Encadrement - SHS - Université Jean Monnet
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Aspect Biodiversité Encadrement : Je salue l’équipe d’epures, qui m’a accueilli dans ses locaux à Saint-Etienne pour la réalisation de mon stage, et qui a mis à mon service les outils techniques et logistiques utiles à la réalisation de mon étude. Je remercie particulièrement Maud MARSAUCHE, mon maitre de stage et Simone DUPLAN, responsable du service communication pour leurs aides dans leur domaine respectif. Enfin je tiens à remercier Thierry Joliveau, responsable de la formation du Master SIG à l’Université Jean-Monnet de Saint-Etienne, sans lequel la réalisation de ce stage n’aurait pas été possible. Introduction.................................................................................................................................... 1 Présentation et contexte de l’étude........................................................................................... 2 Présentation de la structure d’accueil .................................................................................. 2 Epures, l’Agence d’urbanisme de la région stéphanoise ................................................ 2 Echelles de travail ......................................................................................................... 3 Missions et objectifs ..................................................................................................... 3 Organisation interne..................................................................................................... 4 Coordination interne .................................................................................................... 5 Réseaux ........................................................................................................................ 5 Objectifs .............................................................................................................................. 6 Trame Verte et Bleue, Grenelle et documents d’urbanisme ................................................. 7 Que dit le Grenelle ? ..................................................................................................... 7 Documents d’urbanisme et Trame Verte et Bleue ......................................................... 8 SCOT ............................................................................................................................ 8 Plan Local d’Urbanisme (PLU)...................................................................................... 9 Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires ................................ 11 Espèces.............................................................................................................................. 11 Ecologie du paysage........................................................................................................... 12 Milieux/ habitats................................................................................................................ 13 Autres approches............................................................................................................... 14 Combinaison...................................................................................................................... 15 Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole ................................. 17 Conduite de projet ............................................................................................................. 17 Outils informatiques utilisés ....................................................................................... 17 Données utilisées........................................................................................................ 18 La base de données SPOT Thema ................................................................................ 19 Constitution du réseau écologique ..................................................................................... 20 Choix des Continuums ................................................................................................ 20 Détermination des Zones d’Extension ......................................................................... 21 Cas des zones aquatiques et humides ........................................................................ 22 Cas des autres continuums ........................................................................................ 22 Détermination des Marges Ecotonales........................................................................ 23 Détermination des Zones Nodales .............................................................................. 24 Désignation des corridors écologiques potentiels ....................................................... 25 Résultats cartographiques .......................................................................................... 25 Hiérarchisation des éléments constitutifs du réseau .......................................................... 26 Principes méthodologiques......................................................................................... 26 Evaluation du facteur qualité (Q) ................................................................................ 28 Evaluation du facteur capacité (C)............................................................................... 29 Evaluation du facteur fonctions (F) ............................................................................. 30 La polyvalence des continuums (F1) ........................................................................... 30 La polyvalence des continuums (F2) ........................................................................... 31 Evaluation de la valeur écologique des continuums .................................................... 35 Les secteurs à enjeux .................................................................................................. 36 Résultat, limites de l’étude et perspectives d’amélioration ...................................................... 37 Résultat et limites de l’étude ............................................................................................. 37 Pistes d’amélioration ......................................................................................................... 38 Conclusion .................................................................................................................................... 39 Table des figures ........................................................................................................................... 40 Table des tableaux ........................................................................................................................ 40 Annexes ........................................................................................................................................ 41 Bibliographie................................................................................................................................. 43 Introduction Epures répond à une demande d’étude formulée par Saint-Etienne Métropole. Celle-ci a pour but de définir une stratégie de Trame Verte et Bleue d’agglomération à mettre en œuvre par les acteurs du territoire. C’est dans le cadre de cette démarche, que j’ai réalisé on stage au sein de l’agence. L’objectif était de traiter l’aspect biodiversité sur l’ensemble du territoire de Saint-Etienne Métropole afin de cartographier les zones jouant un rôle important pour la préservation des continuités écologiques. Ce rapport présente les différentes phases du déroulement du stage, à savoir la définition de l’objectif, la présentation des solutions envisagées, l’application de la méthodologie retenue sur le territoire de Saint-Etienne Métropole ainsi que les résultats cartographiques regroupés sous forme d’un Atlas cartographique. Une partie de ce rapport est consacré au Grenelle de l’Environnement ainsi qu’aux documents d’urbanisme afin de mettre en perspective la Trame Verte et Bleue et de mieux comprendre sa composition et sa transcription dans les documents d’urbanisme. 