapwindow GIS. Le principe était de suivre les pointillés qui délimitent les inondations de 1843.
 
inondation10Zone inondable aujourd'hui : Pour délimiter la zone inondable aujourd'hui, nous avons pris une carte IGN 1/25 000 de l'Estuaire d'aujourd'hui.
Pour la délimiter nous avons ainsi utilisé le logiciel Mapwindow GIS. Le principe est de suivre la courbe de niveau des 5 m. Cette ligne imaginaire correspond à la hauteur du relief par rapport au niveau de la mer à Marseille en 1880.

 
inondation11Pour délimiter une zone à risques, on étudie les cartes anciennes des lieux (les zones inondées par le passé, délimitées par des pointillés) soit les cartes d'aujourd'hui présentant les informations sur les altitudes. (Vu dans les précédents documents) Donc, on étudie l'histoire hydrocartographique du lieu et sa structure géologique actuelle. Tout ceci permet de déterminer si le lieu est inondable ou non, mais cette délimitation n'est nécessaire que si le lieu est important en cours d'aménagement ou déjà aménagé par l'Homme. Cette étude du fleuve limite les dégâts lors de crues, de marées, ou d'intempéries, en effet, suite à ces travaux, on peut donc construire des aménagements comme des remblais ou des digues pour la sécurité des Hommes, des bâtiments et de la nature. Certaines zones sont désormais interdites de constructions car trop risquées.
 
Sources des clichés (les élèves n'ont pas produit de documents donnant l'autorisation de les utiliser) :
1er photo : http://www.loire.equipement.gouv.fr/article.php3?id_article=767
2e photo : http://www.archives.nantes.fr/pages/ressources/actualites/inondations_1904.htm



Ressources utilisées


mpw03Pour le travail sur SIG les élèves ont utilisé le logiciel mapwindow. Il est disponible en téléchargement à cette adresse : http://mapwindow4.codeplex.com/releases

Un guide d'utilisation est disponible dans cette rubrique.
 
scan25_01Le scan25 est une dotation gratuite des établissements scolaires dans le cadre d'une convention entre l'IGN, le conseil général 44 et la préfecture de région. Cette ressource précise les utilisations possibles de ce DVD de données.
 
inondation12Les images anciennes des cartes de Coumes sont des clichés numériques réalisées à la main aux archives départementales de Loire Atlantique avec un appareil numérique réflexe. La cote du document est 1858 S1. Les clichés ont ensuite été orthorectifiés et géoréférencés par le professeur avec le logiciel AIC de la firme Tatukgis en prenant comme référence le Scan 25. Il est préférable de le réaliser  avec le logiciel "Opensource" QGIS 1.8. Un tutoriel est disponible dans cette rubrique.

La réalisation des images fait appel à des captures d'écran et à un traitement d'image classique.












Bilan et suite de la démarche


Lors de la séance finale de ce thème, consacrée à la présentation et l'évaluation des travaux, les élèves ont présenté leur travail à l'aide du panneau réalisé. Le professeur évaluateur était un de ceux qui n'avaient pas encadré le travail. Les élèves des autres équipes devaient prendre des notes et rédiger des questions auxquelles chaque équipier devait répondre par écrit. Les questions et les réponses étaient évaluées au terme de la séance.

Il est apparu qu'au-delà des problèmes de maîtrise de l'oral, la qualité des questions et des réponses montraient une assez bonne maîtrise du sujet traité.

L'établissement ayant choisi d'utiliser un coefficient 0 pour toutes les notes attribuées dans les enseignements d'exploration, nous n'avons pas porté de notes dans le bulletin trimestriel mais une appréciation détaillée. Elle est conçue pour être utilisée dans la procédure d'orientation.

Concernant le groupe dont les travaux sont relatés ici, l'autonomie des élèves a été très importante. Le rôle du professeur s'étant limité à fournir les outils matériels et logiciels et quelques indications sur leur usage. Les tracés ont été établis en suivant une méthode assez rigoureuse, cependant la notion de "zones connectées à la Loire" a dû faire l'objet d'une discussion sur le rôle des étiers et des petits cours d'eau dans la propagation de l'inondation en arrière des remblais. D'un point de vue technique, la réalisation des légendes sur les images elles-mêmes nous a paru dommage ainsi que l'utilisation d'images d'inondations sans rapport avec la zone étudiée.

Pour ce qui est des méthodes et des pratiques les élèves ont donc appris à réaliser des superpositions de couches d'information "raster" sur un SIG à tracer et à paramétrer l'affichage de couches d'information vectorielles à produire des images numériques légendées. Elles ont pu d'autre part travailler sur la notion de risque et sur les éléments qui permettent de calculer ces risques. On peut cependant regretter qu'elles ne se soient pas intéressées aux mécanismes qui président aux inondations dans l'estuaire tels que le coefficient de marée, le débit du fleuve et la pression atmosphérique. Il est vrai que le phénomène d'inondation dans l'estuaire a disparu depuis une cinquantaine d'années à cause des travaux entrepris dans le chenal de navigation.

L'ensemble des panneaux a fait l'objet d'une présentation par les élèves lors de la journée portes ouvertes de l'établissement.

Concernant l'ensemble du groupe, le second thème choisi est "science et prévention des risques d'origine humaine". Nous avons décidé de ne pas reconduire les modules de découverte d'outils mais de continuer à soumettre aux élèves une liste de propositions de problématiques.

 
auteur(s) :

François Cordellier, professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé

information(s) pédagogique(s)

niveau : 2nde

type pédagogique : démarche pédagogique, production d'élève

public visé : enseignant

contexte d'usage : salle multimedia, laboratoire, travail autonome

référence aux programmes : Science et vision du monde

Science et prévention des risques d'origine humaine

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