Les apports du LiDAR pour appréhender les modelés agraires

L’exemple du Fossé Rhénan

Benoît Sittler

La genèse de nos paysages traditionnels

La pérennité d‘organisations parcellaires et des morphologies agraires

„Celtic“ fieldsCenturiation

Openfields

Centuriations

Bocage

Le paysage rural rhénan – l’openfield et ses modelés agraires

Parcellaires laniérés, souvent disposés en blocs ou quartiers

Principaux modelés hérités de pratiques anciennes

Champs bombés Crêtes de labours

Rideaux Systèmes d‘irrigation

Les champs bombés, un modelé étroitement associé au développement de la charrue à versoir fixe !

Pratiques révélées par leur empreinte microtopographique

Des modelés attestés pour de très nombreuses régions d‘Europe

Occidentale et Centrale

Lorraine

Sous forêt près de Jaroslav (Volga)

Formes particulières de champs bombés

Billons plus étroits (= lazy beds ?)

Bielowieza (Pologne)Islande

Champs bombés nivelés révélés par photographie aérienne

par des indices phytographiques et pédologiques

La coloration sombre correspond aux creux comblés

B 36Près de Rastatt Photo:

Braasch

Ackerberge (Crêtes de labours)

Surélévation aux extrémités d‘un champ

„Tournière“ : accumulation de mottes se détachant du soc

D‘origine involontaireExhaussement pouvant atteindre 1,5 mètre Encore visibles dans nos paysages

Rideaux de culture

Rebords de parcelles en pente

dépassent 50 cm

Aménagés volontairement ou accumulation involontaire

Prairies irriguées

Aménagements de systèmes d’irrigation.

Forêt Noire

Vosges du Nord

Documentation des champs bombés sous forêt

Les limites des approches traditionnelles

Prospections terrestres et relevés géomatiques : très délicats en forêt

Télédétection d’anciens champs bombés

Photographie aérienne oblique (Beresford)

La Technique du LiDARVers un nouveau paradigme pour appréhender la

morphologie des paysagesPrincipe

Fonctionnement en milieu forestier

3-D Terrain model

Visualisation

Mesures

LIDAR = Light Detection and Ranging

aussi Airborne Laser scanning

Nos premiers testsLes levés LiDAR du cadastre du Bade -Wurttemberg

Extrait de modèle numérique de terrain :

rendus par ombrage

Rendus en „premier“ et „dernier“ écho

Hardtwald près de Rastatt 1 km x 1 km

Restitution géométrique des champs bombés

SIG

Erdas Imagine

Arc ViewProfil en travers de champs bombés

Au sein d‘un même bloc, fortes variations des largeurs et des dénivelés

8 à 15 m de largeur, dénivelés de 30 cm à 60 cm

Contribution à l’analyse et interprétation Voie romaine séparant les champs bombés

La forêt comme conservateur privilégié

des microreliefs d‘anciens labours

Parcellaire laniéré sous vergers près de Lauf

Découvertes fortuites: au sein de la forêt rhénane

Champs bombés fossilisés sous couvert de conifères(Biberach, Baden-Wurttemberg)

Reverse S-shaped strips

Cartographie des champs bombés sous forêt de la Plaine Badoise

Par simple visualisation des rendus en 3-D + SIG)

Bien des forêts relèvent d‘anciens labours : plus de 100 sites

Soit : près d‘1/3 des forêts en plaine recouvre d‘anciens labours

Autres structures du modelé agraire dévoilées par le LiDARLes crêtes de labour

Prospections terrestres de Callot (1980) et rendus laser

Finage de Sasbach-Wyhl, en Pays de Bade

Rendus 3-D d‘Ackerberge en Pays de Bade

109,2

109,4

109,6

109,8

110

110,2

110,4

110,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Reihe1

Ackerberge

Profil en travers d‘un Ackerberg

Relevés topographiques d’anciennes prairies irriguées

Le LiDAR permet de révéler la disposition gravitaire du réseau

LiDAR en Alsace

BadenAlsace

Groupe de travail transfrontalier pour y promouvoir le LiDAR

- Missions ciblant des sites archéologiques (haute résolution)

- Services hydrologiques (gestion des crues)

- Autres projets (TGV, etc.)

