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Utilisation d’archives géohistoriquespour la mise au point d’une nouvelle méthode paléoécologique

Using geo-historical archives for developing a new palaeo-ecological method
Damien Ertlen et Dominique Schwartz

Résumés

Ce travail s’inscrit dans une démarche de mise au point d’une nouvelle méthode de reconstitution des paléoenvironnements végétaux, basée sur l’analyse des matières organiques du sol par la spectroscopie proche infrarouge. Cette mise au point effectuée en Alsace requiert un référentiel de données sur l’histoire de la végétation depuis 300 ans. En réponse à cette requête, de nombreuses archives historiques et naturalistes ont été examinées. Un indice de qualité permettant de comparer des données très hétérogènes est proposé. Les plans terriers de 1761 et les cartes de l’Empire Allemand de 1880 sont les plus utiles pour l’étude de la végétation au XVIIIe et au XIXe siècles. Les observations naturalistes sont les plus précises dans les milieux forestiers pour le XXe siècle. Cette étude permet d’affiner le référentiel et de consolider la méthode en cours de mise au point.

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Texte intégral

Le rôle des données géohistoriques dans notre démarche méthodologique

1Dans notre démarche de mise au point méthodologique, les données de références utilisées occupent une place particulièrement importante. Quelle que soit la démarche choisie, l’utilisation de la SPIR se limite à une confrontation entre des objets connus et des objets que l’on cherche à connaître. Par conséquent, toute la qualité de l’outil que nous développons repose sur la qualité des données de références utilisées. Parmi ces données, certaines ont été produites (données naturalistes) et d’autres sont issues de documents anciens ou de travaux antérieurs en paléoécologie (Goepp, 2007). Le découpage des données en fonction du rôle respectif qu’elles jouent dans notre démarche de mise au point méthodologique est synthétisé dans la table 1.

Tableau 1 : Fonctions respectives des données de référence dans la démarche de mise au point méthodologique.

Les données en gras seront plus particulièrement examinées dans les parties 3 et 4 de cette article

2Il faut distinguer deux catégories de données nécessaires à notre démarche :
- Les données sur la végétation qui répondront aux questions : Quelle végétation ? A quelle époque ? Quelle évolution ?
- Les données sur la matière organique du sol qui répondront aux questions : Quelle est l’âge de la MO analysée ? Quel est son degré de transformation ?

3En combinant les deux catégories de données nous pourrons dire : « Cette matière organique a tel âge ou s’est décomposée sur tel laps de temps et sur ce laps de temps le sol a été fourni en matière organique par tel type de végétation ». Ceci nous permet d’établir un lien entre le spectre proche infrarouge de la matière organique et son origine végétale.

4A l’intérieur de ces deux catégories nous distinguons encore deux types de données :
- Les données à court terme (0-300 ans) sur lesquelles nous nous appuierons pour accomplir la première étape de notre démarche. Pour la végétation, il s’agit de rassembler et recouper toutes les informations disponibles et fiables sur les derniers siècles. Les données sont essentiellement empruntées aux historiens, aux géohistoriens et aux naturalistes. Nous discuterons des apports respectifs des différents documents utilisés parmi lesquels : les plans terriers de 1762, les cartes allemandes de la fin du XIXe siècle, les cartes du Service Géographique des Armées de l’entre-deux-guerres, les cartes de l’Institut Géographique National, les photos aériennes, les archives de l’ONF, les cartes postales anciennes, les textes anciens et les données naturalistes.
- Les données à long terme, à l’échelle du millénaire, sur lesquelles nous nous appuyons pour accomplir les étapes 2 et 3 de notre démarche. Les données historiques fiables concernant la végétation font défaut au-delà du XVIIIe siècle. Ce sont les données géoarchéologiques et paléoécologiques qui prennent le relais. La plupart des paléosols étudiés ont été mis au jour lors de fouilles préventives et sont bien replacés dans leur contexte archéologique. Pour les sols des chaumes vosgiennes et des forêts alentours, la principale source de données sont les travaux anthracologiques de Goepp (2007).

