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Science et changements planétaires / Sécheresse
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Les états de surface en zone aride à partir d’indices radiométriques et de classifications multitemporelles d’images Landsat TM prises sur la région de Menzel Habib (Tunisie méridionale)


Science et changements planétaires / Sécheresse. Volume 18, Numéro 4, 305-13, 2007-10-01, Article scientifique

DOI : 10.1684/sec.2007.0094

Résumé   Summary  

Auteur(s) : Aziza Ghram-Messedi, Éric Delaître , Laboratoire de cartographie géomorphologique des milieux, des environnements et des dynamiques, Faculté des sciences humaines et sociales de Tunis, BP 241 publiposte Ennasser 1, El Menzah 8, 2037 Tunisie, Institut de recherche pour le développement (IRD), Centre IRD, S166, BP 64501, 34394 Montpellier cedex 5.

Résumé : La surveillance de la dégradation des milieux naturels arides s’appuie inévitablement sur des études diachroniques afin de déceler les changements physiques et biologiques qui affectent les composantes de ces paysages. La dégradation, et inversement la restauration de ces derniers, se traduisent, sur le terrain, par des modifications des composantes de la surface du sol, y compris la végétation. Dans cet article, l’objectif est de comprendre la structure et la dynamique des états de surface du sol. Cela aidera ultérieurement à pronostiquer leur évolution. Dans ce contexte, une méthodologie basée sur des indicateurs radiométriques a été mise en place. Ces indicateurs se sont avérés fortement corrélés à trois indices radiométriques liés à la réflectance générale, l’activité chlorophyllienne et la couleur du sol. En effet, une suite de traitements a été effectuée sur une série d’images Landsat TM dans le but de qualifier et de quantifier les états de surface du sol. Ensuite, un schéma de classification des changements a été élaboré afin de suivre le mieux possible la dynamique de ces états de surface. L’application de cette méthodologie sur l’ensemble de la région de Menzel Habib (Tunisie méridionale) a aidé à l’appréhension des changements du paysage en fonction des événements climatiques et des pratiques des populations, ainsi qu’à la caractérisation du pouvoir de réponse du milieu.

Mots-clés : désertification, état de surface des sols, imagerie satellitaire et géomatique, indicateur, télédétection, Tunisie, zone aride

Illustrations

ARTICLE

Auteur(s) : Aziza Ghram-Messedi1, Éric Delaître2

1Laboratoire de cartographie géomorphologique des milieux, des environnements et des dynamiques, Faculté des sciences humaines et sociales de Tunis, BP 241 publiposte Ennasser 1, El Menzah 8, 2037 Tunisie
2Institut de recherche pour le développement (IRD), Centre IRD, S166, BP 64501, 34394 Montpellier cedex 5

Dans la quête d’indicateurs de la dégradation et/ou restauration des zones arides, nous nous sommes penchés sur l’apport des données satellitaires dans la détection et dans la compréhension des changements des états de surface à long terme. En partant des spécificités que présentent les images satellites et les méthodes de traitement associées, nous avons essayé d’identifier et de caractériser la dynamique des états de surfaces observés sur le terrain. En effet, la dégradation et inversement la restauration de ces paysages arides se traduisent sur le terrain par des modifications des composantes de la surface du sol, végétation comprise [1]. Certaines de ces composantes se sont avérées fortement corrélées à des indices radiométriques qui renseignent sur l’albédo, la végétation et la couleur du sol. Partant de cette constatation, une méthodologie d’étude, fondée sur les indicateurs radiométriques, a été mise au point avec les objectifs suivants :

  • – l’identification des zones dégradées, en bon état, en cours de dégradation ou de restauration ;
  • – la compréhension de ces changements en fonction des événements climatiques et/ou anthropiques ;
  • – la caractérisation du pouvoir de réponse du milieu aux variations des conditions climatiques et anthropiques.