1|Page Présentation et contexte de l’étude Créée en 1967 parmi les premières agences d’urbanisme, epures à le statut d’association de type loi 1901. Sa mission principale est l’accompagnement des collectivités locales dans leurs démarches d’aménagement du territoire. Epures compte 83 adhérents qui participent collectivement à son fonctionnement et son financement : L’Etat Le Conseil régional Rhône-Alpes Le Conseil général de la Loire La communauté d’agglomération de Saint-Etienne Métropole (SEM) La communauté de communes Pays de Saint-Galmier (PSG) La communauté d’agglomération de Loire Forez La communauté d’agglomération du Grand Roanne 65 communes, dont la ville de Saint-Etienne Le syndicat mixte des Pays du Forez Le syndicat intercommunal du Pays du Gier La communauté de communes des Monts du Pilat Le syndicat mixte du Scot Sud Loire Le Parc Naturel Régional du Pilat Le syndicat intercommunal d’Etude et de programmation de l’Agglomération Roannaise (SYEPAR) 1 La Chambre de Commerce et d’industrie de Saint-Etienne/Montbrison EPORA, Etablissement Public d’Aménagement de Saint-Etienne L’ADEME L’EPASE, Etablissement Public d’Aménagement de Saint-Etienne L’Université Jean-Monnet Réalisée à partir du livret d’accueil, remis par l’agence au début du stage. 2|Page Présentation et contexte de l’étude Epures intervient à différentes échelles du territoire : Auprès des communes, elle contribue à la création de leurs documents d’urbanisme, notamment le PLU (Plan Local d’Urbanisme). Elle réalise des études urbaines ou thématiques, à l’échelle globale de la commune ou d’un quartier. Elle accompagne les intercommunalités (Saint-Etienne Métropole, Loire-Forez, Pays de Saint-Galmier, Grand Roanne, Syndicat mixte du SCOT 2…) dans leurs démarches territoriales et politiques publiques (SCOT, PLH 3, PDU4, Schéma économique). Avec le Conseil général et les services de l’Etat (DDT 5, EPORA6), Epures travail sur l’ensemble du territoire de la Loire. A l’échelle de l’aire métropolitaine lyonnaise, en réseau avec l’agence d’urbanisme de Lyon, Epures joue un rôle d’accompagnement des différentes démarches de coopération métropolitaine (RUL 7, inter-SCOT, relations Lyon/ Saint-Etienne). Epures à trois types de missions : Une mission d’étude et d’accompagnement des politiques publiques concernant : - Les projets territoriaux et d’urbanisme des collectivités aux différentes échelles ; - Les politiques thématiques des collectivités et de leurs partenaires dans les domaines de l’aménagement et du développement urbain (habitat, développement économique, développement social, déplacements urbains, environnement…). 2 SCOT : Schéma de Cohérence Territoriale PLH : Plan Local de l’Habitat 4 PDU : Plan de Déplacement Urbain 5 DDT : Direction Départementale des Territoires 6 EPORA : Etablissement Public Foncier de l’Ouest Rhône-Alpes 7 RUL : Région Urbaine de Lyon 3 3|Page Présentation et contexte de l’étude Une mission d’observation qui collecte et met à jour des bases de données (population, habitat, économie, déplacements, environnements…) organisées sous SIG. Le but est de connaître les évolutions pour anticiper l’avenir. Une mission d’information et d’échange entre les acteurs du territoire. Epures joue un rôle pédagogique auprès des décideurs et d’un plus large public. Pour cela, elle utilise un site web, « les ateliers du territoire », les « tables rondes » et des publications pour faire partager ses connaissances et susciter le débat sur des questions qui concernent le territoire. L’équipe d’Epures composée d’une trentaine de personnes aux formations diverses (architectes, urbanistes, économistes, sociologues, statisticiens...) est organisée en trois pôles thématiques : Projet Territoire et Urbain (PTU) ; Habitat, Développement Economique et Social (HDES) et Mobilité, Déplacement, Transport, Environnement (MDTE). C’est au sein de ce dernier que je réalise mon stage, sous la direction de Catherine ARAUD-RUYAND, responsable du pôle, et de Maud MARSAUCHE, chargée d’étude environnement. Le pôle MDTE à pour fonctions principales de gérer l’interface entre transport, déplacement et urbanisme ainsi que d’évaluer l’impact des infrastructures de transport. D’un point de vue environnemental, sa mission principale est de favoriser la connaissance et la prise en compte des enjeux environnementaux dans les démarches d’aménagement aux différentes échelles du territoire. Les trois pôles sont appuyés dans leur travail par la mission SIG, un service de documentation et communication, ainsi que d’un atelier image chargé de la cartographie et de la mise en forme des études. 4|Page Présentation et contexte de l’étude Réunion de coordination de pôle : Chaque début de semaine, les trois pôles de l’agence (PTU, HDES et MDTE) se réunissent. Cette réunion permet l’échange d’information entre le responsable de pôle, les chargés, assistants d’études et les stagiaires, ainsi que la planification du travail. Comité des études : Un comité des études a lieu le premier lundi de chaque mois. Tout le personnel d’étude y participe. On y présente une ou deux études terminées ou en cours, fixées par un ordre du jour. L’objectif est de capitaliser de l’information. Comité interpole : Il a lieu le 3e lundi du mois. A l’inverse du comité des études ou tout le personnel doit participer, les participants sont convoqués nommément. Ce comité à pour vocation le partage de l’information relative à des études transversales entre membres de plusieurs pôles. Les moyens techniques : Tous les lundi matin à 9h, l’ensemble du personnel est mobilisé pour les moyens techniques. Le travail des infographes y est planifié pour la semaine en cours et les perspectives de travail des semaines suivantes sont élaborées. A cela, s’ajoute des coordinations au sein des groupes de travail réguliers comme le SIG et le GT communication. Avec les agences de Lyon et de Grenoble, Epures constitue le réseau Urbacube. Créé en 1999 pour répondre aux besoins de connaissance et d’ingénierie à l’échelle régionale, il travaille avec la Région Rhône-Alpes et les services régionaux de l’Etat, notamment la DREAL8. 8 DREAL : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement 5|Page Présentation et contexte de l’étude D’autre part, les 52 agences d’urbanismes sont regroupées au sein de la Fédération National des Agences d’Urbanisme (FNAU). Il s’agit d’une association d’élus qui offre un lieu de dialogue sur les questions urbaines La notion de Trame Verte et Bleue recouvre différentes thématiques, parmi lesquelles la biodiversité représente une base obligatoire pour répondre aux objectifs du Grenelle de l’Environnement. Pour répondre à l’étude formulée par Saint-Etienne Métropole sur la stratégie d’établissement d’une Trame Verte et Bleue, Epures souhaite traiter différents enjeux, comme les déplacements mode doux, l’accès à la nature et la préservation de la biodiversité. Etant donné qu’epures à l’habitude de traiter les questions du transport et de l’accessibilité, mon stage a pour but d’apporter mes compétences SIG sur le thème de la biodiversité. Plusieurs objectifs ont ainsi été définis : Prise de connaissance du Grenelle de l’Environnement : détermination des éléments à intégrer à l’étude Trame Verte et Bleue. Analyse des solutions envisageables pour déterminer les secteurs à enjeux pour la préservation de la biodiversité sur le territoire de Saint-Etienne Métropole : recueil d’expérience sur d’autres territoires (méthode d’établissement de la Trame, modalité de mise en œuvre technique). Cartographie des secteurs importants pour la préservation de la biodiversité, mis en évidence lors de l’analyse : carte d’aide à la décision à destination des élus et techniciens en charge de la politique. Vérification des données mises en évidence par la cartographique sur le terrain. 6|Page Présentation et contexte de l’étude L’engagement du gouvernement dans le cadre du Grenelle de l’Environnement a été marqué par la promulgation de la loi Grenelle. Cette loi modifie le Code de l’Urbanisme, notamment en matière de préservation des continuités écologiques. La Trame Verte et Bleue constitue un maillage écologique sur le territoire qui doit permettre aux espèces d’effectuer leurs déplacements vitaux et de coloniser de nouveaux espaces. Pour répondre à cet objectif, la loi Grenelle définit la Trame Verte et Bleue pour chacune de ses deux composantes. La composante terrestre comprend : - Les espaces naturels importants pour la préservation de la biodiversité et notamment tout ou partie des espaces visés au livres 3 et 4 du Code de l’Environnement 9 ; - Les corridors écologiques constitués des espaces naturels ou semi-naturels ainsi que des formations végétales linéaires ou ponctuelles, qui permettent de relier les espaces naturels entre eux ; - Les surfaces en couvert environnemental permanent mentionnées dans l’article L.211-14 du Code de l’Environnement. La composante aquatique comprend : - Les cours d’eau, parties des cours d’eau ou canaux figurant sur les listes établies en application des dispositions de l’article L.214-17 10 ; - Les zones humides dont la préservation est nécessaire pour atteindre les objectifs de qualité des eaux dans le cadre de la DCE 11 ; 9 Les espaces visées au livre 3 et 4 du Code de l’Environnement correspondent à différents espaces naturels remarquables : sites du conservatoire du littoral, PNN, RNN, RNR, RNC, PNR, parcs naturels marins, sites classés et sites inscrits, APPB, ZNIEFF, Natura 2000, réserve de chasse et de faune sauvage, réserves de pêche. 