Diagnostic fonctionnel et propositions de restauration de la tourbière du Pendoulhou (Prades-d'Aubrac, Saint-Chély-d'Aubrac)
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
Compte rendu d’étude commandée par la commune de Saint-
Chély-d’Aubrac en coordination avec Prades-d’Aubrac et
l’assistance technique de l’Association d’émergence du
Parc naturel régional de l’Aubrac
Diagnostic fonctionnel et propositions de
restauration de la tourbière du Pendoulhou
(Prades-d’Aubrac, Saint-Chély-d’Aubrac)
Pierre Goubet & Alexandre Poiraud
2015
Table des matières
1. Introduction�������������������������������������������������������� 1 4. Résultats et premiers éléments d’interprétation
����������������������������������������������������������������������������������������������� 14
1-1. Présentation de la commande����������������������������������������������� 1
4-1. Le cadre géologique: empilement de laves sur socle ancien������ 15
1-2. Organisation du document��������������������������������������������������� 1
4.1.A. Géologie de l’Aubrac et de ses marges���������������������������������������� 15
2. Résumé opérationnel - Points clés�������������������� 3 4.1.B. L’organisation locale des laves��������������������������������������������������� 16
3. Les méthodes et le contexte������������������������������ 6 4-2. Relief actuel et dépôts superficiels: du glacier à la tourbe��������� 19
4.2.A. Le modelé glaciaire de l’Aubrac�������������������������������������������������� 19
3-1. Les grands volets du diagnostic: principes généraux����������������� 6
4.2.B. Formes et dépôts glaciaires du secteur du Pendoulhou������������������ 20
3-2. La démarche de diagnostic au Pendoulhou����������������������������� 8 4.2.B.a—Les observations��������������������������������������������������������������������������������20
3-3. Caractérisation géologique et géomorphologique���������������������� 8 4.2.B.b—Les interprétations�����������������������������������������������������������������������������21
4.2.C. Les sols du bassin versant: des indicateurs hydrologiques potentiels 22
3-4. Caractérisation des sols des versants������������������������������������� 9
4.2.D. Le relief du complexe: un cirque glaciaire masqué par la tourbe?����� 24
3-5. Réalisation d’un modèle de la topographie de surface et de subsur- 4.2.E. La construction de l’édifice tourbeux: dépôts lacustres, tourbières
face ������������������������������������������������������������������������������������������������ 9 hautes et marges boisées������������������������������������������������������������������� 24
3-6. Composition et structure du complexe���������������������������������� 11 4.2.E.a—Les communautés fossiles au microscope������������������������������������������������ 25
4.2.E.b—Les couches de tourbe observées sur le terrain����������������������������������������� 27
3.6.A. Composition et structure des sols et des couches de tourbe����������� 11
4-3. L’état actuel du complexe: relief et unités fonctionnelles����������� 30
3.6.B. Composition et structure des unités fonctionnelles����������������������� 11
4.3.A. Un relief fortement anthropis������������������������������������������������� 30
3-7. Modélisation des écoulements ������������������������������������������� 11 4.3.B. Des unités écologiques à la reconquête d’un espace��������������������� 30
3.7.A. Suivi des niveaux d’eau������������������������������������������������������������ 11 4.3.B.a—La canchaie��������������������������������������������������������������������������������������30
3.7.B. Analyses des eaux de surface���������������������������������������������������� 12 4.3.B.b—La saulaie�����������������������������������������������������������������������������������������32
4.3.B.c—La glycériaie�������������������������������������������������������������������������������������32
3.7.C. Paramètres climatiques������������������������������������������������������������ 12 4.3.B.d—La cariçaie à Carex rostrata����������������������������������������������������������������� 33
4.3.B.e—Structure à l’échelle du complexe����������������������������������������������������������� 34
3-8. Synthèse fonctionnelle������������������������������������������������������ 12
4-4. La tourbière du Pendoulhou et l’eau: le passé et le présent������� 35
3-9. Proposition de réhabilitation����������������������������������������������� 12
4.4.A. Approche théorique: le fonctionnement des nappes en contexte volca�
3-10. Localisation du site et toponymie utilisée dans ce travail����������� 13 nique���������������������������������������������������������������������������������������������� 35
4.4.B. La répartition des émergences du bassin versant�������������������������� 37
4.4.B.a—Sources (émergences concentrées)�������������������������������������������������������� 37
4.4.B.b—Surfaces de suintements (émergences diffuses)���������������������������������������� 37
4.4.C. Le réseau hydrographique et les bassins d’alimentation����������������� 38 7. Propositions de restauration��������������������������� 54
4.4.D. Le suivi des niveaux d’eau��������������������������������������������������������� 39
7-1. Action 1: mise en place d’un pâturage sur les secteurs minéraux et
4.4.E. Données de températures des eaux������������������������������������������� 42
tourbes peu épaisses.����������������������������������������������������������������������� 54
4.4.F. Propriétés physico-chimiques des eaux de surface������������������������ 42
7.1.A. Pourquoi������������������������������������������������������������������������������� 54
4.4.G. Modélisation conceptuelle des logiques d’écoulements����������������� 42
7.1.B. Modalités d’exécution et coût���������������������������������������������������� 54
4.4.G.a—Les réserves hydrogéologiques�������������������������������������������������������������� 43
