Cartographie prédictive des habitats

L’action A040302 « Cartographie prédictive des habitats » a démarré en 2009. Elle est divisée est deux sous actions, correspondant à deux recettes distinctes. L’une (A040302A) provient de la DG/MARE de l’Union Européenne et concerne le projet EuSeaMap développé dans le cadre de l’action Emodnet de la Commission. Elle vise à réaliser une carte globale des fonds marins européens sur quatre bassins (Baltique, Mer du Nord, Mer Celtique, Méditerranée ouest). L’Ifremer est responsable de la réalisation de la carte méditerranéenne, à une résolution de 250m. La seconde sous-action (A040302B) est une commande de l’Agence des AMP qui a le même objectif avec toutefois les spécificités suivantes : elle est limitée à la zone marine française et inclut par conséquent le golfe de Gascogne. En outre elle concerne deux résolutions de travail, l’une similaire à EuSeaMap, l’autre plus fine (100m) qui permet d’envisager la fourniture de cartes à l’échelle du 1/250000.

Cette question de la résolution a une incidence sur les habitats que l’on peut espérer représenter, notamment sur les rivages accores de Méditerranée où ces habitats ne peuvent faire que quelques pixels de largeur. Malgré ces différences, les deux actions seront décrites simultanément ci-dessous.

Définition des habitats à modéliser

Les habitats modélisés sont des habitats Eunis en général jusqu’au niveau 3, parfois jusqu’au niveau 4 sur fonds meubles. Les habitats de Manche/Atlantique ne posent pas de problème car ils sont directement issus de la typologie Eunis à trois variables abiotiques qui sont la nature du substrat, les étagements biologiques et l’énergie au fond. La fiabilité de restitution de ces habitats repose donc sur la qualité des couches constitutives. En Méditerranée où les habitats ne sont pas systématiquement définis en fonction de discriminants physiques (par exemple « biocénoses du détritique côtier ») mais plutôt d’appellations locales, un travail important a été fait, à chacune des deux échelles, de définition d’habitats qui soient a) cartographiable à l’échelle donnée (en fonction de la taille typique des unités d’habitat), b) réductibles de manière univoque à un triplet de variables tel qu’évoqué ci-dessus. Ceci a abouti, pour l’échelle la plus grossière (EuSeaMap) à une table de 17 habitats dont un extrait est montré dans la table ci-dessus. A l’échelle fine, quelques habitats sont ajoutés à ceux de cette table, en portant ainsi le nombre à 22.

Définition des seuils des variables physiques

La seconde étape est la définition des seuils entre les classes de chaque variable. Si par exemple la séparation des sédiments en cinq classes Folk est bien documentée car déjà réalisée dans les projets Mesh et Balance, la définition de classes d’énergie ou celle des zones d’étagement biologique doit être affinée. Faut-il par exemple prendre cinq classes d’énergie et dans ce cas, où en placer les seuils ? Comment définir la zone circalittorale méditerranéenne sur des critères géophysiques ? Le projet a beaucoup travaillé sur ces sujets en 2009. D’une part une sous-traitance a été engagée avec la société ACRI pour délivrer une carte du Kpar (quantité de lumière pénétrant dans l’eau) calculé sur une climatologie de cinq ans du satellite Meris à double résolution d’un kilomètre et de 250m. Par calcul de la valeur de 1% de lumière résiduelle et intersection avec la bathymétrie (MNT de 100 m en zone côtière et de 250m pour l’ensemble des bassins), on détermine ainsi la limite basse de la zone infralittorale ou zone euphotique. Cette limite a été calée sur des données de présence de forêts de laminaires en Bretagne et d’herbiers de posidonies en Méditerranée.

Pour les aspects d’énergie au niveau du fond, un CDD a été engagé pour travailler sur l’action combinée des vagues et des courants, générant une tension de cisaillement au niveau du fond. Sur les façades Manche-Atlantique et Méditerranéenne, avec l’aide du laboratoire Physed, les modèles Wavewatch, NFS, Mars et Menor et les outils Prévimer ont contribué à restituer des grilles aux meilleures résolutions (entre 1 et 10 km suivant les zones) des valeurs moyennes ainsi que des percentiles 90 afin de filtrer les évènements extraordinaires. Ces valeurs physiques se prêtent à des statistiques qui seront calculées sur divers habitats où les experts en benthos ont reconnu la tension de cisaillement comme un forçage important, notamment par exemple les habitats du circalittoral méditerranéen.

Collecte et préparation des données d’entrée du modèle

Les données ont été collectées à partir de sources très variées détaillées ci-dessous.

Bathymétrie

A échelle fine le MNT bathymétrique de résolution 100m réalisé à partie de la BDBS du SHOM a été livré fin 2009 par la société Géovariances pour la Méditerranée, complétant ainsi le MNT des côtes de France à cette résiolution. Pour la Méditerranée plus globalement, la base de travail est la bathymétrie à 500m compilée sur le bassin par le CIESM, que l’on a ré-échantillonée à 250 mètres. Dans le processus, la bathymétrie sert essentiellement à définir les zones biologiques, infralittorale et circalittorale.

Nature du substrat

L’harmonisation des données de substrat sous-marin est la tâche qui a mobilisé le plus d’efforts en 2009, afin de fournir idéalement deux couches sédimentaires transcrites en Folk à 5 classes à partir des fichiers numériques disponibles. En Manche-Atlantique, il s’agit d’une part des assemblages des cartes globales de Larsonneur, Lesueur et Castaing, d’autre part de la série des cartes G du SHOM complétée par quelques cartes locales. En Méditerranée, la source principale provient du BRGM et en Corse du projet Lima. Là où les données s’arrêtent vers le large, la continuité est assurée a minima par les cartes américaines IBCM. Pour le projet EuSeaMap, chacun des 3 pays riverains est chargé de remettre ses fichiers de polygones harmonisés à l’IEO espagnol qui les assemblera et les convertira en fichiers maillés à la résolution de travail du projet.

Données d’éclairement et d’énergie

A l’issue de 2009, une carte de la zone infralittorale est disponible :

  • à résolution du kilomètre, pour l’ensemble des côtes métropolitaines
  • à résolution 250 m pour les côtes de France.

Des fichiers d’énergie au niveau du fond (statistiques sur 3 ans environ) ont été calculés pour la Méditerranée, à la résolution kilométrique au nord du 39ème parallèle, à 6 km au sud de cette ligne. Il s’agit des moyennes du courant au niveau du fond et du percentile 90 de la tension provoquée par l’action combinée du courant et des vagues.

Fonctionnement du modèle

Le modèle fonctionnera en mode maillé, c'est-à-dire que les données d’entrée devront toutes être transformées dans ce mode. Ceci vaut surtout pour les polygones de nature du fond, les autres couches étant naturellement exprimées en pixels lors de leur genèse. Une réflexion a été engagée sur la possibilité de mettre en entrée du modèle des couches ayant des emprises et résolutions différentes, ceci indépendamment de la résolution de sortie. Dyneco/AG a mis en place sur ArcGIS une simulation de l’ensemble du processus sur une petite zone de nord-Bretagne utilisant des données générées par le projet Mesh, qui a prouvé que le logiciel gère facilement ces entrées multiples. Le projet EuSeaMap a retenu d’effectuer le calcul en coordonnées géographiques, avec adoption d’une résolution moyenne pour la Méditerranée (en fraction de degré représentant 250 m). Pour les cartes plus détaillées des côtes de France, il conviendra d’effectuer une projection en Lambert 93.