10 L’article L.214-17 mentionne les cours d’eau, parties de cours d’eau ou canaux ayant de fortes fonctionnalités écologiques. 11 DCE : Directive Cadre Européenne. 7|Page Présentation et contexte de l’étude - Des éléments complémentaires aux deux premiers éléments, identifiés comme importants pour la préservation de la biodiversité (ex : circulation des espèces). Chaque territoire, aux différents niveaux territoriaux (communal, intercommunal, régional), doit identifier les continuités écologiques adaptées à son échelle et répondant aux enjeux du territoire en matière de biodiversité. Les différents niveaux doivent s’articuler de façon cohérente. En effet, les orientations nationales devront être respectées par les Schémas Régionaux de Cohérence Ecologiques 12 (SRCE) qui identifient et cartographie le réseau écologique à l’échelle régionale. De même, les communes et intercommunalités devront prendre le SRCE en compte dans leurs documents d’urbanisme. Le Plan Local d’Urbanisme remplace le Plan d’Occupation des Sol depuis la loi relative à la solidarité et au renouvellement urbain (SRU) du 13 décembre 2000. Quant au SCOT, il remplace le Schéma Directeur d’Aménagement et d’Urbanisme (SDAU). Ces deux documents de planifications abordent la question de la Trame Verte et Bleue à travers l’article L121-1 du code de l’Urbanisme. Le SCOT fixe pour les 10 années à venir les orientations d’aménagement du territoire et générales en matière d’urbanisme. Il détermine les politiques publiques qui doivent régir l’aménagement du territoire de manière équilibrée entre zones urbaines, industrielles, touristiques, agricoles et naturelles (articles L.110 et L.121-1 du code de l’urbanisme). Le SCOT comprend : Un rapport de présentation qui contient un diagnostic du territoire, un état initial de l’environnement (EIE), ainsi qu’une évaluation environnementale ; Un projet d’Aménagement et de Développement Durable (PADD) qui expose les principales orientations de développement et d’évolution du territoire dans le respect des principes du développement durable ; 12 Les Schémas Régionaux de Cohérence Ecologique doivent être élaborés d’ici fin 2012 8|Page Présentation et contexte de l’étude Un document d’orientations générales (DOG). Document obligatoire, qui contient l’ensemble des réglementations et préconisations à suivre pour atteindre les objectifs du PADD. Les mesures d’urbanisme dans les SCOT en rapport avec la Trame Verte et Bleue sont : - Un Recensement des continuités écologiques et leur cartographie (rapport de présentation) ; - L’objectif de perméabilité biologique dans l’espace urbain (PADD) ; - L’obligation de traduction des corridors terrestres dans les PLU (DOG) ; - L’obligation de prise en compte des continuités naturelles (cartographiées) en espace urbain (DOG). Le PLU établit un projet global d’urbanisme et d’aménagement à l’échelle d’une commune ou d’un groupement de commune (EPCI 13). Il fixe en conséquence les règles générales d’utilisation du sol sur le territoire considéré. Le PLU comprend : Un rapport de présentation qui contient un diagnostic et explique les choix effectués ; Un Projet d’Aménagement et Développement Durable (PADD) qui définit les orientations générales d’aménagement et d’urbanisme ; Un règlement et des documents graphiques qui délimitent les zones urbaines (U), les zones à urbaniser (AU), les zones agricoles (A) et les zones naturelles et forestières (N) et fixent les règles générales. Les mesures d’urbanisme dans les PLU en rapport avec la Trame Verte et Bleue sont : - Un diagnostic de l’importance de friches, de dépôts de sédiments… (rapport de présentation) ; 13 EPCI : Etablissement Public de Coopération Intercommunale 9|Page Présentation et contexte de l’étude - L’indice de zonages : corridors (Nco), jardins (Nk), marais (Nm)… (document cartographique) au service de l’identification des éléments de patrimoine en application des articles L.123-1,7e et R123-11-h (document cartographique) ; - Le respect d’un corridor biologique dans des orientations d’aménagement ; - L’obligation de perméabilité des clôtures (règlement). En termes de compatibilité, le PLU doit respecter les consignes données par le SCOT. Remarque : Les documents d’urbanismes sont plus adaptés à traiter des espaces plutôt que des espèces. D’autre part, si le PLU fixe la vocation des sols, il ne représente en aucun cas un document de gestion des espaces naturels. 10 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires La cartographie du réseau écologique d’un territoire est influencée par la méthode et les outils utilisés. Dans le cadre de l’approche par espèces, les continuités et/ ou corridors sont établis au regard de certaines espèces ou groupes d’espèces. Cette technique induit la notion d’espèces cibles pour lesquelles les corridors vont être identifiés. Deux déclinaisons sont possibles : Observation terrain : Méthodologie basée uniquement sur des données terrains avec l’observation du déplacement (radiopistage, empreintes de passage) de la faune et l’utilisation des points de collision routiers. Elle nécessite une expertise naturaliste poussée avec la mise en place de protocoles scientifiques, mais permet l’identification de corridors avérés, fonctionnels. Modélisation par SIG : Application de l’algorithme « distance coût » sous logiciel SIG, à partir de zones noyaux (habitat, zone de présence). Figure 1 : Cartographie de dispersion du cerf en Gironde – CETE Ouest 11 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires Cette déclinaison permet d’obtenir l’aire potentielle de dispersion de l’espèce, mais nécessite une bonne connaissance de celle-ci, notamment sa capacité de migration (ou distance de dispersion) ainsi que ses habitats préférentiels et/ou zones de présence. La limite de cette approche est clairement le choix de l’espèce, qui a pour conséquence une simplification de la réalité. Approche qui consiste à identifier des éléments de continuités et/ou des corridors à partir de critères éco-paysagers faisant le lien entre la structure paysagère d’un espace et sa qualité écologique. Il s’agit de déterminer des espaces contigus, non fragmentés, dont la taille est suffisante pour accueillir une population. Ces espaces sont hiérarchisés selon leur qualité à l’aide d’une analyse multicritère (compacité, naturalité, hétérogénéité, distance au voisin…). Ci-contre, la cartographie du fonctionnement écologique potentiel global, issue du SCOT de Valenciennes Métropole. Elle a été réalisée en combinant les indices de connectivité, naturalité estimée, compacité, surface et hétérogénéité. Ces indices ont été calculés sous SIG. Cette approche permet une réelle analyse de la connectivité mais nécessite une bonne maitrise des logiciels SIG. Figure 2 : Carte du fonctionnement écologique globale - SCOT Valenciennes Métropole 12 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires Contrairement à l’approche « espèces », l’approche par « milieux » se focalise sur les habitats naturels ou semi-naturels qui permettent d’assurer le déplacement des espèces qui y sont inféodées. Celle-ci introduit la notion de continuum. L’occupation du sol est traduite en milieux plus ou moins favorables à la présence et au déplacement d’un groupe d’espèce (milieu structurant, attractif, peu fréquenté, répulsif) à l’aide d’une grille de perméabilité des milieux, par l’application de zones tampons successives (travail en vecteur) ou d’un algorithme « distance coût » à partir des zones nodales (travail en raster). Figure 3 : Cartographie du Continuum boisé avec la méthode IVB – Caen Métropole. L’atout de cette approche est la prise en compte de la nature ordinaire en complément des zonages et des obstacles. Cependant, cette méthode nécessite une base de données conséquente avec notamment des données précisant l’occupation du sol (SPOT Thema, Corine Land Cover…) et des données sur les obstacles (infrastructure routière, bâti…). Cette méthodologie a été notamment utilisée dans l’étude Infrastructure Verte et Bleue (IVB) réalisé par la DIREN Rhône-Alpes en 2007. Mais également pour la caractérisation 13 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires Réseau Ecologique Rhône-Alpes (RERA). Elle a été reprise dans le guide méthodologique n°2 du