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Utilisations de Quantum GIS en classe de seconde pour étudier l'évolution de la biodiversité sous l'influence de l'homme

Par Jérôme Staub - Dernière modification 14/11/2011 20:55

Retour à la lettre géomatique n°14

Dans le cadre d'une excursion sur le terrain pour découvrir la biodiversité de l'estuaire de la Loire, les élèves utilisent des documents issus d'un projet SIG. Ce SIG est ensuite alimenté par les relevés effectués par les élèves et les données actuelles sont confrontées à des documents anciens géoréférencés. Les profondes modifications de la biodiversité induites par l'action de l'homme pour améliorer la navigation dans le Loire sont ainsi mises en évidence.

Toutes les manipulations utilisées sont décrites dans un tutoriel en ligne pour QGIS 1.7 dans l'espace pédagogique de l'Académie de Nantes.

 

Utilisation de QGIS et des données IGN pour construire un document utilisable sur le terrain.

Lors de l'excursion une carte au 1/10 000 est complétée par les élèves. Elle est bâtie à partir du scan25 distribué en 2007 à tous les établissements scolaires de la région Pays de la Loire dans le cadre d'une convention tripartite entre la préfecture de région, les conseils généraux et l'IGN.

QGIS possède un excellent composeur d'impression incluant un réglage précis de l'échelle et qui permet d'insérer la grille du quadrillage kilométrique Lambert 2 étendu correspondant au système de projection utilisé par nos récepteurs GPS qui datent de quelques années.

Il est possible aussi d'utiliser le scan25 distribué gratuitement par l'IGN pour la recherche et l'enseignement mais il faudra alors utiliser IGNmap pour reprojeter les documents car ils sont en Lambert 93.

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Déroulement de l'excursion

Le Port Lavigne en Bouguenais présente l'avantage d'être une zone naturelle protégée très proche du lycée et accessible par les transports en commun. La biodiversité est importante puisque pratiquement tous les milieux estuariens sont représentés sur un kilomètre carré. L'excursion, qui prend une demi-journée est souvent organisée en début d'année en commun avec les professeurs d'aide personnalisée. C'est donc le support d'une activité d'observation des élèves par l'équipe pédagogique. Les points évalués tiennent à l'attention, à la capacité à mettre en oeuvre les consignes et à réaliser une prise de note pertinente. lettre_geo03
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Quatre à cinq stations sont étudiées. Pour chacune, le repérage topographique et les coordonnées Lambert2 données par les récepteurs GPS sont notés. Un report manuel du point sur la carte est effectué, ce qui permet d'utiliser les compétences de mathématiques concernant les coordonnées d'un point dans un plan. Pour chacun des milieux, les élèves réalisent une description des formes de vie rencontrées et tracent sur la carte l'étendue observée de ce milieu.

Les travaux des élèves sont ramassés et corrigés dès la fin de la sortie. Plus que l'exactitude scientifique des informations, c'est la capacité à les organiser qui est évaluée. Cela rentre donc dans le cadre de l'évaluation des capacités expérimentales.


Report des données sur le SIG

Lors de la séquence de travaux pratiques suivant la sortie. Les documents de terrain sont rendus et les élèves ouvrent à nouveau le projet qui a été modifié. Les couches d'informations "stations" et "trajet" issues des récepteurs GPS ont été ajoutées par le professeur au préalable en utilisant le logiciel GPSUtility.

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Le travail des élèves consiste à tracer les couches d'informations correspondant aux différents milieux observés en conjuguant leur cartographie de terrain et la photo-interprétation de la BDOrtho de l'IGN.

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Le travail est en général rapide et efficace et la maîtrise de l'édition de couches vectorielles est rapidement acquise avec QGIS.

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Il est ainsi constaté que les différents milieux constituent une mosaïque dans l'estuaire.

