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évolution des milieux naturels et urbains dans l'estuaire de la Loire : Utilisation d'un SIG

mis à jour le 23/06/2006


atelierSIG

Synthèse des travaux de l'atelier SIG au lycée Jean Perrin de Rezé en 2005-2006. Evolutions des îles et des bras de la Loire, des zones boisées, des zones industrielles et de la voirie entre 1863 et 2004.

mots clés : port, Nantes, Rezé, Bouguenais, Le Pellerin, Loire, SIG, Îles, fleuve, bois, cartes, photo aériennes, atelier de pratique scientifique, EEDD, urbanisation, fGIS


Objectifs et méthodologie
1863, 1952, 2004 : trois états des lieux dans l'estuaire
Thème 1 : La Loire, ses digues, ses îles et ses bancs de sable
Thème 2 : Des arbres de plus en plus nombreux
Thème 3 : Des "atterrissements" aux zones industrielles
Thème 4 : Des chemins de campagne aux voies bitumées
Bilan et prospective
Remerciements

Objectifs et méthodologie

L'atelier "Evolution des milieux naturels et urbains dans l'estuaire de la Loire" créé à la rentrée 2005 au lycée Jean Perrin de Rezé est une action innovante à caractère scientifique et technique soutenue par le rectorat de l'Académie de Nantes. Animé par deux professeurs participant aussi au projet pédagogique "Estuaire" depuis de nombreuses années, il vise à familiariser les élèves avec l'utilisation d'un système d'information géographique (SIG). Il s'agit de traiter des données environnementales et urbaines et de rendre perceptibles des évolutions temporelles dans l'estuaire de la Loire. A ce titre il participe à une action d'Education à l'Environnement pour un Développement Durable (EEDD). Cet atelier bénéficie de partenariats avec le Conservatoire Régional des Rives de la Loire et de ses Affluents et l'IGN. Il a fait l'objet d'un reportage sur la chaîne de télévision locale Nantes 7.

L'atelier a réuni chaque semaine pendant une heure, cinq élèves de terminale S et les deux professeurs animateurs dans la salle informatique du laboratoire de SVT. Après une présentation de l'outil et des fonds documentaires, les élèves ont choisi un thème d'étude de façon collective ou individuelle. La création des nouvelles couches d'informations a été suivie d'une réflexion sur les évolutions temporelles. Le travail a ensuite été présenté à la communauté scolaire du lycée général et du lycée professionnel sous la forme d'une exposition.

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1863, 1952, 2004 : trois états des lieux dans l'estuaire

Le travail étant basé sur une étude diachronique des territoires, nous avons choisi trois représentations de l'estuaire à des époques différentes.

La carte de Coumes (1863) a été réalisée entre Saint Victor sur Rhins (Loire) et Saint Nazaire (Loire inférieure) à la suite des inondations catastrophiques de 1843 et 1853. Son objectif était de faire l’état du lit majeur de la Loire pour recenser tous les aménagements hydrauliques et les obstacles à l’écoulement des crues. Elle s’appuie essentiellement sur les cadastres et les documents des Ponts et Chaussées. Dans la version coloriée, l’état de la végétation et des sols est représenté par des couleurs symboliques proches du « naturel », conformément à la règle qui préside à l’établissement des cartes aux siècles précédents. Cette carte numérisée nous a été fournie par Madame Le Nevez, secrétaire générale du Conservatoire Régional des Rives de la Loire et de ses Affluents (CORELA). Elle a été géoréférencée et redressée au lycée en utilisant la BDortho 2004 de l’IGN.

Clichés IGN

Les photos aériennes de 1952 constituent la première couverture photographique systématique de la région par l’IGN. Les clichés sont pris à bord d’un ancien bombardier de la seconde guerre mondiale à l’aide d’un appareil à plaque de verre. Ces négatifs panchromatiques de 18 centimètres de côté sont ensuite tirés par contact. La qualité médiocre des optiques utilisées explique le « vignettage », c’est-à-dire le fait que les bords des clichés apparaissent plus sombres que le centre. Les tirages contact achetés à l’IGN ont été numérisés, redressés et géoréférencés au lycée en utilisant la BDortho 2004 de l’IGN.

