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Article scientifique

Systme dinformation sur lenvironnement lchelle locale (Siel)pour valuer le risque de dsertification :situations compares circumsahariennes(rseau Roselt)

Maud Loireau1Mongi Sghaier2Mondher Ftoui2Magatte Ba3Mohamed Abdelrazik4Jean-Marc dHerbs5Jean-Christophe Desconnets1Didier Leibovici1Stphane Debard1ric Delatre1

1 Institut de recherche pour le dveloppement(IRD),Unit de service Espace,Maison de la tldtection(MTD),500, rue Jean-Franois Breton,34093 Montpellier cedex 05 France

2 Institut des rgions arides (Ira),Laboratoire dconomie et socits rurales,Route de Jorf, 4119 MdenineTunisie

3 Centre de suivi cologique (CSE),Gestion de ressources naturelles (GRN),Rue LG Damas, Fann-Rsidence,BP 15532,Dakar Sngal

4 Universit dAlexandrie,Department of Botany,21511 Moharran Bey,Alexandrie gypte

5 Institut de recherche pour le dveloppement(IRD), BP 64501 34394 Montpellier cedex 5

RsumDans le cadre de la surveillance environnementale et de la lutte contre la dsertifica-tion des zones rurales forte contrainte de scheresse, un systme dinformation surlenvironnement lchelle locale (Siel) est conu, dvelopp et mis en uvre sur desterritoires agropastoraux africains. Selon une dmarche gnrique et des modlesenvironnementaux appropris, il permet dvaluer lintensit du risque de dgrada-tion des terres (pass, actuel, futur) relativement aux pressions anthropiques et auxcaractristiques biophysiques locales. Cette intensit varie dans le temps et lespaceen fonction du niveau de participation et de la rpartition spatiale des causesanthropiques et biophysiques de la dgradation. Dans cet article, nous dcrivons :lintrt de ce systme et ses caractristiques ; sa capacit alimenter et organiser undispositif durable de surveillance environnementale dans un rseau dobservatoirestel que le Rseau dobservatoires de surveillance cologique long terme (Roselt) ;sa capacit fournir des informations (diagnostic, prospectives) utiles au dialogueavec les gestionnaires des ressources naturelles travers ses modles exploratoires.Cette analyse est illustre par deux produits slectionns (degr dartificialisation etindice de pression anthropique sur la vgtation naturelle), issus des Siel mis enuvre dans quatre observatoires Roselt/OSS (Observatoire du Sahara et du Sahel)sur lesquels les avances les plus significatives ont t ralises.

Mots cls : dsertification, facteur anthropique, modlisation, ressource naturelle,surveillance environnementale, systme dinformation, vgtation

AbstractLocal Environmental Information System to assess the risk of desertication: circumSaharancompared situations (Roselt network)

Within the context of environmental surveillance and combating desertification inrural drylands, a local environmental information system (Siel, systme dinformationsur lenvironnement lchelle locale) has been developed and implemented onagropastoral areas in Africa. Using a generic approach and appropriate environ-mental models, Siel makes it possible to assess the intensity of land degradation risk(past, current and future) relative to local human pressure and biophysical characte-ristics. This intensity differs in time and space depending on the level and spatialdistribution of human and biophysical causes. The aim and characteristics of Siel aredescribed in this article. Evaluation is carried out of its capacity to feed and organizeTirs part : M. Loireau

Scheresse 2007 ; 18 (4) : 328-35

doi:10.1684/sec.2007.0104

328 Scheresse vol. 18, n 4, octobre-novembre-dcembre 2007

a sustainable device for environmental monitoring and assessment using a network oflocal observatories, such as Rseau dobservatoires de surveillance cologique long terme (Roselt, Long Term Ecological Monitoring Observatories Network), to giveuseful information (diagnosis and forecasting) for a better dialogue with decision-makers through explorative modelling. To illustrate these points we focus on twoselected results (degree of artificialization and index of human pressure on naturalvegetation). These results come from four Roselt/OSS (Observatoire du Sahara et duSahel, Sahara and Sahel Observatory) observatories on which the most relevantprogress has been made.

Key words: anthropic factor, desertification, environmental monitoring, informationsystem, modelling, natural resources, vegetation

Introduction

Zones rurales africaines fortes contraintes de scheresseLes zones rurales africaines fortescontraintes de scheresse, Nord et SudSahara, ont des caractristiques spcifi-ques qui doivent tre prises en comptepour comprendre, suivre et valuer le ris-que de dsertification [1].Leurs socits ont des liens trs troits avecle milieu naturel environnant. Lexploita-tion des ressources naturelles renouvela-bles1 contribue significativement la satis-faction des besoins essentiels dunegrande partie de la population. Labon-dance et le renouvellement de ces ressour-ces dpendent des fluctuations de lenvi-ronnement. Leur devenir est fonction desusages quen font les socits, de la ma-trise des techniques dexploitation, et de lamanire dont elles sont partages etappropries. Les systmes cologiquessont fragiles et faible rsilience. Lesbaisses de potentialit du milieu y sont plusrapides, et les vitesses de reconstitutionplus lentes que dans les zones climatmoins contraignant [2].Les composantes de ces zones rurales afri-caines (climat, ressources, usages), ainsique leurs relations, sont caractrises parune forte variabilit spatiale et temporelle.Enfin, les ressources y sont majoritaire-ment prleves pour divers usages simulta-nment ou successivement dans le temps[1, 3].Or, depuis des dcennies, les socitsrurales de ces zones sches sont en muta-tions sociales et dmographiques :accroissement de la population, coexis-tence des droits traditionnels et modernes,sdentarisation des leveurs, diversifica-tion des activits, urbanisation, etc. Desperturbations anthropiques fortes endcoulent : saturation de lespace agri-cole disponible, diminution du temps de