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Confrontation avec les documents anciens et synthèse

Dans le jeu de données du projet plusieurs documents anciens sont présents mais pas affichés. Il s'agit principalement :
- de le photographie aérienne de 1989 achetée sous sa forme "papier" puis numérisée,
- de la photographie aérienne de 1952 qui est téléchargeable gratuitement sur le site de l'IGN au format JPEG2000,
- de la carte marine de 1882, photographiée au archives départementales de Loire Atlantique puis numérisée,
- de la carte de Coumes de 1863, photographiée aux archives nationales par Madame Le Nevez, secrétaire générale du Conservatoire Régional des Rives de la Loire et de ses Affluents (CORELA)
- de la carte d'état major de 1846, téléchargeable gratuitement sur le site de l'IGN au format JPEG2000.

Ces documents ont du être géoréférencés au préalable par le professeur en se basant sur les données IGN. Cette manoeuvre est réalisable assez facilement avec QGIS.

Après avoir tracés les contours des différents milieux, les élèves activent l'affichage des couches anciennes à la demande. Sans entrer dans le détail de l'analyse, voici comment ont étés utilisés certains de ces documents.

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La photographie aérienne de 1952 révèle que le paysage est très pauvre en arbres. Prise à marée basse, elle montre que les bras secondaires sont ensablés mais que le développement des roselières ne semble pas avoir débuté.

Le remblai issu du dragage de la Loire sur l'île de la Fourche est en cours de colonisation par la prairie xérophile.

 

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La carte de Coumes, dressée à la suite des inondations de 1843 et 1853, adopte un code couleur correspondant aux différents milieux naturels. Il est ainsi clairement montré que les bras secondaires au nord du Port Lavigne étaient alors des bras vifs.

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Les élèves constatent ainsi que la Loire coulait là où ils ont cartographié les roselières et la prairie xérophile.

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L'affichage de la couche "digues 1882" préparée par le professeur permet de décrire le processus de modification des milieux. Ces digues longitudinales présentées comme submersibles à l'époque avaient pour objectif de faciliter la remontée du flot vers l'amont et d'accélérer le courant au jusant pour évacuer les dépôts alluvionnaires. Cet effet de chasse a abaissé le fil d'eau de 4,5 mètres en quelques dizaines d'années et favorisé la remontée d'eau salée et par là même du bouchon vaseux. Dans le même temps les zones soustraites aux courants connaissaient un colmatage rapide suivie d'une colonisation par les végétaux.

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Les élèves sont donc amenés à conclure que la biodiversité aquatique a été profondément affectée par ces travaux alors que de nouveaux milieux terrestres se sont développés. Loins d'être immuables, les milieux naturels évoluent sous l'influence conjuguée de l'homme est des phénomènes biologiques et géologiques.

En ce qui concerne la maîtrise du logiciel et des données, aucun groupe d'élèves n'a connu d'échec même si l'avancement des travaux a été inégal. Cette démarche pratiquée d'abord avec fGIS puis avec Mapwindow s'est avérée plus aisée avec QGIS en particulier en ce qui concerne l'édition de couches. Parallèlement, il a été constatée une amélioration importante de la maîtrise les travaux numériques par les élèves depuis 2004.


Bibliographie

 

tutoriel pour le système d'informations géographiques QGIS 1.7
utiliser le Scan25® de l'IGN avec le Système d'Information Géographique fGIS
télécharger et utiliser les données géographiques de l'IGN en accès gratuit
utiliser IGNmap pour convertir des données de Systèmes d'Informations Géographiques (SIG)
biodiversité au port Lavigne
travaux de terrain en classe de seconde (programme 2010)
utiliser GPSUtility pour transférer des points et des traces du récepteur GPS à un Système d'Information Géographique (SIG)
utiliser la BDORTHO® 2004 avec le SIG fGIS
utiliser les photos aériennes anciennes de l'IGN pour suivre l'évolution de la forêt
évolution des milieux naturels et urbains dans l'estuaire de la Loire : Utilisation d'un SIG
utiliser les cartes d'état major anciennes de l'IGN pour étudier l'action de l'homme sur la biodiversité

 

Auteur: François Cordellier, professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé.


notice légale