4.4.G.b—Les réserves hydrologiques de subsurface����������������������������������������������� 44 7.1.C. Suivi et évaluation de l’action���������������������������������������������������� 55
4.4.G.c—Le fonctionnement hydrologiques des caissons et du ruisseau��������������������� 45
7-2. Action 2: consolider la digue sud����������������������������������������� 55
4-5. Données climatiques��������������������������������������������������������� 45
7.2.A. Pourquoi������������������������������������������������������������������������������� 55
5. Synthèse fonctionnelle������������������������������������ 47 7.2.B. Modalités d’exécution�������������������������������������������������������������� 55
7.2.C. Modalités de suivi et d’évaluation l’action������������������������������������ 56
5-1. Le principe d’état de transition: généralités sur les tourbières exploi-
tées����������������������������������������������������������������������������������������������� 47 7-3. Action 3: valoriser le site pour les groupes et le grand public����� 56
5-2. Facteurs contrôlant la dynamique post-exploitation����������������� 48 7.3.A. L’histoire de la tourbière����������������������������������������������������������� 56
7.3.A.a—Quelques rappels�������������������������������������������������������������������������������56
5.2.A. L’eau libre������������������������������������������������������������������������������ 49
7.3.A.b—Les sous thèmes pouvant être traités������������������������������������������������������ 57
5.2.B. L’anneau de glycériaie et de cariçaie à Carex rostrata���������������������� 49 7.3.B. L’exploitation et l’usage de la tourbe������������������������������������������� 58
5.2.C. La canchaie���������������������������������������������������������������������������� 50 7.3.C. Un espace de reconquête pour la nature������������������������������������� 59
5.2.D. Dynamique globale����������������������������������������������������������������� 50
8. Conclusion��������������������������������������������������������� 60
6. Options de restauration: les 3 scénarios��������� 51
9. Bibliographie���������������������������������������������������� 61
6-1. Scénario 1: le laisser-faire�������������������������������������������������� 51
6-2. Scénario 2: maintien en l’état���������������������������������������������� 52
3
6-3. Scénario 3: actions de gestion choisies��������������������������������� 53
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
1. Introduction
Ce document correspond au compte rendu tation exceptionnelle a été réalisée, suite à la chro-
d’une étude intitulée «Diagnostic fonctionnel et propo- nologie des réunions de concertation et de la venue
sitions de restauration de la tourbière du Pendoulhou du gel. Les mesures n’ont eu lieu que sur la période Contenu de la commande 2013
(Prades-d’aubrac, Saint-Chély-d’Aubrac)» formel- d’avril à octobre 2014. Une autre adaptation de la
lement commandée par la commune de Saint-Ché- commande a été réalisée à travers une étude par- Phase 1 : description du site (contexte)
ly-d’Aubrac, en collaboration avec la commune de tielle des macrorestes, suite à la constatation, sur le
Prades-d’Aubrac, techniquement assistée par l’As- terrain, d’un fort potentiel explicatif de l’historique de 1. Synthèse des données
sociation d’émergence du Parc naturel régional de l’édifice tourbeux, notamment pour explorer les pro-
l’Aubrac. blématiques d’écoulements. 2. Contexte géologique et hydrogéologique
L’étude à été réalisée par Alexandre Poiraud La commande prévoyait la tenue de réunions 3. Contexte météorologique
(Inselberg) et Pierre Goubet. Le premier ayant en régulières du comité de pilotage et le choix par ce
particulier traité les questions d’environnement géolo- dernier d’un scénario de restauration sur trois propo- Phase 2 : le diagnostic fonctionnel
gique, géomorphologique ou pédologique du bassin sitions. Les trois propositions sont présentées dans
versant et du complexe et réalisé le modèle numé- ce documents et celle choisie fait l’objet d’une présen- 1. Acquisition d’un MNT fin sur le bassin d’ali-
rique de terrain (MNT), le second ayant plus spécifi- tation plus détaillée. mentation (environ 2 km²) et construction d’un MNT à
quement travaillé sur l’étude des tourbes, le modèle haute résolution au GPS différentiel de précision cen-
hydrogéologique et hydrologique, le fonctionnement timétrique
du complexe et les questions de restauration. La ré- 1-2. Organisation du document
daction a été réalisée en fonction des thématiques de 2. Caractérisation hydrologique et physi-
chacun, la mise en page par Christine Goubet. Après cette introduction (1) et un résumé opé- co-chimique du bassin d’alimentation et la tourbière
rationnel (2), un chapitre sera dédié aux méthodes
Parallèlement à notre travail, un état des lieux d’études (3), puis un autre présentera les résultats ob- 3. Sols et sédiments tourbeux
de la flore et des végétations a été entreprise par tenus dans le cadre des différentes collectes de don-
l’ADASEA/Rural Concept (2014) et la LPO (2013). nées réalisées, données géologiques, géomorpholo- 4. Analyse, intégration des données externes et
giques, pédologiques, topographiques, écologiques synthèse fonctionnelle
(4). Le chapitre 4 présentera également l’ensemble
1-1. Présentation de la commande des données hydrogéologiques, hydrologiques et cli- Phase 3 : proposition de différents scenarii de
matiques ainsi qu’un modèle conceptuel des logiques restauration
Le contenu formel de la commande est pré- d’écoulement. Une synthèse fonctionnelle sera en-
senté en encart ci-contre. Nous avons respecté suite proposée (chapitre 5), suivie des trois scénarios Phase 4 : établissement du projet final de res- 1
l’ensemble des prescriptions et des propositions de restauration proposés (chapitre 6) et des grandes tauration
d’actions prévues au devis en dehors des dates de lignes des actions du scénario choisi par le comité de
mesures de niveaux d’eau pour lesquelles une adap- pilotage (chapitre 7).