Clichés IGN

La BDortho 2004 est une banque de données d’images numériques obtenues au cours d’une campagne aérienne réalisée en 2004. L’image est découpée en dalles jointives d’un kilomètre de côté redressées et géoréférencées par les soins de l’IGN. Le système de projection cartographique utilisé est le système Lambert 2 étendu. Cet ensemble de dalles a été fourni gracieusement sous la forme de CDRom par l’IGN dans le cadre d’une convention avec le Conseil Général de Loire Atlantique et la préfecture de région qui stipule que ces documents sont mis gratuitement à la disposition des établissements scolaires de la région.

Ces données ont été redressées et géoréférencées pour être strictement superposables avec le logiciel « Aerial Imagery Corrector » de la firme TatukGIS.

Un guide d'utilisation est disponible sur le serveur académique de Nantes.

TatukGIS Sp. z o.o.
Plac Kaszubski 8/105
81-350 Gdynia
POLAND
Home page
www.tatukgis.com

Le logiciel utilisé pour gérer et créer les données du SIG est fGIS, logiciel mis à la disposition des enseignants par le département des forêts du Wisconsin (USA).

Un tutoriel est disponible sur le site académique de Nantes

Avec l'autorisation des auteurs, les fichiers d'installation des différentes versions sont téléchargeables sur le site académique de Nantes.

Après le travail de redressement et de géoréférencement, les documents numérisés sont intégrés au système d’information géographique sous la forme de «calques» superposables. En fonction de son thème d’étude chaque participant crée ensuite des formes ou des lignes qui permettent de mettre en évidence la localisation, la forme, l’étendue des objets, chaque forme ou ligne est aussi associée à des données numériques, utilisables pour des travaux statistiques, ou textuelles pour l’élaboration des légendes.

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Thème 1 : La Loire, ses digues, ses îles et ses bancs de sable

En utilisant la carte géoréférencée comme fond, les différentes îles, bancs de sables et digues ont été tracés et nommés.

La Loire représente un polygone très complexe qui vient se caler sur les contours définis précédemment.

1863 • Sur le domaine d’étude les 52 digues représentent 12,16 kilomètres.
• Les 81 plages et bancs de sable occupent une surface de 190 hectares.
• La Loire et ses affluents majeurs couvrent 2075 hectares.
• Les 46 îles ont une surface cumulée de 1150 hectares. La plus grande : l’île de Bois, occupe 168 hectares

1952
• Les bancs de sable ont très fortement diminué en superficie sous l’action des premiers aménagements fluviaux.
• La Loire n’occupe plus que 1500 hectares environs. Les digues ont rectifié les rives du fleuve.
De nombreuses îles ont disparu à cause des digues ; d’autres ont été réunies par remblaiement des bras morts comme l’île Beaulieu.

2004
Il n’y a pas eu de changement majeur ce dernier demi-siècle dans la structure de la Loire. En effet celle-ci occupe 1440 hectares. Seuls certains étiers, non entretenus, se sont comblés.

Les îles ont été tracées par Anne-Gaëlle Figureau, les bancs de sable et les digues par Philippe Cocheril, la Loire par Léa, la mise en cohérence a été assurée par François Cordellier.

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Thème 2 : Des arbres de plus en plus nombreux

Sur la carte de Coumes (1863) les parcelles boisées apparaissent en vert pâle. Il a été choisi d'évaluer l'évolution du boisement au cours des 143 années écoulées.

1863

Sur le domaine d’étude, on dénombre 34 parcelles pour 79 hectares de bois.

Le recensement des parcelles plantées d’arbres montre une très faible évolution entre 1863 et 1952. Les seules zones boisées sont les parcs des châteaux et les coteaux inaccessibles au sud de la Loire.

1952 Les bois représentent 36 hectares répartis en 84 parcelles.

2004

236 hectares de bois sont répartis en 150 parcelles.