Région d’étude

La région de Menzel Habib se situe en Tunisie présaharienne (figure 1), Elle s’étend sur près de 2 200 km2. La zone d’étude, fait partie de l’étage bioclimatique méditerranéen aride inférieur [2] : alternance de périodes sèche et chaude (printemps-été) et humide et froide (automne-hiver). La région est caractérisée par des précipitations irrégulières et faibles, qui présentent souvent un caractère orageux. La moyenne annuelle mesurée à Menzel Habib est de 175 mm, mais la variabilité spatiale est importante.

Cette zone présente une grande diversité des conditions géomorphologiques et édaphiques entre versants (alternances de calcaires et de marnes du Crétacé), piémonts (glacis à croûtes gypseuse ou calcaire sur un matériel sablo-argileux, cônes de déjection à matériau grossier et hétérométrique) et plaines (terrasses alluviales, plaines d’épandages sableuses, limoneuse ou à croûte gypseuse). La limite de la zone d’étude correspond à un ensemble de bassins-versants de taille variable qui sont tous endoréiques, sauf l’extrémité est qui englobe la partie amont d’un bassin exoréique.

Depuis le début du XXe siècle, la région de Menzel Habib connaît des changements socio-économiques qui ont marqué et marquent encore le paysage : passage du semi-nomadisme à la sédentarisation, des terres collectives aux terres privées, du pastoralisme à la céréaliculture et à l’arboriculture [3]. L’utilisation excessive de la végétation par l’Homme (pâturage, défrichement, prélèvement du bois, etc.) a conduit par endroits non seulement à la disparition du couvert végétal, mais aussi parfois du sol lui-même. Dès la fin des années 1980, la mise en place des moyens de lutte contre ces dégradations (brise-vent, levées de terre, mises en défens, plantations forestières, aides aux agriculteurs) semble avoir permis le retour à un certain équilibre avec des restaurations partielles.

Cependant, la dynamique morphologique actuelle est encore caractérisée par une forte érosion hydrique linéaire sur les terrasses et les glacis, et par des phénomènes éoliens importants dans les plaines sableuses (déflation-érosion-transport-accumulation).

Face à cela, la population continue à s’adapter en combinant certains savoir-faire traditionnels avec des nouvelles technologies, que ce soit par des initiatives privées ou bien grâce à l’État tunisien.

Méthode et outils

La série d’images satellites

L’analyse diachronique faite à partir de 4 images satellites a apporté une information organisée selon trois critères : le temps (date d’acquisition), l’espace (mosaïque et taille des pixels) et la radiométrie (contenu du pixel).

La série d’images a été systématiquement corrigée géométriquement d’après des cartes topographiques et radiométriquement (intercalibration par pseudo-invariants) [4], afin de les rendre superposables et comparables.

Ces 4 images correspondent à la même saison du pic maximum de la production de la végétation (mois de mars) : elles ont été prises en 1986, 1991, 1993 et 1999. Ces images proviennent toutes du même type de capteur Landsat-TM avec la même résolution spatiale (30 m) : le contenu radiométrique d’un pixel correspond à un même niveau d’échelle d’appréhension de la réalité de l’espace.

Développement d’une méthode de détection des changements des états de surface

L’obtention de la carte des changements des états de surface à partir des 4 images Landsat-TM a nécessité plusieurs étapes de calculs et traitements (figure 2).

Calcul des indices radiométriques

Pour chaque image, nous avons d’abord procédé au calcul de trois indices afin d’identifier les états des surfaces.

Il existe dans la littérature un grand nombre d’indices qui ont chacun une application thématique. Parmi ceux-ci, trois indices déjà testés sur la région ont été appliqués :

  • Indice de végétation normalisé (NDVI, Normalized Difference Vegetation Index) :

Où :

PIR : canal proche infrarouge ;

R : canal rouge.