COMOP 14 TVB du Grenelle (mai 2009). La FRAPNA15 Isère, dans le cadre de l’étude sur Trèves (territoire de 650km² situé au sud de Grenoble) à utilisé une méthode inédite que l’on pourrait qualifier de logique inverse. Chaque élément anthropique considéré a été caractérisé par des zones concentriques en fonction de l’importance de la perturbation (forte, moyenne, faible) : Tableau 1 : Zones tampons des perturbations - Trèves Le croisement des zones soumises aux anthropiques données perturbations avec d’autres cartographiées (milieux naturels, sites d’intérêt écologique) permet la mise en évidence manuelle des corridors. Tableau 2 : Mise en évidence manuelle des corridors – Trèves 14 15 COMOP Trame Verte et Bleue : Comité opérationnel dirigé par Paul Raoult FRAPNA : Fédération Rhône-Alpes de Protection de la Nature 14 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires L’avantage principal de cette méthodologie est qu’elle est fondée sur des données avérées de perturbations et non sur des hypothèses concernant le déplacement d’espèces dans les espaces naturels. D’autre part, elle ne nécessite pas de connaissances poussées en logiciel SIG. L’inconvénient majeur, et non des moindres, est la simplification évidente de la réalité. Les différentes approches ne sont pas forcément incompatibles les unes avec les autre et peuvent être combinées entres elles. Une méthode combinant l’approche « milieux » et l’approche « écologie du paysage » à été utilisé par Guy Berthoud (bureau d’étude Econat) pour l’analyse du Réseau Ecologique National Suisse (REN). Dernièrement, cette méthodologie a été appliquée au territoire de Bièvre-Valloire (01), en tant qu’étude pilote. Dans un premier temps, étape « structurelle » avec l’identification des continuums (milieu boisé, milieu aquatique, milieu ouvert…) et de ses éléments constitutifs (zones nodales, zones d’extension, marges écotonales, corridors potentiels). Figure 4 : Cartographie des éléments constitutifs du continuum forestier - Bièvre-Valloire 15 | P a g e Analyse des méthodes et exemples d’application sur d’autres territoires Dans un deuxième temps, étape « fonctionnelle » avec la détermination de la valeur écologique (VE) des milieux au sein de chaque continuum. Cette valeur écologique résulte de la combinaison de trois facteurs (qualité, capacité, fonctionnalité). VE = Qualité x Capacité x Fonctionnalité Figure 5 : représentation de la Valeur écologique du continuum forestier - Pays de Bièvre-Valloire. Cette approche permet de prendre en compte les espaces de nature ordinaire et permet d’identifier les zones à enjeux en fonction de leur potentiel écologique. Toutefois, cette démarche complexe demande une certaine maîtrise des logiciels SIG, notamment dans l’utilisation de données de type raster. Au vu de ces différentes méthodes et des données disponibles à l’agence, il a été décidé d’appliquer la méthodologie utilisée par Guy Berthoud sur le territoire de BièvreValloire pour l’analyse du réseau écologique de Saint-Etienne Métropole. En effet, cette méthode correspond mieux aux attentes du Grenelle de l’Environnement, avec la prise en compte des zones de natures ordinaires et des agences d’urbanisme pour la déclinaison des espaces dans leurs documents de planification (approche par milieux). 16 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Dans le cadre de cette étude, l’ensemble du traitement informatique a été réalisé sous SIG à l’aide du logiciel ArcGis, muni de l’extension « Spatial Analyst » pour le traitement des fichiers de type raster. L’extension gratuite Xtools16 a également été utilisée, notamment dans le calcul des surfaces en hectare et le découpage des entités au format vecteur. D’autre part, l’utilisation du « Model Builder » a été favorisé un maximum dans l’étude. Ce choix est basé sur le fait que, plus que d’un simple rendu cartographique présentant une analyse du réseau écologique, l’obtention d’un outil d’évaluation n’était pas négligeable. 16 Xtools : 17 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole L’étude a essentiellement été fondée sur les données mobilisables au sein de l’agence. Le tableau ci-dessous expose ces données et décrit leur fonctionnalité. Base de données SIG SPOT Thema 2005 BD Carthage BD DIREN Sites écologiques prioritaires du PNR Pilat Comptages routiers de 2008 BD Topo (IGN) MNT Loire Sud Description Fonction Données vectorielles de Détermination et l’occupation du sol à l’échelle constitution des e 1/25 000 différents continuums Données hydrographiques Complément linéaires à l’échelle du d’information de la base e 1/50 000 de données SPOT Thema Données vectorielles sur le patrimoine naturel Détermination des zones téléchargeables gratuitement nodales sur le site de la DIREN Rhône-Alpes Données vectorielles sur la Détermination des zones nature extraordinaire du PNR nodales Pilat (Fournit par le Parc) Données complémentaires pour la Base de données au format hiérarchisation des ACCESS perturbations d’origines anthropiques. Données Données topographiques complémentaires de détaillées à l’échelle du SPOT Thema pour le e 1/25 000 réseau routier, ferrée et le Bâti. Choix des continuums Données altimétriques (altitude) et calcul de la pente Tableau 3: Données utilisées pour l'analyse du réseau écologique de Saint-Etienne Métropole. 18 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole SPOT Thema constitue une base d’occupation du sol établie à partir de la photointerprétation d’images multispectrales. Elle permet une lecture à deux niveaux d’information : un premier niveau en huit thèmes pour une description synthétique du territoire (utilisation au 1/50 000e) et un second niveau en 29 thèmes (utilisation au 1/25 000e). Classe de niveau synthétique Classe de niveau détaillé 1.1 Zones bâties à prédominance d’habitat 1. Espaces urbanisés 1.2 Grands équipements urbains 2.1 Zones industrielles ou commerciales 2.2 Infrastructures routières et ferroviaires 2. Surfaces industrielles ou commerciales, et 2.3 Infrastructures des zones portuaires infrastructures de communication 2.4 Infrastructures des zones aéroportuaires et aérodromes 3. Extraction de matériaux, décharges, 3.1 Extractions de matériaux, décharges, chantiers chantiers 4.1 Espaces verts (parcs et jardins) 4. Espaces récréatifs 4.2 Equipements sportifs et de loisirs 5.1 Terres arables non inondées et espaces prairiaux 5. Espaces agricoles 5.2 Cultures permanentes 5.3 Rizières 5.4 Marais salants 6.1 Feuillus dominants 6.2 Conifères dominants 6. Espaces boisés 6.3 Peuplements indéterminés 6.4 Espaces boisés en mutation 6.5 Boisements linéaires 7.1 Landes et fourrés 7.2 Végétation sclérophylles (maquis et garrigues) 7.3 Pelouses d’altitude et steppes 7. Autres surfaces naturelles et semi7.4 Plages, dunes, sables naturelles 7.5 Roches nues 7.6 Zones incendiées 7.7 Glaciers et neiges 7.8 Marais et tourbières 8.1 Cours et voies d’eau 8.2 Etendues d’eau continentales ou 8. Surfaces en eau littorales 8.3 Mer, océan et estuaires Tableau 4 : Niveaux d’information de SPOT Thema 19 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Le niveau typologique de SPOT Thema, en comparaison de celui de Corine Land Cover est peu détaillé en ce qui concerne les espaces agricoles et prairiaux. Cette caractéristique peut poser des problèmes dans la détermination de certains continuums, comme le continuum thermophile. Cependant, SPOT Thema permet de travailler à l’échelle du 1/25 000e (1/ 100 000e pour Corine Land Cover), échelle adaptée à notre étude. Sur les 29 thèmes d’analyse de l’occupation du sol d’un territoire proposé par SPOT Thema, 20 thèmes sont présents sur le territoire de Saint-Etienne Métropole. Référence cartographique : Carte n°1 : Occupation du sol de Saint-Etienne Métropole Tous les éléments identifiables de la mosaïque paysagère sont attribués à un ou plusieurs ensembles d’écosystèmes pour former des continuités écologiques appelées continuums. L’ensemble de ces continuums forme le réseau écologique global. Figure 6 : Schéma du réseau écologique global Le choix des continuums représente une étape essentielle dans la cartographie du réseau écologique. Dans un souci d’homogénéité et de comparaison, celui-ci a été réalisé sur la base du Réseau Ecologique Départemental de l’Isère (REDI). Cependant, il n’est pas possible de faire la distinction entre les espaces boisés de basses altitudes (< 1 400m) et de 20 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole moyennes altitudes (> 1 400m) comme cela avait été réalisé dans l’étude Infrastructure Verte et Bleue puisque l’ensemble du territoire de Saint-Etienne Métropole se situe à une altitude inférieure à 1 