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
Comment utiliser ce document
Le diagnostic fonctionnel étant un acte scientifique et technique complexe et
cadré du point de vue protocolaire, un chapitre détaillé est consacré aux méthodes
d’étude (CHAPITRE 3).
Parce que le travail de diagnostic fonctionnel requiert des données correcte-
ment collectées, à forte valeur ajoutée et pouvant servir de base à des évaluations Si vous souhaitez
et suivis futurs, un maximum de données est présentée dans un chapitre spécifique
consacré aux résultats bruts (CHAPITRE 4). Prendre connaissance des recommandations de gestion:
consultez le CHAPITRE 7.
Pour permettre de comprendre le raisonnement et l’argumentaire menant à
un modèle synthétique de fonctionnement, un chapitre est dédié à l’interprétation Comprendre rapidement comment fonctionne le com-
fonctionnelle des différentes données ayant été collectées et présentées (CHA- plexe: consultez le CHAPITRE 5.
PITRE 5).
Avoir un aperçu rapide de l’ensemble des points abordés
Suite au choix du comité de pilotage de l’étude, un scénario de réhabilita- dans l’étude: reportez-vous au résumé opérationnel ci-après.
tion a été élaboré, il est présenté en CHAPITRE 7.
2
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
2. Résumé opérationnel - Points clés
1. Dans une démarche de restauration de la carrière de
tourbe du Pendoulhou, la commune de Saint-Chély-d’Aubrac, 4. L’analyse des données géologiques indique que
en collaboration avec la commune de Prades-d’Aubrac, et le complexe s’intègre dans un empilement de 7 coulées
techniquement assistée par l’Association d’émergence du basaltiques au sens large et du reste d’un cône volcanique
Parc naturel régional de l’Aubrac, a sollicité la réalisation composé de scories. La géométrie des coulées est complexe,
d’une étude intitulée «Diagnostic fonctionnel et propositions de fonction du point d’émission de la lave et des pentes formant le
restauration de la tourbière du Pendoulhou» relief autour de ce point d’émission. La coulée qui constitue le
fond du complexe montre une pente générale vers l’ouest de
2. Cette étude, tenue de l’été 2013 à l’hiver 2014-2015,
l’ordre de 2%, avec un point haut à l’est du complexe à 1321m
a été menée sur la base du diagnostic fonctionnel des
et un point bas à la source du roc à 1296m. La pente générale
écosystèmes tourbeux développé par le Cabinet Pierre Goubet
des coulées à l’ouest et au nord est le nord-ouest. La pente
adapté aux prescriptions du cahier des charges du maître
générale des coulées au sud-est s’oriente vers le nord-est. Au
d’ouvrage.
final, les pentes à la base des différentes coulées divergent
3. La méthodologie a consisté à d’abord décrire, à partir vers l’ouest, le nord-ouest ou le nord-est.
de données bibliographiques ou de terrain (incluant une
5. Les faits géomorphologiques convergent vers une
caractérisation topographique fine), la composition et la
origine glaciaire de la tourbière par surcreusement glaciaire
structure de l’environnement géologique, géomorphologique
au sein de la coulée d’hawaïte, laquelle constitue le socle
et pédologique du complexe, et celles des tourbes et des
du système tourbeux. Situé en amont des flux glaciaires,
unités écologiques du complexe. Sur cette base, une étude
le secteur est caractérisé essentiellement pas des formes
directe des niveaux d’eau et de propriétés physico-chimiques
de déchaussement et de délogeage de blocs rocheux avec
des eaux de surface a été entreprise sur certains points clés.
des accumulations morainiques restreintes. Les formations
L’ensemble des données a été considéré pour permettre
superficielles restent peu épaisses en moyenne.
l’élaboration d’un modèle hydrologique, servant de base
à un modèle fonctionnel global sur lequel ont reposé les 3
propositions de scénarios de restauration.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
6. L’étude des sols des versants révèle la présence
d’une couverture pédologique classique pour le contexte,
avec des sols peu épais humifères aux sommets, des sols de
colluvionnement et des sols volcaniques typiques. De rares
traits d’hydromorphie ont été observés. Il s’agit d’horizons 8. La topographie du complexe s’organise en deux
rédoxiques, caractéristiques des nappes temporaires. Ces caissons l’un en dessous de l’autre, séparés par une
profils sont localisés dans des secteurs où convergent les digue, le caisson aval barré par une autre digue. Chaque
écoulements de surface et de subsurface indiquant de caisson est occupé en son centre par un rehaut minéral
probables circulations hypodermiques. La porosité des qui sépare deux dépressions non sondées. Cette structure
horizons de surface ainsi que les rares formes d’écoulements topographique détermine quatre sous-unités fonctionnelles
concentrés sont des indicateurs d’une rapide infiltration des de type péri-lacustre, le tout inséré dans une canchaie
eaux de surface. La présence des traits d’hydromorphie et localement colonisée par des saules et bouleaux. La structure
d’horizons argileux à la base de certains profils indiquent des communautés s’appuie sur le relief, avec des unités
qu’une fois les horizons limoneux de surface traversés, l’eau organisées de manière concentriques, le centre, profond,
s’infiltre plus en profondeur ou s’écoule latéralement vers le étant occupé par l’eau libre, les rives par la glycérie (trois