Cet indice, très fortement corrélé avec l’activité chlorophyllienne de la végétation, est pertinent car la dégradation des zones arides passe d’abord par la dégradation de la couverture végétale. Mais dans ces régions, l’utilisation de cet indice pose des problèmes pour deux raisons :

  • 1. L’intensité de l’activité chlorophyllienne est souvent faible : les feuilles sont petites et le feuillage est peu dense, en comparaison de ceux de la zone tempérée ; de la même façon, le recouvrement de la végétation est très souvent inférieur à 30 %.
  • 2. Le maximum de la photosynthèse est limité dans le temps : la durée de vie des annuelles peut être très courte, au maximum quelques semaines, les phases de croissance de la végétation pérenne sont aussi souvent très limitées dans le temps en fonction des conditions pluviométriques annuelles (2 ou 3 mois maximum), et de nombreuses espèces perdent leurs feuilles pendant plusieurs mois comme les feuillages caducs des zones tempérées.

En conséquence, l’influence du sol est grande et la signature de la végétation se perd souvent dans le bruit de fond de l’image.

  • Indice de brillance des sols (IB, Brightness Index) :

Où :

V : canal vert.

Pour les domaines du visible et du proche infrarouge, cet indice rend compte de l’albédo des surfaces et permet de dissocier les couvertures végétalisées des étendues minérales nues, et cela d’autant mieux que les sols sont clairs, ce qui est généralement le cas sur la région de Menzel Habib (sables siliceux, nodules calcaires, croûtes gypseuses). Ainsi la végétation, qu’elle soit verte ou sèche, est souvent plus sombre que les sols sur lesquels elle se développe, et elle apporte en plus une certaine quantité d’ombre malgré ses faibles taux de recouvrement. Dans certains cas, cet indice permet aussi de distinguer différents états pour un même sol nu en fonction de sa rugosité (parcelle labourée ou abandonnée recouverte par des pellicules de battance) et de sa teneur en eau.

  • Indice de rougeur (IR, Redness Index) :

À Menzel Habib, cet indice traduit la présence de matériaux de couleur rouge dans les sols, comme par exemple les oxy-hydroxydes de fer qui recouvrent souvent les grains de sable par opposition aux croûtes et encroûtements gypseux qui sont d’une couleur blanchâtre.

De nombreux travaux ont souligné l’intérêt du calcul de ces indices pour la caractérisation des états de surface tout particulièrement dans les régions arides [1, 5-8].

Classification des images

Nous avons traité les images composées par ces trois néocanaux en appliquant une classification non dirigée par centres mobiles. Cette classification n’a concerné que les secteurs de plaines et de piémonts. Les montagnes ont été masquées, car elles rajoutent un niveau de complexité pour interpréter les résultats de la classification (ombres et angles différents d’illumination). On évite ainsi des risques de confusions radiométriques supplémentaires pour l’interprétation des différentes classes.

L’interprétation des cinq classes s’est faite en comparant les valeurs des indices pour chaque date par rapport aux connaissances générales acquises sur le terrain (297 stations d’observations) et en particulier sa radiométrie. En effet, dix campagnes de mesures spectro-radiométriques de terrain ont eu lieu régulièrement entre 1998 et 2000, sur 21 sites correspondant à différents degrés de dégradation des écosystèmes. La radiométrie des principaux états de surface élémentaires (sol : croûte gypseuse, pellicule de battance, accumulation sableuse éolienne ; végétation : principales espèces pérennes) a ainsi pu être suivie en fonction des saisons. Les variations radiométriques les plus fortes sont celles de la végétation, d’une part bien sûr selon les différents états phénologiques, et d’autre part selon la morphologie et le port propres à chaque espèce et à chaque individu (figure 3).

Les 4 cartes finales obtenues sur les états de surface apportent des connaissances fondamentales sur le milieu à l’échelle de tout le terrain étudié.

Combinaison des cartes d’états de surface

À l’aide d’un système d’information géographique (SIG), on élabore une carte de synthèse en se fondant sur le principe de « profil temporel de changement » [9] en combinant les 4 cartes d’états de surface. On obtient un nombre important de combinaisons. Pour faciliter l’interprétation, on opère des regroupements selon des grands types d’évolution des milieux.