400 mètres. (Cf. Carte n° 2 de l’atlas). D’autre part, l’absence dans la typologie SPOT Thema d’un thème référant uniquement aux espaces ouverts herbacées prairiaux et pastoraux, n’a pas permis de mettre en évidence un continuum « thermophile ». Celui-ci est remplacé par le continuum des espaces semi-naturels. Le tableau suivant présente les différents continuums ainsi que leur composition : Continuums Continuum des milieux aquatiques Continuum des espaces boisés Continuum des espaces agricoles Continuum des espaces semi-ouverts Code ST05 82 81 61 62 63 64 65 52 51 71 75 Thèmes ST Etendues d'eau Cours et voies d'eau Forêts - Feuillus dominants Forêts - Conifères dominants Forêts - Bois indéterminés Forêts - Bois en mutation Forêts - Boisements linéaires Cultures permanentes Terres arables et prairies Landes et fourrés Roches nues Tableau 5 : Choix des continuums et regroupement des thèmes SPOT Thema correspondant Remarque : Il faut prendre conscience que le découpage du territoire en quatre continuums seulement induit une simplification de la réalité. Ces continuums sont déterminés à partir d’une logique de structuration paysagère fondée sur le potentiel qu’offre la typologie SPOT Thema et non sur une approche par espèces. Les zones d’extension sont issues d’un regroupement des thèmes de SPOT Thema en fonction de leur homologie écologique. Cependant pour certains continuums, comme celui des milieux aquatiques et humides, ils doivent être complétés avec des données externes à SPOT Thema. 21 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Les données fournies par SPOT Thema pour ce continuum sont incomplètes. Il a donc fallu enrichir la base de données SPOT par l’utilisation de la BD Carthage. Il s’agit dans un premier temps de transformer les données de types linéaire en données surfaciques, et cela en fonction des catégories de largeur définies dans la table attributaire de la BD Carthage. Toujours, en adéquation avec la méthode IVB, il a été retenu une valeur moyenne de tampon à appliquer aux polylignes : Largeurs cours d’eau (BD Carthage) Code 1 0 – 15m Code 2 15 - 50m Code 3 + de 50m Sans information Valeur du tampon (en m) 4 16 25 4 Largeur finale de l’objet graphique (en m) 8 32 50 8 Tableau 6 : Valeurs des tampons retenues en fonction du code largeur de la BD Carthage Il suffit ensuite d’assembler le fichier ainsi obtenu et les données SPOT Thema des codes ST05 81 et 82 afin d’obtenir la zone d’extension des milieux aquatiques. Pour les autres continuums (boisés, semi-ouverts et agricoles de plaine), les zones d’extension sont déterminées uniquement à partir des données d’occupation du sol de SPOT Thema. 22 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Les marges écotonales sont déterminées par l’application d’un tampon autour de la zone d’extension. La valeur du tampon utilisée varie en fonction du continuum considéré. Les largeurs utilisées (100 m et 50 m) sont issues des travaux menés par Guy Berthoud sur le réseau écologique national Suisse (REN, 2004) : Type de continuum Marge écotonale : largeur retenue du tampon Continuum des espaces boisés +100m Continuum des milieux aquatiques +50m * Continuum des espaces agricoles -100m ** Continuum des espaces semi-ouverts +100m Tableau 7 : Valeur de tampon retenue pour qualifier la marge écotonale de chaque continuum * Tampon de 50m qui s’ajoute à ceux déjà réalisés à partir de la BD Carthage dans la définition des zones d’extensions. ** Tampon négatif, car il est considéré que les espèces agricoles sont inféodées pour leur déplacement aux milieux agricoles et ne peuvent s’en éloigner que très ponctuellement. Les obstacles (zones urbanisées, infrastructures routières…) sont soustraits des marges écotonales puisque ces secteurs ne sont pas considérés comme marges fonctionnelles. 23 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole La détermination des zones nodales s’appuie sur des sites connus et/ou reconnus par un statut, de protection, de gestion ou encore de reconnaissance par un inventaire patrimonial. L’étude reprend la classification mise en place par l’Agence d’urbanisme de Grenoble en partenariat avec Guy Berthoud dans l’analyse du réseau écologique de Bièvre-Valloire (décembre 2009). Elle a toutefois été adaptée au territoire de Saint-Etienne Métropole : Sites structurants - Sites significatifs ZNIEFF de type 2 ZNIEFF18 de type 1 - ZICO 20 - ENS19 (Zone d’intervention) - Sites Natura 2000 (Directive oiseaux) - Sites Natura 2000 (Directive habitats) - ENS (Zone d’observation) - Reserve naturelle nationale - Sites écologiques prioritaire du PNR Pilat - Cours d’eau - APPB - 17 Classement L232-6 (décret) Classement L232-6 (arrêté) Classement loi 1919 Tableau 8 : Composition des sites structurants et des sites significatifs Les « sites structurants » représentent des espaces souvent de petites taille mais dont la richesse en espaces rares/protégées/menacées est importante. Quant aux « sites significatifs », ils sont caractérisés par des sites plus vastes jouant un rôle paysager et écologique. En conséquence, seuls les « sites structurants » ont été utilisés comme zone nodales. 17 18 19 20 APPB : Arrêté de protection de Biotopes ZNIEFF : Zone Naturelle d’Intérêt Ecologique, Faunistique et Floristique ENS : Espaces Naturels Sensibles ZICO : Zones importantes pour la conservation des oiseaux 24 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole L’ambition de cette approche se limite à mettre en évidence des zones de passage potentiellement utilisée par la faune entre les zones d’extension du continuum boisé dont les espèces franchissent facilement plusieurs centaines de mètres. Pour les autres continuums, il est considéré que les corridors potentiels sont inclus dans les marges écotonales : on parle de corridors écotonaux. La détermination de ces corridors est réalisée à l’aide de la méthode de dilatation/érosion. La distance tampon appliquée est de 500m ; elle fait référence encore une fois à l’étude Infrastructure Verte et Bleue. Figure 7 : Illustration de la méthode dilatation-érosion A ce stade de l’étude, il est possible de réaliser la mise en forme des cartes représentant le développement de chacun des continuums retenus. Références cartographiques : cartes n°6 à 9 de l’atlas Carte n° 6 : Développement du continuum boisé Carte n° 7 : Développement du continuum agricole Carte n° 8 : Développement du continuum des milieux aquatiques Carte n° 9 : Développement du continuum des milieux semi-ouverts Les cartes de réseaux écologiques ainsi obtenues fournissent une représentation graphique des éléments paysagers partiellement organisées en réseaux fonctionnels. Elles constituent un support en vue de la hiérarchisation des différents éléments du réseau. 25 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole L’objectif de cette seconde partie de l’étude vise à hiérarchiser au sein des continuums les éléments les plus remarquables. Cette évaluation passe par une méthode d’évaluation de la « valeur écologique » des éléments constitutifs du réseau écologique. Cette évaluation de la valeur écologique est fondée sur l’application des principes méthodologiques mis en place par Guy Berthoud et détaillés dans sa publication de décembre 1989 : « Méthode dévaluation du potentiel écologique des milieux » - Programme national Suisse de recherche Sol (PNR 22), Coordination Guy Berthoud. Les principes de cette méthode sont exposés ci-dessous (extrait du document, p 11) : « La valeur écologique d’un site est définie dans un système multidimensionnel comme étant le résultat du produit des facteurs contribuant le plus fortement à cette valeur : Soit la valeur écologique VE= F1 x F2 x F3 dans laquelle F1, F2, F3 sont les facteurs. La valeur d’un site n’est pas déterminée par une addition simple de facteurs importants, car l’annulation d’un des facteurs entraine une dévaluation totale du site. Il y a donc synergie. La pratique a permis de définir 3 facteurs principaux : la qualité, la capacité et l’ensemble des fonctions du site. Au cours de l’analyse, il s’agit d’utiliser au mieux les indications disponibles pour pondérer les trois facteurs déterminants. A l’échelle du biotope, les indicateurs les plus utiles sont les suivants : Pour le facteur de QUALITE : - La diversité faunistique et floristique La rareté du biotope La richesse en espèces rares L’état naturel du milieu 26 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Pour le facteur de CAPACITE : - La surface La richesse en éléments structurants Pour le facteur FONCTION : - Les possibilités de refuge Les possibilités de reproduction Les possibilités de ressources alimentaires Les