jachre et de la mobilit du cheptel, etc.Enfin, des scheresses particulirementsvres se succdent, dont celles recon-nues au Sahel en 1910-1915, 1972-1973 et 1982-1984 [4].

DsertificationLes systmes cologiques fragiles suppor-tent donc la fois un accroissement desphnomnes de scheresse et des pertur-bations anthropiques fortes. Dans la plu-part des cas, cette combinaison de fac-teurs accentue laridit doriginedaphique (dgradation du stockage deleau dans les sols), diminue lefficience deleau pour la vgtation (diminution durapport pluie/biomasse produite), modifiele couvert vgtal et les paysages, affec-tant la productivit des systmes de pro-duction et les conditions de vie des popula-tions [2]. La dsertification est unprocessus volutif de dgradation des ter-res, lie la perte de productivit et dersilience, marqu par diffrents seuils.Elle se produit lorsque lhomme modifie lesquilibres ou les dynamiques naturellespar surexploitation des ressources ;laccentuation des scheresses constituedavantage un facteur aggravant [2].Aujourdhui, ces zones rurales africainessubissent une augmentation et/ou unenouvelle rpartition spatiale et temporellede la pression humaine sur les ressourcesdont on connat mal le niveau dintensit etla nature, et que lon peut difficilementanticiper et donc grer. Et ce, dautant plusque le niveau de participation des facteursde dsertification varie dune zone go-graphique lautre [5].

Besoin dun systme dinformationsur lenvironnementLextension croissante des phnomnes dedgradation des terres et linquitude despays concerns, comme de la commu-naut internationale, crent le besoin defournir des informations pertinentes auxgestionnaires des ressources dans le cadredun dveloppement durable. Ces infor-mations sont dautant plus pertinentes

quelles permettent dvaluer le niveau dedgradation (pass, actuel et futur), lescauses de cette dgradation et leur niveaude participation, et sa rpartition spatiale.Dans ce sens, plus que laspect techniqueou cologique de la dsertification, ilsagit de prendre en compte la complexitdes modes dutilisation des ressources et ladynamique des processus sociaux sous-jacents. Laccent est alors dlibrmentmis sur la dimension locale o cette com-plexit peut tre apprhende.Dans cet article, nous dcrivons un sys-tme dinformation sur lenvironnement lchelle locale (Siel) conu et dveloppselon une dmarche gnrique (utilisabledans divers contextes) et des mthodesappropries pour rpondre au mieux ces besoins.

Concepts et principes gnrauxdu Siel

Approche spatiale interdisciplinaire(diagnostic)Le Siel se base sur une approche spatialequi considre lespace comme le lieu desinteractions homme/milieu. Le paysage,en tant que portion de lespace, est larsultante observable un instant donnde ces interactions [3]. Cherchant va-luer le niveau de vulnrabilit des ressour-ces sur un territoire rural lchelle locale,le Siel considre le paysage commeterritoire-ressource [6].Le Siel se base galement sur une appro-che pluridisciplinaire combinant dessavoirs et des comptences relatifs auxsciences lies ltude des processus bio-physiques et socio-conomiques de ladsertification, et la modlisation envi-ronnementale du point de vue thmatique(gographie, cologie du paysage) maisaussi informatique, statistique et math-matique.Enfin, le Siel met en uvre une approchespatiale interdisciplinaire puisquil intgredes donnes pluridisciplinaires sur desespaces communs, selon une srie de

1 Le terme ressource employ par la suite danscet article signifie ressource naturelle renouve-lable

Scheresse vol. 18, n 4, octobre-novembre-dcembre 2007 329

mthodes ad hoc, afin dtablir des bilansressources/usages.