bas de versant. secteurs) ou par une cariçaie à Carex rostrata (au sud-est). Le
déterminisme de la cariçaie tiendrait à l’existence d’un secteur
7. L’analyse de l’origine et de la géométrie des tourbes moins enrichi en nutriments au sud-est.
met en évidence que la tourbière s’est installée dans une
dépression glaciaire occupée par 3 ou 4 petits lacs et 9. Le modèle théorique et les données collectées
colmatés par des argiles de fond. La production de tourbe convergent vers un modèle de fonctionnement hydrologique
a commencé à partir de communautés de lac ou de rive, local basé sur: des apports faibles mais constants d’une
formant des couches riches en diatomées, suivis de couches réserve hydrogéologique alimentant les sources du nord-
à potamots. L’édification a ensuite été réalisée suivant une ouest; des apports saisonniers de subsurface, issus des sols
modalité de tremblant à ményanthe (disparition de l’eau libre). ou des fins dépôts morainiques, vraisemblablement au sud,
Dans certains secteurs autour des lacs ou dans des zones et, surtout; sur une capacité de stockage des eaux de pluie
d’émergence diffuse, la tourbe a été formée par des systèmes directes ou ruisselées.
forestiers. A partir du colmatage complet des dépressions,
4
les tourbes à sphaignes ont remplacés les communautés
antérieures pour former une couche probablement épaisse qui
a fait l’objet de l’exploitation.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
10. La dynamique actuelle du complexe est relative à la
colonisation végétale récente d’un fond d’extraction de tourbe.
Les modalités de cette colonisation sont différentes suivant
les grands compartiments fonctionnels: zone d’eau libre,
rives et anneaux de marnage, zones hautes périphériques.
Les paramètres écologiques qui contrôlent la colonisation
végétale sont la disponibilité en eau, exprimée sur le complexe
par la structure annulaire des communautés et la richesse
en nutriments, exprimée par l’existence de deux types de
végétations rivulaires l’une exigeante en nutriments, l’autre
non. Le rôle du phosphore dans ces ségrégations est 12. Le choix du comité de pilotage du 26 janvier 2015 s’est
probable. Sans intervention de gestion régulière ou ponctuelle, porté sur une action localisée à la mise en place d’un pâturage
à terme, le complexe devrait se boiser, sauf à l’endroit des sur la partie sud, un renforcement de la digue amont et la mise
dépressions les plus profondes en eau, au moins le temps de en valeur pour la visite du site.
leurs comblements par de la matière organique comme toute
mare forestière. 13. La mise en place d’un pâturage nécessiterait la pose
de 280m de clôture sur le complexe pour un coût de 2800€
11. Nous proposons trois scénarios de restauration TTC et 130m en bord de route pour un coût de 780€ TTC. Le
possibles: le laissez-faire, le maintien en l’état et la gestion renforcement de la digue amont peut se concevoir comme
localisée. une action unique, dans les règles de l’art, pour un coût d’au
moins 70 000€ TTC ou un entretien courant, avec des réserves
sur la possibilité d’un maintien à moyen terme, sur la base de
quelques centaines d’euros par an. La valorisation pour la
visite du public est une démarche complexe pour laquelle nous
avons proposé trois axes de valorisation: l’histoire du complexe
avant sa destruction, l’exploitation et l’usage de la tourbe, la
colonisation de l’espace après l’abandon du carrier.
5
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
3. Les méthodes et le contexte
L’étude s’est appuyée sur une méthodologie nelle pouvant être étudiée du point de vue de sa com- plexe.
générale nommée diagnostic fonctionnel des écosys- position, de sa structure et de ses processus. D’un
tèmes tourbeux développé depuis plusieurs années point de vue méthodologique, il s’agit de travailler en On peut donc ainsi définir des pôles d’étude,
par l’un de nous (P. Goubet). Cette méthodologie a trois étapes distinctes, successives, mais dont la sé- pour lesquels on va pouvoir appliquer des protocoles
été adaptée aux demandes du commanditaire préci- rie peut être répétée jusqu’à l’obtention d’un bon ar- spécifiques, les principaux pôles sont (figure 3-1-2):
sées dans le cahier des charges. gumentaire fonctionnel. La première étape est celle
de la description, la seconde celle de l’interprétation, -Le pôle « structure »;
Le diagnostic fonctionnel est conçu ici comme la troisième celle de la recommandation. Les recom-
une démarche visant à gérer les systèmes écolo- mandations peuvent inclure des protocoles pour une -Le pôle « transfert »;
giques, de manière analogue à un diagnostic dans meilleure description, et susciter ainsi une répétition
d’autres domaines, tel que précisé par la définition des trois étapes, enrichie de nouveaux éléments (fi- -Le pôle « diachronie ».
du terme diagnostic proposée par le dictionnaire La- gure 3-1-1).
rousse: « Ensemble de mesures, de contrôles faits Le pôle « structure » se conçoit ici comme l’en-
pour déterminer ou vérifier les caractéristiques tech- semble des données relatives à la composition et à
niques d’un système à des fins de maintenance ou 3-1. Les grands volets du diagnos- la structure du complexe, à quelles qu’échelles que
d’amélioration. (Exemple : diagnostic d’un véhicule, ce soit. Ce pôle fait donc appel à la définition (1) des
diagnostic thermique d’un bâtiment.) » (http://www. tic: principes généraux unités fonctionnelles du complexe, dans l’espace, en
larousse.fr/dictionnaires/francais/diagnostic/25154). trois dimensions, (2) de son cadre géomorphologique
Les écosystèmes sont des objets complexes, et géologique (en fait, cette distinction est fictive, il
La méthode s’inscrit dans une conception particulièrement difficiles à étudier. De fait, la sphère s’agit de la définition de l’environnement minéral du
d’auto-organisation et de hiérarchisation des écosys- de dépendance de l’écosystème peut s’étendre sur complexe, son « encaissant »). On peut considérer
tèmes (approche systémique), chaque unité fonction- un espace de volume important et les facteurs dé- cette étape comme une caractérisation spatiale du
terminants sont interdépendants. Les limites entre complexe, comme la réalisation d’une image virtuelle
Suivi
les objets sont floues, les interdépendances entre de la répartition des objets qui le composent, et au-de-
processus le sont aussi. A cela s’ajoute un niveau là, de la zone de dépendance des processus qui sont
Description
de complexité relatif à la fluctuation temporelle de la supposés s’y tenir (le bassin versant par exemple).
(Début) plupart des processus en jeu, en particulier des trans-
Actions de ferts de matière et d’énergie. D’un point de vue disciplinaire, ce pan de dia-
gestion
gnostic fait appel à la géologie, la géomorphologie,
Diagnostic Malgré cette imbrication fonctionnelle, il est l’hydrologie par l’intermédiaire de la définition du ré-
nécessaire de réaliser un compartimentage permet- seau hydrographique, de la botanique, de la pédolo- 6
Evaluations tant une approche conceptuelle et opérationnelle. Il gie, des techniques de caractérisation topographique,
& Interprétation
faut concevoir ce compartimentage comme un angle etc.
Préconisations
de vue à un moment donné, imparfait, mais pratique.
Il faut donc être capable de le remettre en perspective Le pôle transfert de matière et d’énergie cor-
Figure 3-1-1 : la structure du diagnostic. dans une approche synthétique à l’échelle du com- respond à la caractérisation des flux hydriques, miné-
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou
raux, trophiques et de matière organique et minérale lages le plus souvent assez coûteux, d’autant que les giques, la géochimie et la biochimie, la pédologie, la
solide. variations spatiales étant fortes, le nombre de points climatologie.
de mesures doit être élevé. Cependant, il est souvent
Les plantes de zones humides étant ce quelles possible de s’appuyer sur des observations indirectes Le pôle diachronie est consacré à une ana-
sont, il est judicieux de bien différencier les flux miné- pour contourner ces difficultés, par exemple en uti- lyse du passé du site, le plus souvent à travers les
raux (principalement les cations alcalins), des flux tro- lisant les propriétés intégratives des plantes. Dans archives historiques (photographies aériennes, do-
phiques (N, P et K), même si d’un point de vue strict et ce cas, l’analyse des transferts s’appuie donc sur des cuments divers, témoignages) et paléoécologiques
habituel ils sont des flux minéraux. La particularité de données de l’analyse structurale. (spores, pollens et autres microfossiles, macrorestes,
ces éléments de diagnostic est leur caractère irrégu- bio et géochimie). Il peut aussi s’appuyer sur des élé-
lier, au mieux saisonnier. Il est donc particulièrement Les champs disciplinaires impliqués dans ments de structure, comme la topographie de surface
difficile de les quantifier de manière directe. De plus, l’analyse des transferts sont la botanique, l’hydrologie et de subsurface, en y cherchant des traces de per-
les techniques de mesures nécessitent des appareil- avec ses dépendances hydrogéologiques et géolo- turbations majeures.
Pôle Pôle Pôle Les disciplines impliquées dans ce volet sont
l’histoire, la palynologie et plus généralement la pa-
« Structure » « Transferts » « Diachronie » léoécologie, la géochimie et la biochimie.
•Relief et masse tourbeuse •Histoire locale Il est évident que l’analyse des transferts et
•Eau •Traces d’activités l’analyse diachronique sont dépendantes de l’analyse
•Unités fonctionnelles (sols)
•Eléments minéraux (Bases) •Palynologie structurale. C’est donc, en théorie, cette dernière qui
•Réseau hydrographique
•Eléments trophiques (N & P) •Macrorestes constitue le socle de toutes autres démarches dia-
•Eléments structurants divers
•Tourbe (MO) •Autres méthodes gnostiques.
•Environnement (géol.,
•Matière minérale solide paléoécologiques
géomorpho.)
D’un point de vue temporel, l’analyse struc-
turale peut se réaliser de manière ponctuelle, alors
Caractérisation de la composition et de la
Recherche d’indices d’états ou de contraintes que l’analyse des transferts nécessite le plus souvent
structure multi-échelle des éléments du
complexe (plantes, sols, sous-sol,
Exploration des logiques de flux de matière écologiques ayant été représentés sur ou aux une durée d’étude au minimum d’une année. L’ana-
alentours des complexes
ouvrages, etc.) lyse diachronique est en générale rapide à mettre en
place, même si l’exploitation de certaines données
nécessite des temps de traitement en laboratoire re-
lativement longs (palynologie, macrorestes).