L’intérêt de cette méthode est qu’elle fournit une représentation spatiale et synthétique des changements, tout en renseignant sur leur direction (constance, tendance nette ou fluctuation) et leur nature (mise à nu du substrat gypseux, ensablement, gain ou perte en biomasse végétale).

Résultats

Radiométrie et pluviométrie moyennes

À partir des indices et avant d’effectuer nos traitements avec la classification non dirigée, nous avons comparé les indices moyens obtenus aux 4 dates, calculés sur la totalité de la zone traitée (figure 4). Les indices ont été réétalés entre 0 et 255. La pluviométrie moyenne annuelle est donnée par le pluviographe de Menzel Habib.

L’image de mars 1986 se caractérise d’une façon générale par de fortes valeurs moyennes de l’indice de brillance (IB) et de l’indice de rougeur (IR) accompagnées d’une très faible valeur de l’indice de végétation (NDVI). Puis, un changement s’observe à partir de 1991. Il se matérialise par une augmentation plus ou moins régulière, mais très significative, du NDVI, et une baisse générale des IB et IR. Ce changement marque le passage d’un état de dégradation à un autre de restauration : l’activité chlorophyllienne de la végétation augmente et les surfaces des sols nus en général et sableux en particulier se réduisent. En ce qui concerne l’année 1993, les indices moyens IB et IR restent proches, par contre le NDVI baisse légèrement. Finalement, en mars 1999, les valeurs moyennes des trois indices ont légèrement augmenté par rapport à celles de mars 1993 : même si l’activité chlorophyllienne augmente, la surface des sols nus en général et des sols sableux en particulier s’accroît elle aussi.

Finalement, la période de sécheresse des années 1980 coïncide avec les valeurs les plus fortes des indices IB et IR (importance des surfaces nues et surtout celles sableuses), et la plus faible du NDVI (stress important de la végétation, réduction des parties aériennes malgré la saison normalement favorable à l’activité chlorophyllienne). La période plus humide des années 1990 se marque par une nette augmentation du NDVI (régénération/retour de la végétation) et par une baisse des deux autres indices (diminution des surfaces nues, même sableuse).

Interprétation des cinq classes radiométriques

L’interprétation thématique, en termes d’états de surface, des cinq classes d’indices aux 4 dates (tableau 1) est basée sur la valeur moyenne des indices et leur comparaison relative avec la base de données spectroradiométriques de terrain (figure 3) et en tenant compte du contexte général de la région d’étude (observations de terrain, cartes topographiques et pédologiques). Finalement, on distingue les grands types d’états de surface suivants :
  • 1. Les sols nus (IB fort, NDVI faible), soit gypso-limoneux ou limono-gypseux (IR plus ou moins faible), soit sablo-limoneux ou limono-sableux (IR plus ou moins fort) ;
  • 2. Les sols limono-sableux (IR fort) couverts par de la végétation (IB faible), soit dense (NDVI fort), soit moyennement dense (NDVI moyen) ;
  • 3. Les surfaces humides ou en eau (IB faible, IR faible, NDVI faible).

La densité de la végétation correspond sur le terrain à deux gammes de recouvrement : dense si > 20 %, moyennement dense si entre 10 et 20 %.

L’ensemble des cinq classes ainsi interprétées pour chaque date est visualisé sur des cartes d’états de surface.

Tableau I Interprétation des 5 classes radiométriques pour les 4 datesIR : indice de rougeur (Redness Index) ; IB : indice de brillance des sols (Brightness Index) ; NDVI : indice de végétation normalisé (NDVI, Normalized Difference Vegetation Index).

Mise en évidence de deux domaines

L’analyse de la distribution spatiale des cinq classes d’indices aux 4 dates sur l’ensemble de la région, met clairement en évidence deux domaines que l’on retrouve sur la carte de synthèse des changements (figure 5) :
  • le premier se situe sur le secteur est de la région d’étude. Là, les signatures radiométriques qui se rapprochent le plus de celle du sable dominent, et cela même en dehors des sols donnés par la carte pédologique [10] comme étant à dominante sableuse ;
  • le second englobe la partie ouest de la région d’étude. Nous remarquons une absence de la signature radiométrique du sable, par contre celles du gypse dominent.