Modlisation environnementale(diagnostic + prospectives)Lanalyse spatiale sappuie difficilementsur des expriences comme le font lesphysiciens ou les biologistes [7]. Traitantde phnomnes complexes, diversifis etriches en situations particulires, elle abesoin de simplifier pour dgager le gn-rique (utilisable quel que soit le contexte)du spcifique (li au contexte particulierde son application), le permanent et ledterminant du contingent, et pour poserles problmes relatifs lexplication de cequelle observe. Lusage des modles per-met de remplir ces deux tches.Le Siel utilise les modles pour rpondrenon seulement ces besoins classiquesgnraux, mais aussi aux besoins spcifi-ques dun rseau tel que le Rseaudobservatoires de surveillance cologi-que long terme (Roselt). En effet, lesmodles du Siel permettent de rpter lamme succession de traitements types delinformation, sur un territoire rural quel-conque des zones sches, en tenantcompte des spcificits locales. Ils visent

les mmes produits, comparables dans letemps sur un territoire (diachrones) oudans lespace sur divers territoires (syn-chrones), dans un pays (rseau nationaldobservatoires) ou dans plusieurs pays(rseau rgional). De plus, ces modlespermettent dorganiser et harmoniser pro-gressivement le dispositif de collecte desdonnes thmatiques [1, 8].Enfin, lutilisation des modles du Sielsimule une certaine ralit simplifie.Cette simulation permet dtablir un dia-gnostic sur le risque relatif de dgradationdes terres quand elle est alimente par lesdonnes issues de lobservation sur unepriode donne. Elle permet dtablir desprospectives si tout ou partie des donnesqui lalimentent est issu de scnarios dvo-lution dfinis au pralable par les scientifi-ques chargs de la surveillance environne-mentale. La capacit prospective du Sielvise faciliter et amliorer lefficacit deschanges avec les gestionnaires des res-sources, chargs par exemple de proposerdes actions de lutte contre la dsertifica-tion. En tant que modles et outil, le Siel estainsi un participant supplmentaire dansles discussions et interactions sur la dcou-verte et lutilisation des connaissances [9].

uvre collective

Le prototype Siel est ralis au Sahel agro-pastoral nigrien [3]. Dans le cadre de ladsertification, il est ensuite adopt par leprogramme Roselt2 (figure 1) de lObser-vatoire du Sahara et du Sahel (OSS), quiconfie en 2000-2005 la coordination durseau lInstitut de recherche pour ledveloppement (IRD, France), en collabo-ration avec le Centre de coopration inter-nationale en recherche agronomique pourle dveloppement (Cirad, France) et lINs-titut du SAHel (Insah, Afrique de lOuest).Pour dfinir et mettre en uvre les mtho-dologies ad hoc de surveillance environ-nementale, un Siel-Roselt plus gnrique(concepts, mthodes, outil) est alors dve-lopp lIRD au fur et mesure que lesconcepts et les mthodes proposs sontpartags au sein du rseau et prcissselon un consensus. En 2003, la mise enuvre dans les observatoires Roselt/OSSdune premire version a acclr lappro-priation du systme par les membres durseau et permet encore aujourdhuilamlioration des modles dans leur

2 www.roselt-oss.org.

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Observatoires ROSELT/OSS

TUNISIE32 - Menzel Habib33 - Haddej Bou Hedma34 - Oued Gragger

SNGAL29 - Ferlo Nord30 - Sud Ferlo31 - Tiss Keymor

NIGER25 - Dantiandou26 - Tondikandia27 - Keita28 - Torodi

MAURITANIE22 - Banc dArguin23 - Boutilimit24 - Nouakchott

MAROC19 - Fezzouata20 - Issougui21 - Oued Mird

MALI16 - Boucle du Baoul17 - Niono Delta Occidental18 - Cercle de Bourem

KENYA12 - Tsavo National Park13 - South Kiboko14 - North Koboko15 - Kibwesi UniversityStation

THIOPIE10 - Awash Park11 - Melka Werer

GYPTE8 - El Omayed9 - Matruh

CAP VERT6 - Ribeira Seca7 - Ribeira principal

ALGRIE1 - Tassili NAjjers2 - Rogassa3 - Moghar4 - El Biod5 - Bordj el May

Les observatoires circumsahariens Roselt/OSS

Types doccupation des sols

Fort dense dgradeAgriculture irrigueMangroveFort montagnarde (> 1500 m)Mosaque agriculture / fort humideMosaque fort / savaneSavane arbustive dcidueSavane herbace ouverteSavane herbace ouverte faible strate arbustive

Dpts salinsDserts sableux et dunesPseudo-steppeDsert rocheuxFort sub-montagnarde (900 1500 m)Savane herbace et arbustive inondeFort marcageuseVergersEau

Roche nueVillesFort dense dcidueFort dense humideSavane herbace denseAgriculture (> 50%)Mosaque agriculture / vgtation scheSavane arbore arbustive dcidueSavane boise dcidue

Figure 1. Rseau dobservatoires Roselt/OSS.Roselt : Rseau dobservatoires de surveillance cologique long terme ; OSS : Observatoire du Sahara et du Sahel.


gnricit et leur interface homme-machine. Fin 2006, la version 1.4 duSiel-Roselt est le rsultat des travaux collec-tifs entre concepteurs, thmaticiens, infor-maticiens et utilisateurs.

lment du Systme dinformationsur lenvironnement (SIE) RoseltLe Siel-Roselt est mis en uvre en troiterelation avec les guides mthodologiquesthmatiques et le MDweb (MtaDonnespour le Web). Les guides, documentsscientifiques volutifs partags au sein durseau, organisent progressivement le dis-positif harmonis de surveillance parthme (nature/socits), seule garantie delapproche synchronique et diachronique.Les mthodes prconises dchantillon-nage, de collecte et de traitement desdonnes permettent dlaborer des indica-teurs : i) spcifiques la thmatique ; et ii)adapts lapproche intgratrice du Siel.MDweb3, outil de catalogage et derecherche de linformation environnemen-tale via le Web, assure linventaire, ladescription et laccs aux informationsproduites sur tous les observatoires.

