Camp d'été d'Esri 2012 dans le parc national suisse

Pour la quatrième fois déjà Esri Suisse a organisé un camp d'été dans le parc national suisse. Cette année, 21 élèves des cantons de Schaffhouse, de Zurich et de Soleure ont pu expérimenter le travail de recherche sur le vif dans le parc national, car ils ont eux-mêmes participé à ce travail de recherche pendant une semaine. L'objectif de cette semaine est de faire découvrir le travail de recherche à des élèves et de visualiser les résultats obtenus à l'aide d'un SIG. Sous la direction de personnes compétentes, les élèves ont appris comment un projet de recherche est structuré, comment les données sont collectées, comment les analyses sont réalisées et comment les résultats sont présentés. A la fin de la semaine, une date de présentation était déterminée, dans le cadre de laquelle tous les travaux devaient être exposés. Cette présentation a été faite sous la forme d'une exposition d'affiches impressionnante. Les thèmes suivants ont été abordés à cette occasion : les ongulés, les marmottes, les aires de repos, l'étude des arbres et les traces d'animaux. A l'aide de l'exemple concret du groupe sur l'étude des arbres, nous tenterons de montrer comment s'est déroulé ce travail de recherche.

Etude des arbres dans la zone d'analyse d'Alp Stabelchod

Définir la problématique

La zone d'Alp Stabelchod n'est plus exploitée au niveau agricole depuis 1914. Pour cette raison, on peut donc s'attendre à ce que, près de 100 ans plus tard, la forêt puisse à nouveau investir l'espace. Cette suite supposée logique est cependant très longue à se mettre en place. Le groupe d'étude des arbres s'est donné pour objectif d'observer la façon dont la lisière de la forêt évolue dans la zone d'Alp Stabelchod. La préparation du travail sur le terrain a été axée autour de la problématique, tout comme la préparation de la structure des données sous Juno-Handheld. Ce travail exigeant a ensuite été récompensé le jour suivant lors du travail sur le terrain, car la collecte des données s'en est trouvée fortement simplifiée.

Problématique de recherche :
Comment la lisière de la forêt de la zone d'Alp Stabelchod évolue-t-elle au fil du temps ?

Travail sur le terrain

Au cours du travail sur le terrain, tous les arbres pionniers ont été identifiés sur une zone restreinte, ces derniers mesurant moins de 2 m. Le type d'arbre, sa taille et sa distance par rapport à la forêt ainsi que son abroutissement. Ensuite, à l'aide de l'inclinomètre, quelques grands arbres ont été répertoriés, afin de découvrir comment déterminer la taille d'un arbre dans un espace libre. En parallèle, le contour de la lisière de la forêt de la zone d'Alp Stabelchod a été marqué à l'occasion d'une randonnée. Cela a soulevé une nouvelle question complexe, qui consistait à savoir comment définir la lisière de la forêt à proprement parler. Le groupe a dû en partie s'écarter des sentiers balisés, ce qui est en fait interdit dans l'enceinte du parc national. Pour cette raison, tous les membres du groupe portaient des vestons orange, pour indiquer qu'ils étaient autorisés à sortir des sentiers balisés. Cela a également eu pour effet secondaire que des promeneurs ont à plusieurs reprises abordé les membres du groupe pour les interroger sur leurs travaux de recherche.

Le travail sur le terrain a été très apprécié, même si la collecte fastidieuse des données de tous les participants a clairement démontré que le travail de recherche est un travail de longue haleine. Les membres du groupe ont pu profiter du magnifique paysage, la météo était clémente, et ils ont également pu écouter le brame des cerfs qui sont très actifs en période de reproduction, une expérience vraiment marquante. Bien qu'en théorie il est censé y avoir beaucoup de marmottes dans la zone d'Alp Stabelchod, nous n'avons pu en apercevoir qu'une seule qui se réchauffait au soleil.

Nous avons réalisé des expériences particulièrement utiles à partir des paramètres de recherche établis par nos soins. Nous voulions étudier l'abroutissement, mais nous ne savions pas comment cela pouvait être défini de façon concrète. La distance par rapport à la lisière de la forêt était un paramètre relativement simple au départ, mais à partir d'une distance plus importante, le mètre-ruban n'était plus assez long pour mesurer la distance réelle. En mesurant la hauteur avec l'inclinomètre, les élèves ont relativement rapidement pris conscience que les conditions préalables théoriques (par ex. un terrain nivelé comme cathète opposée) n'étaient assurément pas réunies.