De 1952 à 2004 les parcelles boisées deviennent très nombreuses, surtout au sud de la Loire. Elles ont quatre origines distinctes :
- les anciennes parcelles de parcs et de coteaux inaccessibles,
- les parcelles abandonnées par l’agriculture en zone périurbaines,
- les anciennes parcelles agricoles plantées de peupliers,
- les anciennes vasières et roselières colonisées par les saules dans le lit majeur du fleuve.

Les parcelles boisées ont été tracées par Aurélie, le cours de la Loire par Léa

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Thème 3 : Des "atterrissements" aux zones industrielles

Les quais et les zones industrielles et portuaires ont été tracés par interprétation des cartes et des photos et en consultant les documents du port Autonome de Nantes Saint-Nazaire.

Clichés IGN

1863

• Les véritables quais sont rares à cette époque. Il a été choisi de figurer toutes les zones accueillant des activités de chargement ou déchargement de navire de mer.
• La seule installation industrielle et portuaire identifiable est l’arsenal d’Indret (15 hectares).

Les activités portuaires ont lieu uniquement sur les quais de la ville de Nantes, le long du bras de la Fosse et du bras Saint Félix pour la navigation fluviale. Les entrepôts et les industries associés ne sont pas distincts des espaces urbains classiques. L’industrie est au cœur de la ville. A noter cependant des concentrations d’industries au confluent de la Chézine et de la Loire dans l’ouest de l’agglomération. Le reste de l’estuaire moyen compte de nombreux petits ports dotés d’installations rudimentaires qui assurent un trafic commercial diffus mais non négligeable. Le seul espace industriel portuaire individualisable est l’arsenal d’Indret.

Clichés IGN

1952

• Les quais de commerce totalisent près de 5 kilomètres.
• 10 zones industrialo-portuaires occupent 282 hectares.

Les installations portuaires et industrielles fleurissent dans l’île de Nantes. Le bras Saint Félix est comblé mais la Fosse reste active. Le quai des Antilles et le quai Wilson sont les équipements portuaires principaux. Les installations portuaires amorcent un glissement vers l’aval sur la rive droite avec les installations de Roche Maurice (silos), de Basse Indre (produits pétroliers), de la Grande Paroisse (engrais) et Carnaud Basse Indre (produits sidérurgiques). Les vastes zones gagnées sur le lit du fleuve permettent l’installation de grandes usines. Les industries navales ont quitté la rive nord pour s’installer en face de la Fosse sur la Prairie au Duc, mais aussi dans le Bas-Chantenay.
Le secteur énergétique est représenté par le chantier de la centrale thermoélectrique de Cheviré encore en construction, les terrains situés entre le Seil et la Loire sont en cours de remblaiement.

Clichés IGN

2004

423 hectares sont consacrés aux 13 zones industrialo-portuaires.

L’heure est à la concentration de ces activités dans des zones industrielles et portuaires, gérées par le Port Autonome de Nantes Saint-Nazaire.

- Un trafic maritime existe encore le long du quai Wilson mais les quais des Antilles et de la Fosse ont cessé toute activité portuaire, devenant autant de friches industrielles ou de lieux de promenade. La seule industrie encore présente sur l’île de Nantes est la raffinerie de sucre. Les chantiers navals ont disparu en 1987.

- La Roche Maurice pour les grains et l’appontement des engrais sont encore fonctionnels en rive nord.

- L’essentiel de l’activité se concentre en rive sud, sur les terminaux de Cheviré amont et aval. Il s’agit d’un port à bois avec de vastes parcs de stockage. Le négoce du bois a pris le pas sur les installations industrielles. Deux terminaux sabliers sont aussi présents à proximité.

Les zones industrielles et portuaires ont été tracées par Fabien. Les quais par François Cordellier.

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Thème 4 : Des chemins de campagne aux voies bitumées

Le tracé des voies de communication se fait par surlignage des documents originaux. Ce travail, très fastidieux, n'a pas pu être réalisé complètement.

A chaque période les nouvelles voies sont mises en évidence par une couleur spécifique.