Mthodes dintgration spatialeinterdisciplinaire du Siel

SpcificitsLes modles du Siel mettent laccent surlintgration de la dimension humaine dansla comprhension de la dsertification.Pour tenir compte de la forte variabilitspatiale (chelle du kilomtre) et tempo-relle (chelle de lanne) des interactionshomme/milieu, llaboration des donnesdentre et le paramtrage des modles sebasent sur un raisonnement simultandans le temps et dans lespace qui permetde considrer la valeur de la donne, oudu paramtre, selon sa moyenne : i) surune priode de modlisation annuelle oupluriannuelle ; et ii) sur des units spatialescommunes.Enfin, les modles du Siel considrent lemulti-usage des ressources, rapportant des units spatiales communes lensembledes caractristiques des ressources et deleurs usages.

Mthodes dvaluation du risquerelatif de dgradation des terres :diagnosticLe Siel value la vulnrabilit du milieu entablissant un diagnostic du territoire pourchaque priode dobservation donne

(figure 2) [1, 10]. Pendant cette priode,les donnes collectes (climat, vgtation,sol, eau, socits), reprsentent un fonc-tionnement milieu/socits relativementstable. chaque changement dtat signi-ficatif et durable (seuil) dun des param-tres mesurs (indicateurs), il peut y avoirchangement de fonctionnement et donc depriode dite dobservation (ou demodlisation ).Pour tablir ce diagnostic, le Siel exploiteun jeu de donnes selon une succession demodles qui permet : i) de recomposer leterritoire en units spatiales stables sur unepriode dfinir, en rfrence au fonction-nement des systmes cologiques etsociaux en place (units spatiales de rf-rence, USR) ; et ii) dy rapporter des indi-ces synthtiques de risque de dgradationdes terres. Couplant systme dinformationgographique (SIG) et modles sur uneplateforme ArcGis, ces deux tapes princi-pales se dcomposent en sous-tapes [1,10] qui se dclinent en fonctionnalits deloutil Siel-Roselt v1.4 selon une srie dechoix de modles et de paramtres.Les USR permettent de stratifier le dispositifdchantillonnage des donnes sur lesobservatoires Roselt/OSS [11]. Elles sontissues du croisement entre deux plans go-graphiques construits au pralable(figure 3). Lun cartographie (relevs, clas-sifications dimages satellites, croisementsde couches thmatiques) les ressourcesdans des units paysagres (UP, Landcover), lautre dlimite (enqutes, modlesde spatialisation) des units, pas toujoursobservables, sur lesquelles sassocient plu-

sieurs pratiques dexploitation (units depratiques combines ou UPC, Land use)[12]. Le plan des UP exprime le fonctionne-ment des systmes cologiques traversleurs niveaux de production des ressour-ces, variables selon les types daffectationparcellaire susceptibles dexister sur cha-que UP. Le plan des UPC exprime lesstratgies des socits travers leursniveaux dintervention (artificialisation)sur les ressources. Lapplication de chaqueassociation de pratiques sur les espaceshomognes dlimits (UPC) dtermine dessurfaces relatives occupes par les typesdaffectation parcellaire les caractrisant.La vulnrabilit des ressources est valuesur les USR ainsi construites sous forme debilans par usage (diffrence entre la dispo-nibilit D des ressources, et leurs prlve-ments P), ou dindices multi-usages (combi-naisons des rapports entre P et D pourchaque usage).La dmarche gnrale du Siel sintresseaux principales ressources (vgtation,sol, eau) et aux trois usages classiques(agricole, pastoral, forestier). Loutil Siel-Roselt v1.4 met la priorit sur la vgtationsur pied, tant donn sa sensibilit ladgradation et son rle majeur dans lesexploitations rurales africaines de ceszones. Elle comprend la vgtation natu-relle des cosystmes et agrosystmes,plus les rsidus de cultures consommablessur place par les animaux. Elle est mesureen quantit de phytomasse pige globaleet par strate (herbaces, ligneux bas,ligneux hauts) au pic de production [11].D correspond alors la part de la vgta-

3 www.mdweb-project.org.