Cette constatation se vérifie à partir des observations faites sur le terrain en 2000 et 2001, concernant les états de surface, la végétation, les accumulations éoliennes, l’érosion hydrique et l’occupation des terres. En effet, la superposition de ces stations sur la carte des indices des états de surface montre que les accumulations sableuses (dune, sebka et voile éolien) appartiennent essentiellement au domaine oriental (figure 6). Cette situation peut être expliquée par la configuration topographique de la région et la nature pédologique du substratum. En effet, la région d’étude s’inscrit entre des chaînons de montagne qui bordent au nord et au sud une vaste plaine qui s’élargit d’ouest en est. Ainsi quand les vents soufflent vers l’ouest, leur compétence augmente à la faveur des reliefs qui se resserrent pour former un entonnoir, alors que c’est le contraire quand ils soufflent vers l’est avec l’élargissement de la plaine. Par conséquent, au cours de l’année, le secteur ouest de la région, qui subit en moyenne des vents plus forts, se comporte comme une zone de départ dominée par l’arrachage et le transport des matériaux. Par contre, sur le secteur oriental où les vents sont moins compétents, c’est surtout une zone d’accumulation, de piégeage par un remaniement local des sols sableux.

À cette échelle, il est impossible de caractériser l’impact de l’intervention humaine sur ces phénomènes (mises en culture avec les labours ou mises en défens), sans faire appel à des données externes. Cependant, les observations de terrain et des travaux en cours sur l’occupation des terres montrent que la surface relative des zones agricoles (parcelles visibles dans le paysage) est à peu près la même sur l’ensemble du secteur (entre 60 et 70 %), en dehors des montagnes.

Vers une cartographie des changements

La cartographie de l’évolution du milieu s’est fondée sur le principe du « profil temporel de changement ». Ce profil repose sur un schéma de classification qui comporte trois grandes classes de changements : constance, tendance nette et fluctuation.

Schéma final des profils temporels

Sur l’ensemble des combinaisons possibles des 5 classes d’états de surface aux 4 dates, soit 54 = 625, 591 combinaisons ont finalement été obtenues. Pour faciliter l’interprétation et avoir une carte lisible, on a réalisé deux types de regroupements : d’une part, selon le type de surface du sol (d’un côté gypso-limoneux et limono-gypseux, et d’un autre côté limono-sableux et sablo-limoneux) et, d’autre part, selon l’enchaînement temporel des états de surface. Ainsi par exemple pour la végétation, on a regroupé ensemble les sols nus gypseux ou sableux en 1986 qui devenaient à végétation dense seulement en 1999, ou à partir en 1993 ou dès 1991 : ces pixels sont interprétés comme ayant une tendance nette vers une restauration depuis un sol nu, gypseux ou sableux, vers une végétation dense.

Le schéma final des profils temporels de changement retenu pour l’élaboration de la carte de l’évolution de la région de Menzel Habib entre 1986 et 1999 se résume en 11 classes (tableau 2). Mais 8 classes seulement ont été réellement observées : il manque les classes 1, 2 et 8.

Les surfaces constantes sont des sols nus. Ce sont soit des surfaces gypseuses (classe 3), et avec l’affleurement de la croûte gypseuse c’est le stade ultime de la dégradation avec la plus faible réversibilité, soit des surfaces sableuses (classe 4) qui peuvent se présenter comme simple horizon sableux du profil pédologique ou comme accumulation éolienne de taille variable. Selon l’importance des dépôts éoliens, ces derniers gênent ou bien aident la reconstitution des écosystèmes.