Cliché IGN


1863
Entre 1863 et 1952 le réseau routier se développe peu et les principales innovations résident dans la construction de grandes voies sur les îles et les zones gagnées sur le fleuve. Parmi celles-ci, la déviation de la nationale 23 Paris Paimbœuf sur le tracé du Seil de Rezé au nord de l’agglomération est un élément structurant de la zone. Les autres routes sont essentiellement des voies en cul de sac permettant d’accéder aux futures zones portuaires ou aux prairies des rives de Loire.
1952

La voirie urbaine change aussi très peu. La seule exception notable est l’ouest de l’île de Nantes avec les aménagements autour de la gare de l’Etat et des chantiers navals. Ces nouvelles voies occupent l’emplacement des bras morts et des canaux comblés, mais l’installation de la gare et des chantiers fait disparaître bon nombre de voies rurales dans cette zone

2004
La carte de 2004 fait apparaître une densification du réseau routier. C’est désormais une gageure de vouloir tout représenter : les routes sont partout, reflet d’une mobilité accrue de la population et d’une extension rapide des espaces urbains.
Les tracés routiers ont été assurés par Manuel. La Loire a été dessinée par Léa.

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Bilan et prospective

Malgré le démarrage tardif et les semaines d'arrêt imposées par les événements du printemps 2006, le groupe a pu atteindre les objectifs qu'il s'était fixé. Les élèves ont fait preuve d'une assiduité remarquable.

Les motivations des participants ont été très diverses : deux se destinent à des études de géographie, deux autres se déclarent préoccupés par la protection de la nature et le développement durable, l'un d'entre eux est passionné d'informatique. Ils expriment la satisfaction d'avoir accompli ce travail avec cependant le regret pour certains de n'avoir pas été jusqu'au bout de la démarche en ce qui concerne le développement durable. Ils aimeraient dépasser le stade du constat pour envisager des actions. L'un d'entre eux a exprimé sa surprise en constatant l'augmentation des surfaces boisées. Ce qui va à l'encontre des idées reçues.

Le travail a été vulgarisé à l'occasion du reportage de la télévision locale Nantes 7 et de la présentation de l'exposition à la presse et à la communauté scolaire. Cela a été l'occasion d'échanges sur les attentes et les pratiques des participants de l'atelier. Les panneaux réalisés restent disponibles pour des présentations ultérieures.

En ce qui concerne les aspects techniques, la prise en main du logiciel a été difficile au début et nous avons dû renoncer à installer une version plus récente pour des raisons de bogue informatique. Les ordinateurs du laboratoire, fonctionnant sous Win 98 ont souvent montré leurs limites en particulier lorsqu'une information trop abondante était manipulée trop rapidement. Les traitements sophistiqués comme la mise en cohérence des couches et l'impression ont été réalisées avec une version récente de fGIS sur un ordinateur portable sous Win XP.

Ce travail sera reconduit en 2006-2007 sous la forme d'un atelier de pratiques scientifiques. La zone géographique concernée sera la même mais nous envisageons d'enrichir nos documents de base en acquérant un jeu de photographies aériennes des années 1970 pour affiner l'étude des évolutions récentes. Pour ce qui est de la méthodologie, il nous semble maintenant préférable de conduire des études plus fines sur des zones plus réduites pour tendre à une meilleure représentation des évolutions.

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Remerciements

Ce travail n’aurait pas été possible sans l’aide de nos partenaires :
- L'Institut Géographique National (IGN) a fourni les clichés numériques orthoréférencées pour l’année 2004 dans le cadre d’une convention avec le Conseil Général de Loire Atlantique.
Les photographies aériennes de l’année 1952 ont aussi été acquises auprès de l’IGN.

- Le Conservatoire Régional des Rives de La Loire et de ses Affluents et sa secrétaire générale Madame Nicole Le Nevez ont fourni la carte de Coumes (1863) numérisée.

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auteur(s) :

François Cordellier, professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé, professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé
Philippe Cocheril, professeur d'histoire Géographie au lycée Jean Perrin de Rezé, professeur d'Histoire Géographie au lycée Jean Perrin de Rezé

information(s) pédagogique(s)

niveau : Lycée tous niveaux

type pédagogique : production d'élève

public visé : enseignant, élève

contexte d'usage : atelier, classe, espace documentaire, laboratoire, salle multimedia, sortie pédagogique

référence aux programmes : Education au Développement Durable

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sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes