Apport des graphes paysagers pour améliorer la connectivité d’un réseau

 Equipe de recherche : UMR ThéMA 6049 CNRS.

Personnes impliquées : Céline Clauzel, Gilles Vuidel, Jean-Christophe Foltête

Domaine de recherche : Analyse spatiale, modélisation des réseaux écologiques, graphes paysagers

 

 

Parmi les priorités du Grenelle de l’environnement, figure la préservation de la connectivité paysagère par la mise en place de réseaux écologiques intégrés dans les documents de planification (Trame Verte et Bleue). Pour réduire la fragmentation et la vulnérabilité des habitats naturels et des populations animales, l’une des actions possibles est la création de nouveaux habitats pour renforcer le réseau. La question qui se pose aux aménageurs est « où créer ces nouvelles taches d’habitat pour maximiser la connectivité ? ».

Figure 1 : Localisation de 10 nouvelles mares potentielles sur une partie de la Franche-Comté. Exceptée la septième mare, toutes les autres permettent de reconnecter des sous-réseaux au réseau principal, formant un grand corridor reliant les Etangs de la Bresse Comtoise et les vallées de la Loue, la Saône et le Doubs. Seule la vallée de l’Ognon reste déconnectée dans sa partie aval en raison d’une forte densité de zones agricoles, considérées comme défavorables aux déplacements des amphibiens.

 

Nous avons mis en place un protocole systématique et cumulatif pour ajouter de nouvelles taches d’habitat à un réseau de mares dans le cadre de la conservation d’amphibiens. La modélisation par les graphes paysagers permet d’inclure la connectivité à l’échelle régionale comme un critère à maximiser. La méthode consiste à appliquer sur un graphe une grille d’échantillonnage d’une résolution donnée et à calculer le taux de variation d’une métrique de connectivité après l’ajout de chaque tache. Après le test de toutes les cellules, celle qui entraîne la plus forte augmentation de la métrique est validée. L’opération est répétée jusqu’au nombre souhaité de nouvelles taches d’habitat à créer. Les résultats fournissent des informations sur les zones stratégiques pour améliorer la connectivité d’un réseau et sur le nombre minimum de nouvelles taches d’habitat à créer pour atteindre un seuil donné d’amélioration.

Le Grand challenge 2013 nous a permis de tester la sensibilité des résultats issus du calcul d’ajout de taches en fonction de plusieurs paramètres de la modélisation : taille de la grille d’échantillonnage, seuillage du graphe et métrique de connectivité utilisée. Il nous a aussi permis de tester la bonne scalabilité (montée en charge) du logiciel que nous développons1. Le calcul le plus lourd a mis 9 jours et 12 heures avec 300 cœurs ; il aurait mis plus de 7 ans sur un ordinateur simple.

 

Cette recherche est développée dans le cadre du projet GRAPHAB 2 financé par le ministère de l’Ecologie (MEDDE) et piloté par Jean Christophe Foltête (ThéMA). Elle a donné lieu à plusieurs publications :

Clauzel, Celine, Cyrielle Bannwarth, and Jean-Christophe Foltete N.d.Integrating Regional-Scale Connectivity in Habitat Restoration: An Application for Amphibian Conservation in Eastern France. Journal for Nature Conservation. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S161713811400065X.

Foltête, Jean-Christophe, Xavier Girardet, and Céline Clauzel 2014A Methodological Framework for the Use of Landscape Graphs in Land-Use Planning. Landscape and Urban Planning(124): 240–250.