Certaines zones tendent nettement vers une restauration. Le retour de la végétation sur des sols nus (classes 5 et 6) peut se faire soit à la suite d’une simple amélioration climatique, soit dans des cas de mise en défens, d’abandons culturaux ou pastoraux, ou bien lors d’une meilleure gestion. L’arrivée de dépôts éoliens sur des horizons gypseux souvent encroûtés (classe 7) est un autre exemple de restauration : le sol se reconstitue [11].

D’autres zones tendent nettement vers une dégradation. La disparition du couvert végétal (classe 8) peut se faire soit par surpâturage, soit par déboisement (défrichement, récolte du bois), mais elle peut également correspondre à une parcelle de céréaliculture qui n’est plus emblavée. La disparition d’horizons sableux ou de dépôts éoliens lors d’une reprise de l’activité éolienne, laissera apparaître les horizons gypseux (classe 9).

Enfin, certaines zones présentent une certaine variabilité dans le temps qui n’est pas simplement linéaire. Il se produit des allers et retours : soit une alternance de sols nus entre gypse et sable (classe 11), ce qui serait un indicateur de dynamique éolienne, soit une alternance de sols nus et de végétation (classe 10), que ce soit dans les parcours ou les zones de cultures.

Remarque : avec des pixels d’une résolution de 30 m, on ne peut pas détecter précisément les processus en cours, en particulier le type de dépôt éolien (dune, voile ou simple horizon supérieur sableux), et la répartition de la végétation (diffuse ou en îlots).

Tableau II Schéma de profil temporel des changements, établi pour l’ensemble de la région de Menzel Habib, ainsi que les superficies correspondantes pour le piémont et la plaine (période 1986-1999)

Évolution

Classe

Piémont (%)

  • Plaine
  • (%)


  • Total
  • (%)


Constante

en bon état

végétation dense (1)

/

/

/

moyennement dense (2)

/

/

dégradée

sol nu gypseux (3)

  • 7,5
  • (34,2)


  • 6,0
  • (7,7)


21,4

sol nu sableux (4)

  • 0,2
  • (0,7)


  • 7,8
  • (9,9)


Tendant vers une constance

vers une restauration

d’un sol nu gypseux ou sableux à une végétation

dense (5)

  • 0,4
  • (1,9)


  • 2,4
  • (3,1)


10,3

moyennement dense (6)

  • 0,3
  • (1,7)


  • 6,8
  • (8,7)


d’un sol gypseux à un sol sableux (7)

  • 0,1
  • (0,3)


  • 0,3
  • (0,4)


vers une dégradation

d’une végétation dense ou moyennement dense à un sol nu gypseux ou sableux (8)

/

/

3,1

d’un sol sableux à un sol gypseux (9)

  • 0,6
  • (2,5)


  • 2,5
  • (3,1)


Fluctuante

entre restauration et dégradation

entre sol gypseux ou sableux et végétation dense ou moyennement dense (10)

  • 12,1
  • (55,3)


  • 49,6
  • (63,5)


61,7

dégradée

entre sol nu gypseux et sableux (11)

  • 0,7
  • (3,3)


  • 2,8
  • (3,5)


3,5

TOTAL

  • 21,8
  • (100,0)


  • 78,2
  • (100,0)


100,0

Carte d’évolution du milieu

En se basant sur la carte d’évolution du milieu (figure 5), nous avons pu établir un diagnostic du niveau de dégradation de la région (réversibilité et irréversibilité), en passant par l’évaluation des capacités du milieu à la régénération.

L’analyse quantitative de la carte de l’évolution du milieu met en évidence la prédominance des systèmes fluctuants aux dépens des autres constants ou à tendance nette (tableau 2). En effet, l’extension des zones fluctuantes présente un peu plus de 65,2 % de la superficie traitée (piémont et plaine). Les zones constantes couvrent 21,4 % de la superficie et celles à tendance nette n’occupent que 13,4 % de la superficie. Les sols nus, gypseux ou sableux, qu’ils soient constants, à tendance nette, ou bien fluctuants, représentent 28,3 % de la superficie (9 % sur les piémonts, 19,3 % dans les plaines). Les sols qui sont marqués au moins une fois par de la végétation verte correspondent au reste, soit 71,7 % (12,9 % sur les piémonts, 58,9 % dans les plaines). La prépondérance des superficies marquées par la végétation (fluctuante ou à tendance nette) est un bon indicateur sur les capacités ou le taux de résistance des milieux aux aléas environnementaux et anthropiques, de la même façon que les sols constamment nus pour une période donnée sont des bons indicateurs de la disparition de la végétation et donc pour le risque de dégradation des terres par érosion hydrique ou éolienne. Ainsi, même après la période de sécheresse des années 1980, où nous n’avons pas pu identifier avec le NDVI de steppe dense à moyennement dense pour l’année 1986, la majorité de la région a retrouvé au moins une fois dans la période considérée une certaine quantité de végétation à travers une activité chlorophyllienne importante, au moins relativement pour des zones arides. Encore faudrait-il pouvoir distinguer entre les zones de parcours, celles mises en défens, celles constituées de plantations forestières et celles sous l’emprise des cultures (céréales en sec et oliviers principalement). Les différentes unités morphopédologiques qui composent le piémont et la plaine ne présentent pas exactement les mêmes évolutions. Il existe même certaines différences nettes. Ainsi, par exemple, dans la plaine, le retour à une végétation dense ou moyennement dense après les années 1980 varie entre 1,5 et 13,1 % selon l’unité, relativement à la superficie totale de l’unité. Mais globalement, ces différentes évolutions restent proches de la tendance générale qui vient d’être décrite.

Dans certains cas (3,5 %), et surtout dans les plaines (2,8 %), on passe du sol nu sableux à un sol nu gypseux et vice-versa, sans tendance marquée. On peut alors penser à une certaine mobilité du sable due à une dynamique éolienne importante. Enfin dans d’autres cas (3,1 %), et surtout dans les plaines (2,5 %), on passe clairement d’un sol nu sableux à un sol nu gypseux, sans retour du sable. Ce sont les zones les plus dégradées que les populations ne peuvent plus exploiter.

À partir de 1990, la restauration de la végétation est liée globalement à des conditions climatiques plus favorables, car la mise en œuvre de moyens de lutte (brise-vent, plantations forestières et mise en défens) reste trop localisée pour avoir un impact aussi général. Depuis la phase de « désertification » de la fin des années 1980, les conditions du milieu se sont améliorées. À partir des années 1990, très rares sont les zones qui ont continué à se dégrader.

Conclusion

Les résultats issus de notre analyse diachronique des changements à partir d’indices radiométriques, ont permis d’avoir une vision synoptique de l’évolution des paysages arides à l’échelle de toute une région. Une telle analyse fournit un diagnostic spatio-temporel sur l’état du milieu. Les résultats montrent aussi que pendant cette période (1986-1999), ce sont les zones caractérisées par des fluctuations qui dominent largement, montrant ainsi le pouvoir de régénération des écosystèmes même après une longue période de sécheresse (1980-1989). Cependant, les sols nus occupent malgré tout des surfaces importantes, aussi bien sur les piémonts que dans les plaines. Mais l’évolution n’est pas la même partout, il existe ainsi des différences marquées selon l’unité morpho-pédologique.

L’avantage de cette méthode est sa simplicité. Elle donne une représentation synthétique des changements puisqu’elle permet de visualiser directement la nature des changements entre plusieurs dates.

Mais cette perception des changements reste grossière : elle donne les grandes tendances du milieu à partir de l’interprétation d’indices radiométriques calculés avec des pixels de 30 mètres de résolution. Or pour de nombreux phénomènes qui marquent aussi bien les sols que la végétation, il faudrait avoir accès à une meilleure résolution spatiale, proche de celles des photographies aériennes (pixel < 1 m), pour mieux définir les processus en cours et l’impact de l’homme. Il faudra alors travailler sur des sites de référence représentatifs du paysage, étant donné la quantité d’information à traiter (changement d’échelle pour appréhender le milieu) et le coût de ces images au kilomètre carré.