Synthèse
fonctionnelle Les trois pôles présentés entrent dans le
champ du diagnostic écologique. L’Homme, dans ce
cadre, est intégré dans sa composante de contrainte
écologique, par ses effets physiques sur le milieu en
termes d’actions de gestion au sens large (non res- 7
Evaluations diverses & Préconisation de gestion
treintes à la gestion conservatoire). La connaissance
des motivations de ces actions entre dans le cadre
Figure 3-1-2 : les 3 pôles du diagnostic avec les corps de données relatifs à chacun. Chaque élément des pôles fait l’objet de d’un diagnostic socio-économique de la zone humide,
protocoles clairement définis. La synthèse fonctionnelle et les évaluations et préconisations sont sensées faire aussi l’objet de pro- dans une démarche complémentaire au diagnostic
tocoles stricts, mais ceux-ci sont encore peu développés du point de vue technique.
écologique, toujours à vocation conservatoire.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du PendoulhouUn autre volet du diagnostic pouvant être dèle, une série de trois analyses physico-chimiques ritaire des flux. La seconde approche s’est appuyée
considéré comme un quatrième pôle d’étude est la des eaux de surfaces ainsi que la caractérisation des sur l’interprétation des photographies aériennes cou-
synthèse fonctionnelle. Ce volet est souvent négli- variations de niveaux d’eau en 5 points du complexe leur de 2013 et noir et blanc de 1948 à une excel-
gé à cause d’une lacune «culturelle» dans la pratique a été menée. lente résolution (échelle 1/12500 pour 1948) ce qui a
de la synthèse écologique à l’échelle d’un site et de permit de bien repérer les modelés de surface. Enfin,
l’absence d’outils pertinents (peu de manuels, peu de L’ensemble des données a été intégré pour la troisième approche a été un parcours du terrain
logiciels). Il s’agit de considérer l’ensemble des don- élaborer un modèle de fonctionnement à l’échelle du et des observations, à la fois sur les formes et mo-
nées collectées et de les relier entre elles sur la base site et de ses sous-parties, modèle servant de réfé- delés mais également sur les sols et les formations
des modèles théoriques de fonctionnement proposés rence à la proposition d’une séries de possibles états superficielles. Cette phase de terrain avait pour but
dans la littérature pour faire émerger les processus futurs en fonction d’actions de gestion typiques pour de vérifier les interprétations faites au bureau et d’en-
inhérents à l’écosystème étudié et proposer des scé- ces milieux. granger des données de « 1ère main » afin d’établir
narios dynamiques suivant différentes modalités de un modèle géologique et géomorphologique local.
gestion. L’ensemble de la zone d’étude élargie a été parcouru
3-3. Caractérisation géologique et à pied et chaque observation, pointée au GPS garmin
Etrex30 à une précision de ±2m. Au total, plus de 70
3-2. La démarche de diagnostic au géomorphologique observations ont été réalisées (figure.3-3-1), compre-
nant des affleurements, des contacts géologiques,
Pendoulhou Ce travail vise à la fois à réaliser une synthèse des formes et des modelés, des formations superfi-
sur les connaissances géoscientifiques disponibles cielles, des sources ou suintements, des aménage-
Dans le cadre de l’étude consacrée au Pen- sur la zone d’étude mais également à accumuler des ments hydrauliques.
doulhou, les données générées concernent princi- observations inédites et locales afin de préciser les
palement la structure du complexe et de sa zone de connaissances régionales et fournir les éléments né-
dépendance fonctionnelle, une analyse allégée des cessaires à l’élaboration d’un modèle hydrologique.
macrorestes, et les transferts d’eau. Les techniques
mises en œuvre concernent donc la géologie, la géo- Un premier travail a consisté à faire le point
morphologie et le relief, pour ce qui est de la descrip- sur les connaissances locales, à partir des bases du
tion de l’environnement du complexe. La composition BRGM (Infoterre et rapports publics), mais également
et la structure des unités fonctionnelles actuelles, ba- à partir des publications académiques disponibles
sée sur les végétaux et les sols, a été réalisée sur une sur le web ou en bibliothèque universitaire. Cette
première approche «qualitative» axée sur le fonction- connaissance a fait l’objet de la rédaction d’un «état
nement des entités, sachant qu’une étude détaillée de l’art» posant les bases de l’état de la connaissance
sur la base d’une typologie phytosociologique a été régionale et locale.
réalisée par un autre intervenant (ADASEA/Rural
Concept, 2014). Le type de tourbe et la stratigraphie Un second travail a porté sur l’acquisition d’ob-
de ces différentes tourbes renseignant sur le fonc- servations et les analyses de données, organisées
tionnement passé et actuel d’un complexe, en par- autour de 3 approches. La première approche s’est
ticulier sur les logiques d’écoulements, une analyse basée sur l’analyse du relief et la réalisation d’un Mo- Figure 3-3-1 : situation des observations de terrain sur la zone 8
des macrorestes a été entreprise de manière allégée, dèle Numérique de Terrain (MNT) du bassin versant d’étude élargie. Chacune des observations a fait l’objet
d’une description textuelle et a alimenté une base de don-
avec une précision moindre par rapport aux analyses (§3-5). Ce modèle a permit de repérer les axes préfé- nées structurées avec les champs suivants : Identifiant ; La-
habituelles. L’ensemble de ces données a permis de rentiels d’écoulement, les anomalies topographiques titude et longitude en WGS84 ; X et Y en Lambert93 ; Des-
définir un premier modèle de circulation de l’eau et des (contre-pente, changement brusque des valeurs de cription (texte) ; Altitude GPS et heure de pointage GPS.