PROSPECTIVES

Territoire ruralchelle locale

zones arides & semi-arides

PAYSAGEUnits spatiales de rfrence

Niveau de production / Units paysagresRESSOURCES

USAGESNiveau dintervention (artificialisation) / Units de pratiques combines

Socits

Milieu naturelClimat

Macro-conomie /Politiques

DIAGNOSTICBilans Ressources/ Usages

Figure 2. Dmarche globale du Siel.Siel : systme dinformation sur lenvironnement lchelle locale.


tion potentiellement prlevable par lesexploitants (ou animaux) en fonction deleurs pratiques, et P la part effectivementprleve.Les modles de spatialisation des prati-ques dexploitation [10] constituent la par-tie la plus dveloppe du Siel-Roselt v1.4.Ils dlimitent des territoires potentielsdexploitation autour des centres dactivi-ts (algorithme de Thiessen pondr),dans lesquels ils spatialisent les pratiques :modle doptimisation du rapport entrelesprance de production des exploitantset leffort fournir pour appliquer leurs pra-tiques un endroit donn, selon les carac-tristiques des pratiques (niveau dartifi-cialisation) et celles du lieu donn (qualitde la ressource utile et accessibilit).Les modles sont oprationnels pour leszones agropastorales o lactivit agricolestructure lespace partager entre tous lesutilisateurs selon diffrents types doccupa-tion du sol. Les autres activits, caractri-sant le multi-usage des ressources, sappli-quent sur le territoire selon cette structure.Si lactivit agricole est applique sur desespaces rduits (cultures irrigues, champsde case), sans possibilit dextension spa-tiale en raison de contraintes fortes, physi-ques (accs leau, qualit du sol, etc.) ouhumaines (accs foncier, rserves pastora-les, etc.), elle nest pas structurante. Lors-que lactivit pastorale est structurante, lesmodles du Siel sont adapts seulement siles points deau et les campements (oufermes) sont confondus dun point de vuespatial (modles centrs).

Capacit prospectiveUne fois le diagnostic effectu sur unepriode dobservation, les donnes ouparamtres en entre des modles sontchangs pour produire de nouveaux dia-gnostics dits prospectifs. Leur modificationse fait selon des scnarios dvolutionsprdfinis : continuit des tendances misesen valeur par le dispositif de suivi au sol(croissance dmographique, diminutiondes productions vgtales, etc.) ; accl-ration de ces tendances ou apparitiondvnements exceptionnels (grandescheresse, migration ou immigrationmassives, etc.) ; introduction de nouvellestechnologies.

Rsultats

Parmi les produits issus de chaque tapede modlisation du Siel, deux sont slec-tionns ici, valorisant la prise en comptedes socits, la capacit de comparaisonet de projection du Siel. Ils utilisent la basede donnes 1991-1995 de lObservatoirede Dantiandou au Niger (pluviomtrie :550 mm) lorigine de la conception duSiel actuel [3], et celles des ObservatoiresRoselt/OSS o les avances Siel les plussignificatives ont t ralises : MenzelHabib (150 mm) en Tunisie, 2001-2004 ;Sud Ferlo (350 mm) au Sngal, 2000-2005 ; et El Omayed (150 mm) engypte, 1996-2000.

Degr dartificialisationLa spatialisation des pratiques et dlimita-tion des units de pratiques combines(UPC) permettent une reprsentation spa-tiale du degr dartificialisation (DA). Cedernier mesure leffort que les exploitantsdoivent fournir pour appliquer une asso-ciation de pratiques. Sur une chelle de 0 10 (0 : zones naturelles ; 10 : villes)[13], tous les observatoires agropastorauxRoselt/OSS se situent entre 3 et 4. Lesmodles du Siel permettent de dtailler leDA lchelle locale avec des valeursfines de 0 1.Comme lagriculture structure le paysagesur les quatre observatoires, le DA mesureessentiellement lintervention de lhomme travers les pratiques agricoles et leursassociations ou non des pratiques pasto-rales (amnagements pralables, techni-ques de travail et de gestion) [14]. Plus ilest lev, plus le paysage est model parlhomme, marqu par lemprise des cultu-res de plus en plus intensives.Le calcul du DA moyen (moyenne pond-re par les surfaces relatives des diffren-tes valeurs) fait apparatre Menzel Habib(MH) comme le territoire le plus artificialis(0,27), suivi du Sud Ferlo (SF : 0,38), deDantiandou (DT : 0,33), et dEl Omayed(EO : 0,27) (figure 4). La valeur maximale(1) est donne aux cultures irrigues enTunisie et aux vergers intensment cultivsen gypte. Les zones dites naturelles ,pouvant servir aux activits pastorales etforestires, occupent 32 % de lespace EO et DT, 22 % au SF et 3 % MH. Lavaleur DT, issue de la modlisation, estquivalente celle calcule (35 %) par-tir de linterprtation de photos ariennesde 1992 [15].Alors que les valeurs moyennes des obser-vatoires sahliens du Sngal et du Nigersont proches, la distribution et ltenduespatiale (aire en pourcentage) des valeursdiffrent dans chaque territoire. Au SudFerlo, lespace est partag en zones peu(55 % < 0,2) et fortement artificialises(45 % > 0,7). Il sagit respectivement deszones sous lemprise des cultures darachi-des et de la polyculture vivrire semi-intensive, et des zones rserves au par-cours et la culture du gommier. Dantiandou, except les champs decases cultives intensment (5 %) et leszones pastorales et forestires (32 %), leterritoire est en majorit (63 %) dunniveau dartificialisation moyen (entre 0,2et 0,5) marqu par les cultures pluvialesextensives. En revanche, bien que les cul-tures soient trs diffrentes El Omayed,la rpartition spatiale du DA est compara-ble celle de Dantiandou, avec 7 % decultures intensives (vergers) et 61 % decultures extensives (vergers + culturespluviales). Enfin, sur Menzel Habib,