5Concernant l’âge de la matière organique, des mesures 14C sont effectuées sur les horizons de surface et profonds de sols fonctionnels et sur des horizons de surface de paléosols anciens. Ces datations sont complétées et confrontées à des datations de microcharbons de bois. Pour les paléosols, des données chronologiques sur l’âge de l’enfouissement des paléosols sont également fournies par l’archéologie.

6Dans cet article, nous nous concentrons sur les outils historiques et naturalistes couvrant les trois derniers siècles et nous n’évoquerons pas en détail les outils paléoécologiques et les méthodes de datation.

Analyses critiques des données sur la végétation à l’échelle des trois derniers siècles

7Les sources écrites, cartographiques, photographiques et naturalistes sont nombreuses et de qualité variable. C’est leur addition et leur confrontation qui nous permettent d’obtenir des informations de qualité. Nous pouvons distinguer trois critères principaux qui différencient ces sources :
- Le premier critère concerne la qualité de la localisation des données dans l’espace en relation avec l’échelle à laquelle les données sont produites. Cela va du texte évoquant un massif forestier de plusieurs centaines d’hectares sur le territoire d’une abbaye très vaste, à l’observation naturaliste sur un arbre soigneusement géoréférencé et localisé au mètre près.
- Le second critère est écologique ; il détermine le degré de précision de la description de la végétation. Les descriptions les plus vagues distinguent simplement les forêts des milieux ouverts, tandis que les descriptions botaniques les plus pointues donnent un inventaire exhaustif de la flore.
- Dans une moindre mesure, la précision et la fiabilité de la date de relevé des données est également un critère de qualité. Sur les trois derniers siècles, ce critère est plutôt homogène et rarement médiocre. De plus, compte tenu de nos besoins, une précision de l’ordre de la décennie est largement suffisante.

Les archives cartographiques

8Les archives cartographiques sont a priori les meilleures pour répondre à la question de la localisation, à plus forte raison lorsque l’échelle est grande comme c’est le cas pour les plans terriers de 1760 (≈ 1/ 5200). En général leur date d’édition est précise. Il ne faut cependant pas exclure un décalage entre les relevés de terrain et l’édition. Les principales limites concernent la précision des descriptions biogéographiques. La cartographie généraliste se limite le plus souvent aux contours des massifs forestiers. De plus, les cartes donnent une image ponctuelle dans le temps de la végétation puisque, sauf exception, l’âge des arbres n’est pas mentionné. Par conséquent, l’utilisation d’une série chronologique de cartes est nécessaire. Nous discuterons ci-dessous des nuances propres à chacun des documents cartographiques utilisés.

Les plans de finage du XVIIIe siècle

9Les plans d’arpentage, appelés plans terriers par les historiens et plans de finage par les géographes, sont dressés au XVIIIe siècle à la demande de l’Intendance d’Alsace pour répondre à une crise agricole et alimentaire. Cartographiés commune par commune, aux alentours de 1760 (Himly, 1959), ces plans constituent une série exceptionnelle couvrant la quasi-totalité du territoire alsacien à l’échelle du 1/5200. Deux initiatives parallèles et récentes facilitent l’accès à ces documents.

10D’une part, entre 2005 et 2008 un inventaire a été dressé regroupant 4147 cartes manuscrites élaborées entre le XVIIe et le XIXe siècle et conservées dans quatre dépôts strasbourgeois distincts (Labouley, 2008). Parmi les 1831 cartes inventoriées1 aux Archives Départementales du Bas-Rhin, 1009 (dont 50 % de minutes) sont des plans d’arpentage, émanant de l’Intendance d’Alsace et couvrant la quasi-totalité du territoire Bas-Rhinois. D’autre part, dans le Haut-Rhin, le service des Archives Départementales a numérisé et mis à disposition les 332 plans d’arpentage en sa possession, proposant une interface SIG pour leur consultation. Chaque légende étant digitalisée, la consultation des plans est rendue très facile2. Cette deuxième initiative à permis de démontrer par le géoréférencement et l’assemblage des 332 plans la grande précision de l’arpentage.