flux trophiques et minéraux. Sur la base de ce mo- pente, etc.) ou encore les zones de stagnation prio- Certaines observations sont associées à des photographies.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhou3-4. Caractérisation des sols des informations ont été portées sur un calepin papier et Nous avons réalisé 3 modèles de terrain :
synthétisées par la suite sous forme de profils indivi-
versants duels (schéma Illustrator). - Un modèle à l’échelle du bassin versant avec
une précision de l’ordre de ±2m en altitude,
La caractérisation des sols (ou plutôt des cou-
vertures pédologiques) sert d’une part à déterminer - Un modèle de la topographie de la tourbière
l’existence de flux de subsurface (écoulement hypo- avec une précision centimétrique (±3cm en moyenne),
dermique) et à préciser la connaissance de la géo-
logie et des formations superficielles par repérages - Un modèle numérique du fond de la tourbière
de niveaux cuits (intercoulées) et/ou d’éléments mi- (contact tourbe/substrat minéral).
néraux caractérisant la roche-mère sous jacente au
profil pédologique. Pour ce qui concerne la prise de données to-
pographiques sur le terrain, nous avons utilisés un
Trente deux sondages pédologiques ont été Figure 3-4-2 : exemple de profil pédologique reconstitué et GPS différentiel (dGPS) Leica 530 en mode RTK
réalisés, répartis en 7 transects centripètes autour de calé avec le mètre. La photographie permet de voir la tête (c’est-à-dire avec correction différentielle en temps
la tourbière (figure 3-4-1). de forage utilisée pour le sondage (Edelman 70mm). réel ne nécessitant pas de post-traitement). Ce type
de GPS fonctionne avec deux antennes, une fixe pla-
3-5. Réalisation d’un modèle de la cée sur un point connu, et une autre, mobile, servant
à prendre les points. La communication radio entre
topographie de surface et de sub- les deux antennes permet ainsi de recaler en temps
réel la position prise par le mobile en fonction du
surface point fixe connu. Pour cette mission topographique,
nous nous sommes calés sur la borne IGN située à
l’est du buron de Cammejane (borne n° 1221401) et
L’objectif est de caractériser la topographie cotée avec une précision planimétrique inférieure à
de surface et de subsurface, avec en but ultime, la 10cm et une précision altimétrique inférieure à 5 mm
réalisation d’une image virtuelle en trois dimensions (figure 3-5-1). Ses coordonnées Lambert 93 sont : X
du relief du complexe et de sa zone de dépendance = 701913.47 m; Y = 6389595.78 m; Z = 1375.14 m.
fonctionnelle, avec ou sans tourbe (modèle numé-
rique de terrain, MNT). Cette première étape permet
de définir le réseau hydrographique, sur une base
Figure 3-4-1 : répartition des sondages pédologiques
théorique, par l’analyse numérique du MNT à travers
des logiciels dédiés, complétée par une démarche
Chaque sondage a été fait à la tarière Edel- de terrain, par description visuelle des écoulements
man avec une tête de forage de 70mm de diamètre. (démarche qui peut être complétée par l’analyse des
Les profils ont été reconstitués et décrit sur place photographies aériennes à toutes les époques).
avec un calage réalisé par un mètre graduée centimé- 9
triquement (figure 3-4-2). Chaque horizon déterminé La caractérisation topographique de surface et
a été caractérisé par sa couleur (sans code Munsell), de subsurface est un des éléments de base du dia-
sa texture, sa charge en cailloux, la pétrographie des gnostic fonctionnel des tourbières puisqu’il permet de Figure 3-5-1 : extrait de la fiche géodésique IGN de la borne
éléments grossiers, son % de racines et s’il y avait définir la géométrie des édifices tourbeux et les lo- précitée. Disponible à http://geodesie.ign.fr/fiches//lib/cro-
quis_affiche_oid.php?croquis_oid=19285704
la présence de signes d’hydromorphie ou non. Ces giques d’écoulements.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du PendoulhouLe premier modèle, à l’échelle du bassin ver-
sant, a été réalisé par digitalisation des courbes de
niveau du fond topographique 1/25 000 de l’IGN avec
ajout des points côtés du 1/25 000 ainsi que de points
côtés pris au dGPS (figure 3-5-2). Au total, 3102
points digitalisés et 19 points dGPS ont été utilisés,
soit 3.65pts/ha.
La modélisation de la topographie s’est faite
au moyen de plusieurs interpolateurs (krigeage, TIN,
Voisin naturel et Topo) lesquels ont tous été testés
statistiquement. Le meilleur compromis entre justesse
statistique et évaluation experte en fonction de notre
connaissance du terrain a été trouvé en combinant
l’ensemble des modèles.
La tourbière a été topographiée lors d’une mis-
sion de terrain effectuée du 9 au 13/09/2013. 4700
points ont été levés sur une surface de 7.23 ha, soit
650pts/ha (1pt/3.9m). Cependant, les zones en eau
libre profonde n’ont pas pu être levées et représentent
1.15ha, soit 13.7% de la surface totale de la tourbière
(figure 3-5-3).
Figure 3-5-2 : points utilisés pour réaliser le MNT du bassin versant.