possibilités d’échanges avec des milieux voisins. Par analogie, des indicateurs identiques ou très semblables peuvent êtres trouvés au niveau du secteur ou de la région. Le type d’application et surtout le stade de développement du projet à étudier vont déterminer la précision de l’échelle propre à chaque secteur. » Chaque facteur est évalué sur une échelle de 1 (très faible) à 5 (très élevé). La valeur 0 n’est pas prise en compte pour ne pas annuler l’évaluation finale lors de la multiplication des facteurs. D’un point de vue de la réalisation, l’évaluation nécessite le passage à des données de type raster. La résolution utilisée joue un rôle non négligeable dans la qualité des résultats obtenus comme l’a démontré Céline Thyriot dans son étude de 2007 sur les corridors du PNR Pilat. La résolution retenue est de 10 m (correspond à la résolution de SPOT). Figure 8 : Influence de la résolution - Etude corridor PNR Pilat (Céline Thyriot) 27 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole La méthode type utilise quatre indicateurs : diversité faunistique et floristique, rareté du biotope, richesse en espèces rares, état naturel du milieu. L’agence d’urbanisme de Grenoble en partenariat avec Guy Berthoud, a synthétisé l’ensemble de ces indicateurs en deux indices : - Indice d’intérêt patrimonial (Q1) - Indice de naturalité (Q2) L’indice « d’intérêt patrimonial » dans le cadre de l’étude sur Bièvre-Valloire a été évalué sur la base d’une expertise terrain réalisé par des naturalistes. Sur le territoire de SaintEtienne Métropole nous ne disposons pas de ce type de données. L’évaluation du facteur qualité reflète donc uniquement l’indice de naturalité. Il a été déterminé sur une échelle 1 à 5 pour chaque continuum : - Zones nodales : 5 ; - Zones d’extension : 4 ; - Marges écotonales : 3 ; - Corridors potentiels : 2 (continuum boisé uniquement) ; - La valeur 1 n’est pas attribuée. Références cartographiques : cartes n°10 à 13 de l’atlas Carte n° 10 : Facteur qualité du continuum boisé Carte n° 11 : Facteur qualité du continuum agricole Carte n° 12 : Facteur qualité du continuum des milieux aquatiques Carte n° 13 : Facteur qualité du continuum des milieux semi-ouverts 28 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole L’évaluation de ce facteur se fonde intégralement sur la surface. Il est considéré que plus elle est grande, plus la capacité d’accueil du milieu concerné est potentiellement élevée. L’idée est donc d’attribuer une valeur de surface, synthétisée par un indice en 5 classes : Type de continuum Continuum des espaces boisés Limites de classes surfaciques 0 – 25 ha 25-50 ha 50 – 75 ha 75 – 100 ha > 100 ha Continuum des milieux aquatiques Continuum des espaces agricoles Continuum des espaces semi-ouverts 0-6 ha 6-12 ha 12-18 ha 18-24 ha > 24 ha 0-100 ha 100-200 ha 200-300 ha 300-400 ha > 400 ha 0-25 ha 25-50 ha 50-75 ha 75-100 ha > 100 ha Valeur de l’indice capacité 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Tableau 9 : Valeur de l'indice de capacité de chaque continuum en fonction de la surface Ces classes de valeurs n’ont pas été définies arbitrairement, mais correspondent à celles utilisées par Guy Berthoud en Suisse (REN, 2004) et sur Bièvre-Valloire (2010). Références cartographiques : cartes n°14 à 17 de l’atlas Carte n° 14 : Facteur capacité du continuum boisé Carte n° 15 : Facteur capacité du continuum agricole Carte n° 16 : Facteur capacité du continuum des milieux aquatiques Carte n° 17 : Facteur capacité du continuum des milieux semi-ouverts 29 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Remarque : Il semblerait judicieux de nuancer l’effet de surface par un indice prenant en compte la forme de l’objet. En effet, un habitat de forme linéaire possède une compacité faible comparé à un habitat qui se rapprochera de la forme d’un cercle, et ce, même si il représente la même surface. Deux indicateurs évaluables à partir des données SIG disponibles ont été retenus pour qualifier le facteur de fonctionnalité : - La polyvalence du continuum - Le niveau de connectivité des espaces. Cet indice est évalué par le calcul du nombre de superposition des continuums en chaque point de l’espace. Plus ce nombre est élevé en un site, plus il est considéré que le niveau de fonctionnalité du site est élevé. En termes de réalisation, une reclassification de l’ensemble des éléments constitutifs de chaque continuum est effectuée dans le but d’obtenir des données de type binaire (NoData devient 0 et toutes les autres valeurs deviennent égales à 1). On procède ensuite à la somme des 4 rasters ainsi obtenus, à l’aide de la Calculette raster de l’extension « Spatial Analyst » d’Arcgis. Figure 9: illustration du fonctionnement de la somme raster Dans notre cas, la valeur de chaque pixel est égale à 0 ou 1. La valeur de chaque pixel du raster en sortie est donc comprise entre 0 et 4. 30 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Ce second indicateur est lié à la réalisation d’un test de dispersion évaluant le niveau de connectivité de chaque continuum. L’objectif est de simuler le déplacement potentiel de la faune à partir des zones nodales en intégrant un facteur de résistance à ces déplacements, occasionnés par les milieux traversés. D’un point de vue informatique, cela se traduit par l’utilisation d’un algorithme de « distance coût ». La première étape consiste à définir la table de friction (ou matrice de résistance) pour chaque continuum en fonction de l’occupation du sol. Dans ce but, la matrice établie par des experts écologues et utilisée par la DIREN RhôneAlpes dans son étude Infrastructure Verte et Bleue a été réutilisée dans le cadre de notre démarche sur Saint-Etienne Métropole. Continuu Code m des Thèmes ST ST05 espaces boisés Espaces urbains - Zones bâties 11 100 Espaces urbains - Equipements 12 100 urbains Espaces urbains - Zones 21 100 industrielles Espaces urbains 22 100 Infrastructures routières Espaces urbains - Emprises 23 100 portuaires Espaces urbains - Aéroports 24 100 Extraction de matériaux 31 30 Espaces verts 42 30 Equipements sportifs 41 30 Terres arables et prairies 51 5 Cultures permanentes 52 5 Forêts - Feuillus dominants 61 0 Forêts - Conifères dominants 62 0 Forêts - Bois indéterminés 63 0 Fôrets - Bois en mutation 64 0 Fôrets - Boisements linéaires 65 5 Landes et fourrés 71 5 Roches nues 75 100 Etendues d'eau 82 30 Cours et voies d'eau 81 5 Continuum Continuum Continuu des espaces des zones m milieux agricoles de thermophile humides plaines s sèches 100 100 30 100 100 30 100 100 30 100 100 100 100 100 30 100 100 100 30 30 30 30 30 30 30 5 100 100 0 0 100 30 30 30 0 0 30 30 30 30 0 5 100 100 5 30 30 30 30 5 5 5 5 5 5 5 0 100 100 5 Tableau 10 : Matrice de résistance pour chaque classe d'occupation de SPOT Thema en fonction des Continuum 31 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Quatre niveaux de résistance y sont établis : - Valeur « 0 » : nulle ; - Valeur « 5 » : faible ; - Valeur « 30 » : moyenne ; - Valeur « 100 » : forte. La pente, ainsi que les obstacles anthropiques (bâti, infrastructure routière…) jouent également un rôle non négligeable dans le déplacement de la faune. L’utilisation du MNT 21 permet de mettre en évidence les secteurs de fortes pentes (Cf. carte n°3 de l’atlas). Pentes en degrés Entre 0 et 5° Entre 5 et 30° Entre 30 et 45° 45° et plus Coefficient de résistance 0 5 10 infranchissable Tableau 11 : Matrice de friction en fonction de la pente Pour les pentes, les valeurs de résistance sont extraites du rapport de l’étude menée par Celine Thyriot sur les corridors écologiques du PNR Pilat en 2007. Pour les obstacles anthropiques, création d’un masque caractérisant les secteurs « infranchissables » (Bâti, voies autoroutières) à partir des données de la BD Topo (Cf. carte n°5 de l’atlas). La grille de friction utilisée sur le territoire de Saint-Etienne Métropole correspond à la combinaison de tous ces éléments. Une fois la matrice de friction déterminée, la seconde étape consiste en l’application de l’algorithme de distance coût pondérée de l’extension « Spatial Analyst » d’Arcgis. Il détermine l’itinéraire de moindre coût à partir de points ou de surfaces sources, en simulant la dispersion dans toutes les directions et en additionnant la valeur de chaque cellule traversée. 