Distribution spatialedes ressources dans des

SIG Modles

Systmecologique

Systmesocial

Land useLand cover

Bilan spatialis du multi-usagesdes ressources pour une priode donne

Spatialisation des combinaisons de pratiques, rapportes des units homognes

Units paysagres

(UP)

Units de pratiquescombines(UPC)

Units spatiales de rfrence(USR)

Reconstruction du territoire en units spatiales stables modlises :

Figure 3. Modle conceptuel du Siel.Siel : systme dinformation sur lenvironnement lchelle locale.


lespace est globalement artificialis :0,5 < 67 % < 0,6 pour les zones de cultu-res extensives (oliviers et crales) ou deparcours ; 30 % > 0,9 pour les zones decultures intensives (oliviers derrire diguet-tes, cultures irrigues).

Indice de pression anthropiquesur la vgtation naturelleLe Siel-Roselt v1.4 propose lindice depression absolu (IPA) et lindice de pres-sion relatif (IPR) [1].LIPA calcule le rapport entre les prlve-ments P sur les ressources et la disponibi-lit D de ces ressources pour lUSR (unit

spatiale de rfrence) courante. Il estadapt la comparaison dobservatoires.LIPR fait la mme opration en comparantles valeurs des P et D pour lUSR courante leurs valeurs moyennes sur lobserva-toire (IPR global), ou sur les USR de mmetype (IPR par USR). Il est adapt lana-lyse de la distribution et variabilit spatialesur un observatoire.Sur lexemple de Menzel Habib (MH)[16], la figure 5 reprsente la distributionspatiale des valeurs de lIPA li au multi-usage de la vgtation, accompagn descartes par usage pour faciliter son inter-prtation. Lensemble du territoire pr-

sente un dficit potentiel de disponibilitdes ressources par rapport aux prlve-ments et donc un risque relatif de dgrada-tion des terres. Aucune zone nest en qui-libre (IPA = 1), ou excdentaire (< 1).Cela dit, lorsque la pression agricole esttrs forte, comme dans lextrme nord-ouest (plaine alluviale de Sgui, la croi-se daxes de drainage traditionnellementcultivs et amnags en diguettes), lindicede pression multi-usage peut rester moyenen raison des faibles pressions pastoraleet forestire. Inversement, des zones avecune pression agricole faible, ou nulle, peu-vent avoir un indice multi-usage maximumsuprieur 1 000, tant donn leur com-binaison avec les activits pastorale etforestire (cas de la dpression temporairedeau sale au nord-ouest), et/ou la trsfaible disponibilit des ressources (cas desversants montagneux du sud).Les mmes cartes sont produites sur lesObservatoires de Dantiandou (DT) et duSud Ferlo (SF). Pour faciliter leur comparai-son, les valeurs de lindice suprieures 1sont rtales entre 1 et 100 sur les troissites (100 pour tout indice suprieur 1 000). La figure 6 reprsente les ten-dues spatiales (aires, en pourcentage) desmmes classes dindice dun site lautre.Seul DT comprend des zones excdentai-res, sans risque de dgradation du couvertvgtal (8 %). Neuf pour cent de son terri-toire sont en quilibre entre les disponibili-ts des ressources et le multi-usage, contre21 % dans le SF et 0 % MH. Sur tous lessites, la majorit de la surface prsente unrisque de dgradation des terres, mais ce

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

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El Omayed (EO, gypte) : 0,27Dantiandou (DT, Niger) : 0,33Sud Ferlo (SF, Sngal) : 0,38Menzel Habib (MH, Tunisie) : 0,69

Degr dartificialisation

Aires(%)

Figure 4. tendue spatiale des niveaux dartificialisation sur quatre observatoires Roselt/OSS.Roselt : Rseau dobservatoires de surveillance cologique long terme ; OSS : Observatoire du Sahara et duSahel.

Disponibilit < prlvement

3 5 10 20 50 100

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Gabes

Gabes

Gabes

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1 5 50 100 500 812

1 - Ouled Souissi2 - Jemaine3 - Aoucej4 - Errbaya5 - Segui6 - Sefiya7 - Mehamia8 - Essefette9 - Menzel Habib10 - Hajri

11 - Ouled Bakir12 - Oued Zitoum13 - Jabbes14 - Zougrata15 - Ouled Khoud16 - Zeghabna17 - Ouali18 - Batem Jdary19 - Essoud20 - Lahouari21 - Fjij22 - BatenGouzeh

IPAagricole

IPApastoral

IPAforestierSource: Institut des Rgions Arides (IRA). BD SIEL Menzel Habib (2001-2004). Contribution: IRA, IRD US Dsertification. Auteur: Hlne FontaIRD 2006

Pression forestire

Pression pastorale

Pression agricoleMENZEL HABIBIndice de pression absolu (IPA) multi-usages sur la vgtation naturelle