La modélisation s’est également basée sur
plusieurs interpolateurs avec des tests statistiques
pour chaque résultat. Cependant, contrairement au
modèle pour le bassin versant, l’interpolateur par Voi-
sin Naturel s’est révélé à la fois bon statistiquement
mais également conforme à ce que nous avions ob-
servés sur le terrain. Nous avons finalement retenu
ce modèle comme MNT final. Dans ce modèle, nous
avons introduit quelques points dans les zones non
levés à partir des altitudes bordant ces zones. Cela
donne un modèle à forte incertitude dans les zones
sans levés mais permet tout de même d’approcher la
topographie en considérant que la topographie de ces 10
zones en eau est relativement plane et d’altitude in-
férieure aux altitudes bordières (estimation d’altitude Figure 3-5-3 : levés effectuées au dGPS sur la tourbière. Figure 3-5-4 : positionnement des sondages à la perche.
inférieure de 50cm).
tourbe et socle minéral, est décrite grâce à la mesure si puissance en géologie, est déterminée à la perche
Enfin, la topographie de subsurface, entre de l’épaisseur de tourbe. L’épaisseur, appelée aus- métallique graduée. Il s’agit d’enfoncer une perche
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du Pendoulhouverticale jusqu’au blocage, en général indiqué par un la couleur, de la texture et du contenu en éléments 3-7. Modélisation des écoulements
son typique de sable, de gravier ou de bloc rocheux macroscopiques des différents horizons rencontrés
cognant sur le métal. La distinction entre les diffé- dans les colonnes prélevées. L’outil utilisé pour le
rents types de tourbes, l’eau ou l’argile est parfois prélèvement est le carottier russe. Il s’agit d’un de- L’élaboration d’un modèle conceptuel des
impossible. mi-cylindre métallique muni d’une lame qui permet écoulements, de surface ou souterrains s’appuie sur
d’extraire des demi-carottes de 5 cm de diamètre et toutes les données disponibles: structure géologique
De plus, l’utilisation de la perche a une limite en d’une longueur de 50 cm (figure 3-3-1). Pour certains et géomorphologique, réseau hydrographique, répar-
terme de profondeur, d’une part parce que les forces sols plus cohérents que la tourbe, c’est une tarière tition des végétations ou de bio-indicateurs, mesures
de frottement deviennent de plus en plus importantes pédologique de type Eldeman qui a été utilisée. directes des propriétés de l’eau ou des variations des
au fur et à mesure de l’enfoncement, et, d’autre part, niveaux d’eau.
parce que la faible cohérence de la tourbe en profon- La restitution des résultats se réalise le plus
deur entraîne la mise en vrille de la perche, en parti- souvent sous la forme de colonnes stratigraphiques La démarche s’effectue en deux temps, avec
culier sur tremblant. synthétiques reprenant les éléments caractérisés. d’abord l’élaboration d’un premier modèle sur la base
des données de composition et de structure (roches,
Les 106 sondages réalisés à la perche sont ré- formations superficielles, communautés végétales,
partis de manière aléatoire sur les secteurs hors d’eau 3.6.B. Composition et structure sols, etc.), puis l’analyse directe de transferts d’eau et
au 10 septembre 2013, suffisamment porteurs pour de nutriments en des points clés permettant de préci-
permettre la mesure (figure 3-5-4). Au vu du nombre des unités fonctionnelles ser le modèle initial, d’en éclaircir des points sombres.
de levés moins important, la modélisation s’est focali-
sé sur un interpolateur de type TIN (triangulation) qui Ce travail a consisté à générer une typologie
donne un résultat très «géométrique» mais en res- fonctionnelle à partir d’observations de terrain et sur- 3.7.A. Suivi des niveaux d’eau
pectant les données d’entrée. Il nous a semblé qu’il tout des données floristiques et cartographiques four-
s’agissait d’un interpolateur suffisamment robuste nies par Nicolas Cayssiols (ADASEA/Rural-Concept).
pour cette structuration de données d’entrée. Les fichiers exploitables sous SIG ont été légèrement Le suivi des niveaux d’eau est réalisé sur la
modifiés avec un but de simplification. base de sondes automatiques posées dans des pié-
zomètres, tubes percés plantés verticalement dans
3-6. Composition et structure du L’interprétation fonctionnelle des unités pro- le sol. Ils sont équipés de capteurs électroniques de
posées se fonde sur l’analyse bibliographique de la pression et de température de type Diver de Schlum-
complexe littérature scientifique et sur notre propre expérience berger. Chaque sonde piézométrique est ainsi placée
à l’échelle de la France. Nous nous appuyons en par- à une dizaine de centimètres du fond d’un piézomètre
Le complexe tourbeux a fait l’objet d’une des- ticulier sur les végétaux dominants et sur des bio-indi- de diamètre intérieur 51mm et extérieur 63mm en
cription topographique fine sur la base méthodolo- cateurs fonctionnels, dominants ou non. PVC. Tous les piézomètres sont posés un même jour
gique présentée dans le paragraphe précédent. Il a
aussi fait l’objet d’une description sommaire des diffé-
rents substrats et des communautés végétales.
11
3.6.A. Composition et structure
des sols et des couches de tourbe
La méthode est basée sur une description de Figure 3-6-1: le carottier russe utilisé pour réaliser les sondages dans la tourbe.
Goubet & Poiraud- 2015 - La tourbière du PendoulhouVous pouvez aussi lire