11Le finage de chaque commune est subdivisé en cantons, en fonction de leur statut (communal, seigneurial, privé) et de l’occupation du sol : terres labourables, prés de fauche, pâturages, forêts, vignes, bâti. A chaque canton est attribué un numéro ou une lettre qui renvoie à une légende organisée en fonction de l’occupation du sol. Dans la légende sont indiqués le toponyme du canton, sa superficie et parfois d’autres détails.

12La localisation de l’information sur ces plans est aisée, en particulier lorsqu’ils sont géoréférencés et superposables à un fond topographique récent. Bien que l’échelle soit très grande, la résolution spatiale n’est pas exceptionnelle puisque les informations sont données canton par canton. Cependant pour le XVIIIe siècle, cette résolution est remarquable et ne sera égalée qu’à la fin du XIXe siècle. La description de la végétation se limite aux grandes classes d’occupation du sol, avec une précision supplémentaire pour les terres agricoles. Ponctuellement, des informations plus précises sont disponibles. À titre d’exemple, pour la placette de référence du Herrenberg (HER) il est fait mention dans la légende « Herrenberg, forêt à l'abbaye de Munster peuplé de sapins entremêlés de hêtres bien fournis, vers la partie orientale, mais dégradée sur le sommet, la partie occidentale n'ayant qu'un sol fort ingrat et dépourvu de gros pieds d'arbres de 1063 arpents et 72 perches. » (Archives départementales du Haut-Rhin, C1169/11).

13L’ensemble de nos placettes de référence est couvert par les plans de 1760. Cependant les zones encore considérées comme marginales à l’échelle du finage et d’un point de vue agronomique sont mal représentées. C’est le cas des forêts seigneuriales et plus généralement de la crête principale du massif vosgien, impropre à la culture et éloignée de toute habitation. Ainsi, les placettes du Falimont (FAC), du Kastelberg (KAC, KAT), et du Champ du Feu (CFA, RCB) ne sont pas représentées ou du moins ne sont pas distinctes des forêts communales qui les séparent des vallées. Cette lacune est partiellement comblée par la carte de Cassini qui représente l’ensemble de la France à l’échelle de 1/86 000. La feuille de Luxeuil qui représente la crête principale des Vosges a été levée entre 1758 et 1761. Cependant cette alternative est de médiocre qualité, puisque son échelle est petite et la représentation de la végétation aléatoire. Elle permet tout juste de distinguer que les principaux sommets vosgiens ne sont pas boisés. C’est pour cette raison que nous ne reviendrons pas davantage sur ces documents. Dans le massif du Rossberg, la lacune des plans de finage est compensée par un plan similaire de 1772 détaillant le massif (Goepp, 2007). Dans ce cas, il semblerait que les différends territoriaux opposant l’abbaye de Murbach et l’Abbaye de Masevaux soient à l’origine d’une telle cartographie.
Les cartes de l’Empire allemand

14Le territoire alsacien est rattaché à l’Allemagne de 1871 à 1918, à la suite de la signature du traité de Francfort du 10 mai 1871. Entre 1880 et 1910 l’armée impériale cartographie l’ensemble de son territoire à 1/25 000 avec une précision proche des meilleures cartes topographiques actuelles. Ces cartes en noir et blanc sont accessibles aussi bien à la cartothèque de la Faculté de Géographie et d’Aménagement de Strasbourg qu’aux Archives Départementales (Haut-Rhin et Bas-Rhin).

15La localisation est rendue aisée par la représentation du relief sous forme de courbes de niveau avec une équidistance de 10 ou 20 mètres selon les feuilles. Les toponymes représentés ont très peu évolué depuis. En revanche, la numérotation des parcelles forestières qui figure sur ces cartes est différente de la numérotation actuelle.