21 MNT : Modèle numérique de terrain 32 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Figure 10: Fonctionnement de l'algorithme « distance coût pondérée » Dans notre cas, les zones sources sont représentées par les zones nodales. La fonction « coût pondéré » offre la possibilité d’attribuer un coût maximum que la simulation ne peut dépasser. Ici, il n’a pas été utilisé d’espèces particulières pour établir les modèles de continuum, car seule la définition d’un espace accessible par un animal hypothétique au cours de sa dispersion était recherchée. En conséquence, aucun coût maximal n’a été attribué. On obtient un gradient de valeur qu’il s’agit ensuite de répartir en classes de connectivité afin de définir l’indicateur F2 selon une échelle de 1 à 5. Ces classes de connectivités ont été calquées sur celles utilisées en suisses (REN, 2004) avec un facteur 10 due à l’utilisation d’une résolution de 10m au lieu de 100m. Valeurs de connectivité : classes pour l’indice F2 5 4 Valeurs indice de dispersion 1 à 400 400 à 1 600 3 1 600 à 6 400 2 1 6 400 à 25 000 > 25 000 Fonctions Forte connectivité Connectivité moyenne Connectivité moyenne à faible Faible connectivité Non connecté Tableau 12 : valeurs de connectivité F2 en fonction des valeurs de l'indice de dispersion 33 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole Remarques : Dans le but d’améliorer le modèle de « coût », il serait utile de localiser et d’intégrer dans la modélisation certains aménagements du territoire permettant de reconnecter les espaces naturels entre eux : notamment les passages à faune au niveau des infrastructures routières et ferrées. Ces sites, considérés comme des points de passages privilégiés, seraient associés à des coefficients de résistance faibles. Figure 11: Influence des passages à faunes dans la modélisation de la dispersion des espèces Le tracé de la potentielle future autoroute A45 entre Lyon et Saint-Etienne, n’a pas été retenu dans le modèle puisque l’Assemblée nationale a voté un amendement à la loi Grenelle 2 qui prévoit que la Trame Verte et Bleue soit « prise en compte » par les infrastructures linéaires de l’Etat (autoroutes et lignes à grandes vitesses). L’intégration du réseau routier (hors autoroute) présent sur le territoire de SaintEtienne Métropole, hiérarchisé en fonction du trafic a été envisagé. Toutefois, ne sachant pas comment l’intégrer au modèle de friction (classes et valeurs de friction correspondantes), il n’a pas été pris en compte. 34 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole L’évaluation du facteur fonction est obtenue par la somme de F1 et F2. Cependant, de cette somme résulte un échantillonnage en 9 classes. Une reclassification est donc obligatoire pour retrouver une évaluation en 5 classes. Les regroupements suivant ont été utilisées : - Classe 1 (très faible) du facteur Fonction regroupe les classes 2 et 3 du raster de somme ; - Classe 2 (faible) du facteur Fonction correspond à la classe 4 du raster de somme ; - Classe 3 (moyen) du facteur Fonction correspond à la classe 5 du raster de somme ; - Classe 4 (élevé) du facteur Fonction correspond à la classe 4 du raster de somme ; - Classe 5 (très élevé) du facteur Fonction regroupe les classes 7, 8 et 9 du raster de somme ; Références cartographiques : cartes n°18 à 21 de l’atlas Carte n° 18 : Facteur Fonction du continuum boisé Carte n° 19 : Facteur Fonction du continuum agricole Carte n° 20 : Facteur Fonction du continuum des milieux aquatiques Carte n° 21 : Facteur Fonction du continuum des milieux semi-ouverts Cette valeur est calculée à l’aide de la « Calculette raster » avec la formule suivante : Ve = Q x C x F Dans laquelle : Ve = la valeur écologique ; Q = le facteur Qualité ; C = le facteur Capacité ; F = le facteur Fonction. L’évaluation de la « valeur écologique » globale (Ve) s’effectue pour chaque continuum indépendamment des autres. Une carte de « valeur écologique » pour chacun des quatre continuums est ainsi établie. 35 | P a g e Analyse du réseau écologique du territoire de Saint-Etienne Métropole La valeur de chaque pixel lors de la multiplication des trois facteurs s’échelonne de 1 à 125. Dans le but de garder une évaluation en 5 classes, on effectue les regroupements suivant : - 1 à 8 = classe 1 (très faible) ; - 9 à 29 = classe 2 (faible) ; - 30 à 50 = classe 3 (moyenne) ; - 51 à 76 = classe 4 (élevée) ; - 77 à 125 = classe 5 (très élevée) Références cartographiques : cartes n°22 à 25 de l’atlas Carte n° 22 : Valeur écologique du continuum boisé Carte n° 23 : Valeur écologique du continuum agricole Carte n° 24 : Valeur écologique du continuum des milieux aquatiques Carte n° 25 : Valeur écologique du continuum des milieux semi-ouverts Remarque : Il est possible de pondérer chacun des facteurs si l’on veut favoriser un ou plusieurs d’entres eux dans le calcul de la « valeur écologique ». Dans notre cas, aucun facteur n’a été favorisé. La hiérarchisation des éléments constitutifs du réseau écologique de Saint-Etienne Métropole a permis la réalisation de cartes de la « valeur écologique » pour chaque continuum, évaluée selon 5 classes. Ces résultats cartographiques sont cependant complexes. Une carte de synthèse, dite des « zones prioritaires » est établie en sélectionnant les zones les plus « riches », où les risques d’atteinte à la qualité écologique des continuums est forte. On sélectionne ainsi les indices « VE » supérieurs à la moyenne, soit les classes 4 et 5 (respectivement 51-76 et 77-125 points). Référence cartographique : carte n°26 de l’atlas Carte n° 26 : « Zones prioritaires » 36 | P a g e Résultat, limites de l’étude et perspectives d’amélioration En ce qui concerne les cartes de la « valeur écologique », il faut avoir conscience que les espaces qualifiés par une faible valeur écologique ne sont pas forcement dépourvus de tout intérêt écologique puisqu’ils représentent des espaces dont la fonctionnalité a été dégradée mais qu’il serait peut-être intéressant de restaurer. Le point fort de cette méthode est qu’elle permet de spatialiser la « valeur écologique » des espaces selon trois entrées (qualité, capacité, fonction) qui se complètent et se renforcent pour donner une vision des enjeux d’un territoire. Cependant, elle est fondée sur la notion théorique des réseaux écologiques, ce qui implique malgré la complexité du modèle d’un point de vue informatique, une simplification de la réalité. C’est pourquoi une validation terrain est nécessaire afin de valider ou d’invalider les espaces mis en avant lors de cette analyse. On dénombre plusieurs limites : Le facteur Qualité lors de cette étude a été évalué uniquement à partir de l’indice de naturalité. Or dans la méthodologie utilisée par Guy Berthoud sur le territoire de Bièvre-Valloire un indice d’intérêt patrimonial, basée sur des inventaires terrain a été réalisé. Ces données manquantes, ont pu jouer un rôle dans la cartographie des « zones prioritaires ». Pour le modèle de friction, le réseau autoroutier existant sur le territoire de SaintEtienne Métropole, a été considéré comme « infranchissable » dans son intégralité. Or il existe peut-être des endroits perméables aux passages potentiels de la faune (passage à faune). Dans la modélisation de la dispersion (indice F2), ces passages jouent un rôle non négligeable (Cf. Figure 11). On aboutit à une cartographie riche et complexe qui est difficilement appropriable telle quelle sans une synthèse faisant ressortir les secteurs à enjeux. 37 | P a g e Résultat, limites de l’étude et perspectives d’amélioration L’étude est basée sur des données temporelles hétérogènes. La base de données d’occupation du sol SPOT Thema date de 2005. L’agence est en pleine acquisition de la nouvelle base 2010. Il sera constructif de mettre à jour le modèle avec cette nouvelle version. Comme il l’a été souligné lors de l’établissement de la grille de friction pour le calcul de l’indice de fonctionnalité (F2), une prise en compte du réseau routier en fonction du trafic journalier permettrait d’obtenir une « table de friction » plus approchante de la réalité. Cependant, cela suppose l’établissement de classes de valeurs en fonction du nombre de véhicules ainsi que l’attribution d’une valeur de friction pour chacune classe ainsi mise en évidence. D’autre part, toujours au niveau des obstacles, certains sont facilement identifiables comme les infrastructures de transports, les zones industrielles. D’autres sont plus difficiles à analyser comme les obstacles immatériels (pollution, bruit) qui ont un impact non négligeable sur certains animaux. Ces zones susceptibles d’être « polluées » peuvent représenter une discontinuité et éventuellement une barrière au déplacement de la faune. L’intégration de ces données dans l’évaluation du facteur Fonction semble donc utile. Enfin, au niveau du facteur Capacité, la prise en compte de la compacité des éléments permettrait de mieux évoluer la capacité réelle d’une surface. 