Couverture discontinue

Statut 2013 Haut Rhin > 75 % Bas- Rhin env. 50 %

Centre Alsace (près de Herbsheim)

Champs bombés de la Forêt du Schiffloch et crêtes de labours

Source: PAIR/ Selestat

Détail des champs bombés conservés sous forêt

avec zones dépourvues d‘anciens labours (?)

Forêt de Hindisheim : le cadastre reproduit le trame des champs bombés !

Source: PAIR/ Selestat

Champs bombés sous forêt mis en évidence par les levers LiDAR en Alsace

(Bruch de l‘Andlau)

Source: PAIR/ Florian Basoge

Découverte fortuite de champs bombés en Forêt de Haguenau

Source: PAIR/ Florian Basoge

Paleo-channel

Lateral drainage ditchesMain Collector Ditch

Forêt d‘Oberhoffen sur Moder (Alsace/F)

Source: PAIR/ Florian Basoge

Le LiDAR: un outil très perfomant pour la restitution de la microtopographie des paysages anciens

Les résolutions de 1 à 4 points/m2 bien adaptées pour ces approches: visualisation très aisée des structures géométriques

Un outil tout particulièrement performant pour des prospections en forêt

Perspectives insoupconnées au service de l‘archéologie du paysage= structures géométriques se prêtant à des détections automatiques par algorithmes

Neanmoins, doit être complété par des vérifications de terrain et ne remplace pas l‘approche historique (contexte,

datations, )

Premiers tests pour une détection automatique

Démarches en vue d‘une détection automatique

Calculs de rasters-inputs

Détection et filtrage de lignes

Déduction de paramètres linéaires

Algorithme appliqué pour 20 images rasters (1 km2) et vérification pour 3 MNT (Arc-GIS)

Restitution de zones à structures bombées en appliquant un seuil binaire pour chaque image

0),('')''min( 0 yxff 0),('')''min( 0 yxff

Détection et filtrage de lignes

Développement d‘algorithmes de reconnaissance de modelés

Verification pour trois quadrats (1 km²) présentant des caractéristiques différentes

Plot 1 Plot 2 Plot 3

Degré de précision dépend aussi de la topographie et de la géomorphologie de la zone test

En bonnes conditions, plus de 80 % des champs bombés sont détectables

Rendus parfois peu nets des limites de parcelles

Mais tous les microreliefs bombés détectés au LiDAR ne sont pas forcément des champs bombés

médievaux!

Plantations sylvicoles en planches !

Plantations „sur billons“ au sein du site fortifié de Bad Dürkheim !

Structures bombées

en Forêt de Dürmersheim

Essai de reconstitution historique pour le site de Rastatt

Discussion des acquis Evidence que les champs bombés devaient être la régle du modelé agraire des zones de labours de la plaine du Rhin

- En complément aux observations de Schwerz (1816) et des travaux d‘Ewald (1969) pour le Sundgau

- Mise en évidence dans zones de vergers

- Fossilisés sous forêt en plaine (Exception : les forêts alluviales)

Ackerberge : les travaux de Juillard et Callot avaient déjà souligné leur importance dans la plaine (surtout en présence de loess)

Pour les champs bombés, observations partagées par les zones limitrophes (Lorraine, Wurtemberg)

Mais assez peu de données pour le reste de la France ?

Perspectives

Formidable potentiel à valoriser pour appréhender nos paysages anciens

Mise en commun de nos expériences et mise en place d‘une typologie des structures de modelé agraire

Une cartographie des forêts de la Plaine rhénane issues d‘anciens labours