Disponibilit > Equilibre Disponibilit < prlvements prlvements

Disponibilit < prlvements

Disponibilit > Equilibre Disponibilit < prlvements prlvements

Limite de gouvernorat oued

routepiste

Figure 5. Cartes dindices de pression anthropique sur la vgtation Menzel Habib (Tunisie).


risque reste faible ]1 20] : 66 % DT,70 % au SF et 77 % MH. Ces diffren-ciations ou ressemblances de comporte-ment lchelle locale positionnent globa-lement ces trois sites agropastoraux Nordet Sud Sahara en bas de lchelle durisque potentiel de dgradation du couvertvgtal (de 0 100), avec des valeursmoyennes infrieures 20 : 14 pour MH,15 pour DT et 5 pour le SF.Cet indice permet ainsi non seulementdvaluer en moyenne, et de comparer, lerisque global de dgradation des terressur plusieurs territoires un instant donn.Il permet aussi, sur un territoire donn,

didentifier les zones o le risque est loca-lement proccupant.La figure 7 illustre la capacit prospectivedu Siel, travers les cartes produites selontrois scnarios dvolution sur Dantiandou :croissance dmographique continue (sc-nario 1), associe une scheresse dura-ble (scnario 2), arrt de la croissancedmographique locale et du prlvementde bois (scnario 3). LIPA est class surune chelle de niveau dintensit, consid-rant lindice > 100 comme le risque relatifmaximum. Le risque sintensifie dans lescnario 1 sur lensemble des zones aptes la mise en culture (koris, chanfreins,

cordons dunaires, glacis, bombements)selon les techniques actuelles. Deux gran-des zones se diffrencient, lune fort etlautre faible risque. Dans le scnario 3plus pessimiste, le risque continue desintensifier et dborde sur les jupessableuses et les plateaux cuirasss peupropices lagriculture. Dans le scna-rio 2, optimiste, il shomognise dansdes gammes de risque moyen faible,quel que soit le facis paysager.Ds que les donnes collectes le permet-tront, les indices finaux issus du Siel serontcompars avec lvolution des indicateursde dgradation mesurs au sol (couvert

8 %

9 %83 %

6 %

3 %2 %

44 %

22 %

2 %4 %

0 %76 %

1 %9 %4 %1 %5 %4 %

100 %

0 %

21 %39 %31 %9 %0 %

78 %

< 1 1 [1-10] [10-20][20-30] [30-40] [40-50] [50-60][60-70] [70-80] [80-90] [90-100]

Indices de pression sur la vgtationrtal de 0 100

Dantiandou (DT, Niger) : 15 Menzel Habib (MH, Tunisie) : 14 Sud Ferlo (SF, Sngal) : 5

Figure 6. tendue spatiale (%) des niveaux de pression anthropique sur la vgtation dans trois observatoires Roselt/OSS.Roselt : Rseau dobservatoires de surveillance cologique long terme ; OSS : Observatoire du Sahara et du Sahel.

Units paysagres

Projection des tendances dmographiques :

scnario 1

Diminution des pressions sur les ressources :

scnario 2

Projection des tendances dmographiques et scheresse :

scnario 3

Prospectives horizon 2004 : simulations de scnarios

Diagnostic 1991-1995

Indice de pression absolu (IPA) 1991-1995 :agricole, pastoral et forestier (P/D)

< 5

[5 15][15 25][25 50][50 75]

[75 100]> 100

Pas de risque

Risque trs faible

Risque faible

Risque moyen

Risque fort

Risque trs fort

Maximum de risque

Plateaux cuirasss

Ensablementssur plateaux

Glacos,bombements

Jupes sableuses

Cordons dunaires

KJoris, chanfreins0 2,5 5 10 kilomtres

0 2,5 5 10 kilomtres 0 2,5 5 10 kilomtres 0 2,5 5 10 kilomtres

Banizoumbou

Banizoumbou

Banizoumbou Banizoumbou

Figure 7. Cartes prospectives sur Dantiandou (Niger) 1991-1995 [3].


vgtal, fertilit, paisseur du sol, etc.).Dans le mme sens, les cartes prospectivesissues de la premire priode dobserva-tion seront compares avec les rsultatsissus du second diagnostic. Lanalyse deses rsultats permettra un ajustement desscnarios dvolution et contribuera lamlioration des modles.

Conclusion

Le Siel et ses modles autorisent des pros-pectives environnementales court,moyen et long terme, cest--dire selon unmode exploratoire dans un contexte ouexistent des enjeux de dcision souscontroverse (adapts une approche qua-litative). Ils ne permettent pas dtablir desprvisions pour faire une estimation dufutur assortie dun degr de confiance(adapt une approche quantitative). Ilssont exploratoires et par l mme utiles audialogue avec les gestionnaires des res-sources qui doivent prendre des dcisions court, moyen ou long terme, en fonctiondune problmatique environnementale long terme [17].Le Siel est aujourdhui progressivementutilis sur le pourtour saharien pour va-luer le risque de dgradation des terres,aliment par des donnes adaptes lasurveillance environnementale interdisci-plinaire.Il uvre pour la reconnaissance de lavaleur ajoute de lobservation locale, etsa prise en compte, dans les actionsactuelles internationales : projets euro-pens de surveillance de la dsertification,dispositifs nationaux dobservatoires desurveillance environnementale mis enuvre par les pays ayant ratifi la conven-tion internationale de lutte contre la dser-tification, Observatoire africain du dve-loppement durable, etc.Il se confortera avec sa mise en uvrepotentielle qui en dcoule sur de nouveauxterritoires locaux. Fort de cette exprienceet en comptant sur lavance des recher-