38 | P a g e Conclusion En ce qui concerne l’étude, plusieurs approches étaient possibles pour traiter la question de la biodiversité sur le territoire de Saint-Etienne Métropole. La méthodologie utilisée dans un premier temps en Suisse et dernièrement sur le territoire de Bièvre-Valloire par Guy Berthoud a permis de distinguer et de cartographier les espaces de nature ordinaire et de nature remarquable potentiellement important pour la préservation de la biodiversité. Ces zones doivent faire l’objet d’une visite terrain, afin de déterminer si ces espaces cartographiés correspondent effectivement à des zones prioritaires. Du point de vu du stage, il m’a permis de travailler sur un domaine que j’affectionne particulièrement, à savoir l’environnement. D’autre part, l’étude à nécessité une utilisation avancée des outils d’analyse spatiale, et donc le développement de mes compétences sur l’extension « Spatial Analyst » du logiciel Arcgis. Enfin, le fait d’avoir évolué au sein d’une agence d’urbanisme m’a permis d’améliorer mes connaissances dans le domaine de l’urbanisme, notamment en ce qui concerne les documents de planification que sont le SCOT et le PLU. 39 | P a g e Table des figures Figure 1 : Cartographie de dispersion du cerf en Gironde – CETE Ouest ............................... 11 Figure 2 : Carte du fonctionnement écologique globale - SCOT Valenciennes Métropole ..... 12 Figure 3 : Cartographie du Continuum boisé avec la méthode IVB – Caen Métropole........... 13 Figure 4 : Cartographie des éléments constitutifs du continuum forestier - Bièvre-Valloire . 15 Figure 5 : représentation de la Valeur écologique du continuum forestier - Pays de BièvreValloire. ......................................................................................................................................... 16 Figure 6 : Schéma du réseau écologique global ........................................................................ 20 Figure 7 : Illustration de la méthode dilatation-érosion.............................................................. 25 Figure 8 : Influence de la résolution - Etude corridor PNR Pilat (Céline Thyriot)................... 27 Figure 9: illustration du fonctionnement de la somme raster ..................................................... 30 Figure 10: Fonctionnement de l'algorithme « distance coût pondérée » ................................... 33 Figure 11: Influence des passages à faunes dans la modélisation de la dispersion des espèces ........................................................................................................................................................ 34 Figure 12 : Eléments constitutifs d'un continuum ....................................................................... 41 Tableau 1 : Zones tampons des perturbations - Trèves .............................................................. 14 Tableau 2 : Mise en évidence manuelle des corridors – Trèves................................................. 14 Tableau 3: Données utilisées pour l'analyse du réseau écologique de Saint-Etienne Métropole....................................................................................................................................... 18 Tableau 4 : Niveaux d’information de SPOT Thema ................................................................. 19 Tableau 5 : Choix des continuums et regroupement des thèmes SPOT Thema correspondant21 Tableau 6 : Valeurs des tampons retenues en fonction du code largeur de la BD Carthage .... 22 Tableau 7 : Valeur de tampon retenue pour qualifier la marge écotonale de chaque continuum ........................................................................................................................................................ 23 Tableau 8 : Composition des sites structurants et des sites significatifs ................................... 24 Tableau 9 : Valeur de l'indice de capacité de chaque continuum en fonction de la surface ... 29 Tableau 10 : Matrice de résistance pour chaque classe d'occupation de SPOT Thema en fonction des Continuum ................................................................................................................ 31 Tableau 11 : Matrice de friction en fonction de la pente ............................................................ 32 Tableau 12 : valeurs de connectivité F2 en fonction des valeurs de l'indice de dispersion ..... 33 40 | P a g e Annexes Annexe 1 : Définition des éléments constitutifs d’un continuum Zone nodale : Ensemble de milieux favorables à un groupe écologique végétal et animal, constituant des espaces vitaux suffisants pour l’accomplissement de toutes les phases du développement d’une population. Zone d’extension : Une zone d’extension écologique présente des analogies avec la zone nodale, mais la qualité ou la surface ne sont pas suffisantes pour la désigner comme telle. Il s’agit pourtant globalement du même milieu, mais les espèces caractéristiques y sont plus dispersées. Zone de développement : Ensemble de milieux favorables à un ou plusieurs groupes écologiques végétaux et animaux, constituant des espaces vitaux partiellement suffisants pour l’accomplissement de phases de développement d’une population mais dans lesquels des zones nodales n’ont pas été identifiées. Marges écotonales : Ce sont des espaces complémentaires partiellement ou temporairement utilisées par la faune caractéristique du continuum, mais d’un autre type de milieu. Corridor écologique : Un corridor est un espace, libre d’obstacle infranchissable, offrant en priorité des possibilités d’échanges entres les zones nodales, les zones d’extensions ou les zones de développement d’un continuum. Figure 12 : Eléments constitutifs d'un continuum 41 | P a g e Annexes Annexe 2 : Description des attributs de la BD Carthage Codes des variables champs largeur 1 : 0à 15m 2 : entre 15 et 50m 3 : plus de 50m nature 1 : cours d’eau à berges non maçonnées 2 : cours d’eau à berges maçonnées 3 : voie navigable artificielle ou autre voie d’eau désignée comme « canal » et d’une largeur supérieure à 15m 4 : aqueduc, conduite forcée, tuyau, ou chenal artificiel conçu 5 : fossé, chenal pour l’irrigation ou le drainage 6 : autre 7 : estuaire principal : écoulement d’nu cours d’eau dans l’estran 8 : estuaire secondaire : écoulement autre que celui d’un cours d’eau dans l’estran position 1 : a ciel ouvert 2 : élevé sur pont, arcade ou mur 3 : souterrain 4 : tuyau posé au sol 5 : autre (ex : élevé sur un talus ou petite butte) 42 | P a g e Bibliographie - Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage (OFEFP), 2004 - « Cahier de l’environnement N°373 – Réseau écologique national REN, Rapport final ». 104 pages + annexes. - CEMAGREF, mars 2010 – « Etude de l’intégration des continuités écologiques dans les Scot en 2009 avant l’approbation de a Loi grenelle 2 – Partie 1 : rapport d’étude ». 123 pages + annexes. - CEMAGREF, mars 2010 – « Etude de l’intégration des continuités écologiques dans les Scot en 2009 avant l’approbation de a Loi grenelle 2 – Partie 2 : Recueil d’expériences de Scot ». 148 pages. - Association Inter-Parcs Massifs-Centrale (IPAMAC), novembre 2009 – « Identification d’une trame écologique du Massif-central avec extension vers les Pyrénées ». Présentation PowerPoint de 12 diapositives. - Agence d’urbanisme de la région grenobloise (AURG), décembre 2009 – « Analyse du réseau écologique du territoire de Bièvre Valloire ». 49 pages. - Région Rhône-Alpes groupe Trame verte et bleue, janvier 2010 – « Elaborer et mettre en œuvre la Trame verte et bleue – l’exemple de Rhône-Alpes ». Présentation PowerPoint de 58 diapositives. - Agence d’études d’Urbanisme de Caen-Métropole (AUCAME), avril 2010 - « La trame verte et bleue du territoire de Caen-Métropole ». 50 pages. - ASCONIT consultants, novembre 2009 - « Elaboration d’un guide méthodologique pour la prise en compte des écosystèmes, des continuités et des fonctionnalités écologiques dans les Scot ». Présentation PowerPoint de 69 diapositives. - Céline Thyriot, 2007 - « Cartographie des corridors écologiques/biologiques à l’échelle 1/25000ème sur l’ensemble du Parc Naturel Régional du Pilat – Rapport de stage ». 44 pages + annexes. 43 | P a g e Bibliographie - Eric Guinard et Lionel Ferreira (CETE 22 Sud-Ouest), septembre 2008 - « Cartographies des trames vertes et bleues en Aquitaine – Approche méthodologique ». Présentation PowerPoint de 38 diapositives. - Guy Berthoud (Bureau ECONAT-Concept), mai 2010 - « Analyse des espaces agricoles à l’aide de la méthode des réseaux écologiques hiérarchisés ». Présentation PowerPoint de 52 diapositives. 22 CETE : Centre d’Etudes Techniques de l’Equipement 44 | P a g e