16Les informations concernant la végétation sont particulièrement instructives. Les massifs forestiers sont représentés avec un figuré triangulaire lorsqu’il s’agit de conifères et un figuré rond lorsqu’il s’agit de feuillus. Un mélange des deux figurés est employé pour les forêts mixtes. Le recoupement avec des documents de l’administration française des Eaux et Forêts (cf. infra) confirme la fiabilité de ces sources. Concernant les milieux ouverts, un figuré propre aux prairies (prés et pâturages confondus) permet de les distinguer des espaces cultivés laissés blancs. L’ensemble des placettes de référence est cartographié sur cette série très homogène.

17Il faut signaler également aux alentours de 1900 l’existence de quelques plans forestiers édités par l’administration allemande ; ils présentent une cartographie précise des essences. Nous ne les avons pas utilisés et nous ne les présentons pas davantage en raison de la trop faible couverture spatiale qu’ils offrent. En effet, les plans auxquels nous avons pu avoir accès ne concernent que quelques communes de la vallée de la Bruche (67).

Les cartes du Service Géographique des Armées et de l’IGN

18Les cartes d’état-major sont produites pour le territoire alsacien entre 1918 et 1940 par le Service Géographique des Armées (SGA) français. L’Institut Géographique National (IGN) créé en 1940 sous la Troisième République prend véritablement la relève du SGA pour la couverture cartographique du territoire français en 1947. C’est entre 1939 et 1940 que le SGA est le plus actif en Alsace avec près de la totalité du territoire couvert à cette période. L’échelle de 1/20 000 avec des agrandissements à 1/10 000 offre une bonne résolution spatiale. Après la seconde guerre mondiale l’IGN privilégie la cartographie à 1/ 50 000.

19La végétation est représentée de façon très sommaire, se limitant à l’indication des zones boisées. L’utilisation de ces cartes sans confrontations à d’autres données sur la végétation est donc d’un intérêt limité. L’avantage de cette série réside dans le rythme régulier des mises à jour et des rééditions calquées sur autant de nouvelles campagnes de photographies aériennes. En moyenne, ce sont quatre mises à jour différentes qui s’échelonnent entre 1939 et 2009. Ce rythme est suffisant pour suivre la progression naturelle des forêts sur les espaces ouverts et repérer les zones défrichées dans la seconde moitié du XXe siècle. Cependant, dans le cadre de la première étape de notre démarche, ces informations sont anecdotiques et très inférieures au niveau de description de la végétation atteint par les observations naturalistes actuelles.

20Nous pouvons rattacher à ces sources cartographiques les campagnes de photographies aériennes dont elles découlent. Elles présentent les mêmes avantages et inconvénients précédemment cités. Cependant, elles permettent de s’affranchir d’éventuelles erreurs de cartographies et lorsqu’elles sont de bonne qualité, offrent à l’observateur expérimenté la possibilité de distinguer les forêts de feuillus des forêts de conifères. La lecture des cartes demeure cependant plus aisée.

Les registres et plans d’aménagement de l’administration des Eaux et Forêts

21L’Office National des Forêts a succédé en 1966 à l’administration des Eaux et Forêts créée en 1291 par Philippe Le Bel. En Alsace, l’office conserve, de façon inégale, ses registres et plans d’aménagement depuis 1840. Une grande partie des documents anciens sont réunis au siège de la direction territoriale d’Alsace mais sont difficilement accessibles en l’absence d’une politique d’archivage. Bien souvent des exemplaires de ces documents sont également présents dans les agences locales et dans les maisons forestières pour les plus récents. Les registres des années 1840, faisant suite à la révision profonde du code forestier en 1827, sont quasiment tous disponibles tandis que les registres couvrant la période allemande de 1871 à 1918 sont rarement conservés. L’accessibilité de ces documents demeure le principal défaut de cette source. Pour cette raison, nous n’avons pas exploité cette ressource de façon systématique pour nos placettes de référence.