Les diagnostics devront être améliorés grâce à une meilleure connaissance de la « vérité-terrain », comme par exemple l’occupation des terres, de façon à pouvoir distinguer les parcours des zones sous emprise agricole. Ce travail est en cours, il aidera à la compréhension approfondie du fonctionnement du milieu en fournissant des précisions concernant les interactions entre l’Homme et son environnement.

Remerciements

Ce travail a été initié dans le cadre du projet européen CAMELEO. Il se poursuit à travers le Réseau d’observatoires de surveillance écologique à long terme (Roselt) de l’Observatoire du Sahara et du Sahel, grâce à une collaboration entre le laboratoire Cartographie géomorphologique des milieux, des environnements et des dynamiques de la faculté de géographie de Tunis, le laboratoire d’Érémologie et de lutte contre la désertification de l’Institut des régions arides (Ira, Medenine, Tunisie), et l’Unité Désertification de l’Institut de recherche pour le développement (IRD, Montpellier, France).

Références

1 Belghith A. Les indicateurs radiométriques pour l’étude de la dynamique des écosystèmes arides (région de Zougrata, Sud-Est tunisien). Sécheresse 2003 ; 14 : 267-74.

2 Floret C, Pontanier R. L’aridité en Tunisie présaharienne, climat, sol, végétation et aménagement. Travaux et documents. Paris : Orstom éditions, 1982.

3 Auclair L, Chaize-Auclair M, Delaître E, Sandron F. Dynamique sociale et désertification. Revue des Régions Arides (Médenine, Tunisie) 1997(NS) : 481-7.

4 Simonneaux V, Bois C, Sholte K, Delaître E. Détection d’invariants dans une série temporelle d’images satellitales en zone aride : application à l’intercalibration et à la correction radiométrique d’images. Proceedings International Symposium « Les régions arides surveillées depuis l’espace de l’observation à la modélisation pour la gestion durable », 12-15 novembre 2001, Marrakech, Maroc (cédérom).

5 Escadafal R. Caractérisation de la surface des sols arides par observations de terrain et par télédétection. Applications : exemple de la région de Tataouine (Tunisie). Études et thèses. Paris : Orstom éditions, 1989.

6 Escadafal R, Belghith A, Ben Moussa H. Indices spectraux pour la télédétection de la dégradation des milieux naturels en Tunisie aride. Actes du sixième Symposium International « Mesures physiques et signatures spectrales en télédétection », Val d’Isère, France, 1994.

7 Escadafal R. Soil spectral properties and their relationships with environmental parameters – exemples from arid regions. In : Hill J, Mégier J, eds. Imaging spectrometry – a tool for environnemental observations. Dordrecht (The Netherlands) : Kluwer Academic Publishers, 1994.

8 Tabarant F, Escadafal R. Classification multitemporelle d’images Landsat TM pour la détection des changements à long terme. Exemple du site test de Menzel Habib (Tunisie). Proceedings International Symposium « Les régions arides surveillées depuis l’espace de l’observation à la modélisation pour la gestion durable », 12-15 novembre 2001, Marrakech, Maroc (cédérom).

9 Byron JR. Novel Change detection methods for multi-date digital Imagery applied to South Florida vegetation. Ph-D, Dep. GeogrI, univ. South Carolina, 1999.

10 Floret C, Le Floc’h E, Pontanier R, Romane F. Modèle écologique régional en vue de la planification et de l’aménagement agropastoral des régions Arides. Application à la région de Zougrata. Document Technique, n°2. Tunis : Direction des Ressources en Eau et en Sols, 1978.

11 Le Floc’h E. Les écosystèmes des zones arides du Nord de l’Afrique : orientations pour l’établissement d’un réseau de réserves de biosphère. In : Nabli MA, ed. Essai de synthèse sur la végétation et la phyto-écologie tunisiennes, II & III. Le milieu physique et la végétation, Ecologie végétale appliquée. Tunis : Faculté des sciences, 1995.


 

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