ches en modlisation environnementale,dautres modes de calculs gnriquespourront merger, pour prendre encompte plus de spcificits locales, ouintgrer des thmes majeurs tels que lefoncier et donner une ventuelle continuitjuridique aux produits proposs. Cesavances se feront selon les mmes princi-pes gnraux du Siel actuel : approchemultisite, multidate, harmonisation desmthodes, gnricit des outils, approcherseau, coconstruction scientifique et insti-tutionnelle Nord-Sud et Sud-Sud.

Rfrences

1. Loireau M, Desconnets JC, dHerbs JM.Concepts et mthodes du Siel-Roselt/OSS. Col-lection Roselt/OSS, DS3. Montpellier : Observa-toire du Sahara et du Sahel (OSS) ; Institut derecherche pour le dveloppement (IRD, 2004.

2. Cornet A. La dsertification la croise delenvironnement et du dveloppement. Un pro-blme qui nous concerne. In : Barbault R, Cor-net A, Jouzel J, et al., eds. Johannesburg, Som-met Mondial du Dveloppement durable. Paris :ministre des Affaires trangres (MAE) ; Asso-ciation pour la diffusion de la pense franaise(ADPF, 2002.

3. Loireau M. Espace-Ressources-Usages : spa-tialisation des interactions dynamiques entre lessystmes sociaux et les systmes cologiques auSahel nigrien. Thse de gographie, universitPaul-Valry, Montpellier III, 1998.

4. LHte Y, Mah G, Som B, Triboulet JP. Ana-lysis of a Sahelian annual rainfall index from1896 to 2000 ; the drought continues. Hydrol SciJ 2002 ; 47 : 563-72.

5. Geist HJ, Lambin EF. Dynamic Causal Patternsof Desertification. Bioscience 2004 ; 54 : 817-29.

6. Poullaouec-Gonidec P, Domon G, Paquette S.Paysages en perspective. Montral : Presses deluniversit de Montral, 2005.

7. Durand-Dasts F. Les concepts de la modlisa-tion spatiale. In : Sanders L, ed.Modles en ana-lyse spatiale. Paris : Herms Science Publica-tions, 2001.

8. Loireau M, dHerbs JM. Organisation, fonc-tionnement et mthodes de Roselt/OSS. Collec-tion Roselt/OSS, DS2. Montpellier : Observa-toire du Sahara et du Sahel (OSS) ; Institut derecherche pour le dveloppement (IRD), 2004.

9. Hopkins LD. Integrated knowledge about landuse and the environment through the use of multi-ple models. In : Subhrajit G, ed. Integrated landuse and environmental models. Phoenix : Ari-zona State University, 2003.

10. Institut de recherche pour le dveloppement(IRD). Manuel dutilisation de loutil Siel-ROSELT_v1.4. Montpellier : IRD, 2006.

11. Le Floch E, et al. Methodological guide forthe Study and monitoring of collection Flora andvegetation. Roselt/OSS Technical contributionno 1.Tunis : OSS; IRD, 2007.

12. Turner II BL, Skole D, Sanderson S, Fis-cher G, Fresco L, Leemans R. Land-use and land-cover change - Science/research plan. IGBPReport 35 ; HDP Report 7. Geneva ; Stockholm :IGBP/HDP, 1995.

13. Godron M, Daget P, Emberger L, et al. Codepour le relev mthodique de la vgtation et dumilieu. Paris : CNRS ditions, 1969.

14. Loireau M, Sghaier M, Ba M, Barrire C.Guide pour lvaluation et le suivi des pratiquesdexploitation des ressources naturelles. Collec-tion Roselt/OSS, CT2. Montpellier : Observa-toire du Sahara et du Sahel (OSS) ; Institut derecherche pour le dveloppement (IRD, 2005.

15. Leduc C, Loireau M. Fluctuations pizomtri-ques et volution du couvert vgtal en zonesahlienne (sud-ouest du Niger). In : Sustainabi-lity of water resources under increasing uncer-tainty. IAHS Publication N240. Wallingford(United Kingdom) : International Association ofHydrological Sciences (IAHS), 1997.

16. Fetoui M, Sghaier M, Bennour L, et al.Mod-lisation Siel sur les interactions ressources-usages dans lObservatoire de Menzel Habib(Tunisie) pour une gestion durable des RN en ZA.Colloque Interactions Nature/Socit, analyseet modles , La Baule, Unit mixte de recherche(UMR) Littoral Environnement TldtectionGomatique (LETG), 2006.

17. Mermet L, Xavier P. Pour une recherche pros-pective en environnement. Repres thoriques etmthodologiques. Natures Sciences Socits2002 ; 3 : 7-15.


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