Résultats de la collecte des données

Les données ont été saisies dans ArcGIS Online le soir après le travail sur le terrain afin de permettre un échange comparatif des résultats.

Extrait de la cartographie des arbres pionniers

Tableau d'attributs du fichier Bäume_CH1903

Les données devaient encore être rectifiées dans la soirée, afin de corriger certaines erreurs. Lors du travail sur le terrain, nous avons également constaté que certains attributs ne pouvaient pas du tout être rassemblés (voir ci-dessus). En conséquence, il a fallu procéder à un test au début des recherches, afin de pouvoir mieux évaluer la pertinence des différents attributs.

Toutes ces expériences sont toutefois très précieuses pour l'avenir universitaire des élèves.

Analyse des résultats

Le jour de l'analyse a commencé par la visualisation des données. Comment analyser les données collectées ? Quelles possibilités d'interprétation les données collectées offraient-elles ? Etant donné que la problématique comportait un aspect historique, nous avons comparé les données sur la vue satellite de l'année 2000 avec la vue infrarouge de l'année 1988.

La conclusion de tout cela fut que l'évolution ne se fait que très lentement. Les zones individuelles ont montré une évolution progressive des arbres pionniers, cependant pouvions-nous nous attendre à ce que le processus soit plus rapide ? Les ongulés sont-ils responsables de cette situation ? La croissance des petits arbres pionniers est-elle entravée par les troupeaux de cerfs ? Une analyse statistique de la taille des arbres pionniers démontre que l'histogramme atteignait son point culminant entre 50 et 60 cm.

Répartition de la fréquence des arbres pionniers

Pour quelles raisons les petits arbres pionniers étaient-ils moins solides ? Etaient-ils mangés par les ongulés ? Les conditions de départ étaient-elles meilleures auparavant pour les arbres pionniers ? Les hauteurs de croissance de 50 à 60 cm sont-elles plus adaptées en hiver, pour que les animaux puissent les brouter à travers la neige et qu'ainsi les arbres plus grands de plus d'1 m sont statistiquement sous représentés ? Il serait donc intéressant de poursuivre des recherches approfondies dans la zone d'Alp Stabelchod afin de découvrir si l'histogramme est similaire.

L'une des problématiques évidentes a également rapidement été perçue et concernait la définition de la lisière de la forêt. Dès le traçage de la lisière de la forêt en la parcourant, nous nous sommes aperçus que la délimitation de la forêt était quelque peu arbitraire. Les termes de forêt ouverte et de forêt fermée sont donc plus pertinents dans ce contexte.

A gauche : lisière de la forêt numérisée, à droite : lisière de la forêt tracée à l'aide du GPS

La mesure des arbres à l'aide de l'inclinomètre a démontré qu'une estimation de la hauteur des arbres dans un terrain ouvert est possible. Cependant, la ligne de base n'est pas un plan et il y a donc un facteur d'incertitude dans le calcul. En outre, il est relativement difficile de s'habituer à la lecture sur l'inclinomètre et cela nécessite un peu d'expérience.

Mise en page et présentation

Le dernier jour a été consacré à la mise en page et à la présentation. De nombreuses possibilités de représentation sont disponibles dans ArcGIS. Cependant, il s'est avéré qu'il n'est pas si facile de transposer la mise en page sur un format A0, afin que l'affiche semble équilibrée tout en restant pertinente. La taille des polices, le sens de la trame ainsi que la structure formelle du texte peuvent représenter une difficulté supplémentaire. Un essai d'impression pour ce sujet a également révélé que la conception de documents professionnels nécessite une expérience considérable. Néanmoins, dans la soirée, des affiches sophistiquées étaient prêtes pour une présentation devant un public de spécialistes.

 

Essai d'impression

Version finale

Malgré le délai relativement court, des aspects intéressants du parc national ont pu être abordés. Le travail a assurément convaincu l'un ou l'autre des élèves que la recherche peut être une activité passionnante et enrichissante. L'utilisation d'ArcGIS comme outil d'analyse et de visualisation a fait ses preuves, les élèves ont également pu au cours de la semaine utiliser des outils toujours plus récents et plus complexes.

Raymond Treier
Ecole du canton de Soleure

Une sélection des cartes élaborées :