22Le découpage et la numérotation des parcelles de forêt gérées par l’ONF ont peu évolué en près de 170 ans. Les données sont fournies pour chaque parcelle. La gestion à l’intérieur d’une parcelle étant relativement homogène, il est aisé de localiser les données. Les registres sont parfois accompagnés d’une carte qui localise les parcelles mais ne reprend pas les données sur la végétation. Ces données se limitent strictement aux forêts domaniales et communales gérées par l’ONF et excluent de fait les forêts privées ainsi que les milieux ouverts. Pour les espaces concernés, des indications précises sur les essences et l’âge des individus sont fournies dès 1840. Nous supposons cependant l’existence d’un biais relativement important. En effet, l’analyse rapide d’un registre du XIXe siècle laisse apparaître une prédominance des parcelles monospécifiques. Il n’est bien sûr pas à exclure que la gestion de l’époque favorise une répartition aussi rigoureuse des essences. Mais le protocole d’inventaire peut également être suspecté de se préoccuper uniquement des essences dominantes ou des essences ayant une valeur marchande. Des charmes de taille moyenne par exemple seraient ignorés dans une chênaie-charmaie composée de gros fûts de chênes destinés à la construction navale.

23Ces données n’en demeurent pas moins précieuses pour le XIXe siècle d’autant qu’elles peuvent, grâce à la mention de l’âge des arbres, être extrapolées jusqu’au début du XVIIIe siècle. En effet, certaines parcelles sont peuplées par des chênes de 140 ans et plus en 1840. Ainsi, nous avons la garantie que lesdites parcelles ont été dominées par le chêne de 1700 à 1840. Nous pouvons ainsi bénéficier de données de bonne qualité sur le couvert végétal sur une période de 300 ans. La précision des âges mentionnés dans les registres est à nuancer puisque ces derniers sont estimés d’après les dimensions des fûts. Cependant, cette estimation s’appuie sur des études statistiques précises qui sont parfois détaillées dans les préambules des registres.

24Notons enfin, qu’outre l’âge des arbres, les registres des Eaux et Forêts comportent fréquemment un paragraphe consacré à l’histoire de la forêt étudiée. Malheureusement, au XIXe siècle, les connaissances se résument souvent à la formule laconique : « [cette forêt présente] depuis des temps immémoriaux »

25Nos investigations se sont concentrées sur la vallée de la Bruche (67), dont les archives sont regroupées à l’agence ONF de Schirmeck. Elles concernent les placettes du Donon (DHS), et de l’Elmerforst (EFA, EFB). Les documents sélectionnés sont deux registres de 1930 et 1840 de la forêt de Framont aujourd’hui appelée forêt domaniale du Donon et d’un registre de 1920 pour la forêt de l’Elmerforst. Ces documents attestent de la continuité d’un peuplement de sapins et de hêtres depuis 250 ans sur la placette DHS, d’un peuplement continu de chênes depuis 200 ans sur la placette EFA et d’un peuplement continu de hêtres depuis 115 ans sur la placette EFB.

Les archives photographiques

26Les paysages photographiés, qu’ils soient sujet principal ou simple arrière plan, peuvent parfois fournir des indications précises sur la nature et les contours de la végétation.

27L’usage de la photographie en tant que carte postale a connu ses débuts conjointement au développement du tourisme dans les années 1890. En-dehors des comptes rendus touristiques, la carte postale a connu un essor important durant la première guerre mondiale en tant que support de communication entre les soldats du front et leurs familles. A ce titre, les cartes postales provenant de part et d’autre de la ligne bleue des Vosges ont été largement diffusées. L’accès à ces cartes postales est très variable et ne répond pas à des règles bien définies. Il est cependant facilité par des publications dans des bulletins et des ouvrages spécialisés. Leur conservation doit beaucoup à des cercles de collectionneurs.

28L’espace couvert par ces cartes est en revanche très restreint et soumis à une sélection subjective. En effet, le sujet photographié pour une carte postale doit présenter une dimension esthétique et/ou touristique. En dehors des sujets urbains, nous trouvons principalement les collines du piémont vosgien surmontées d’un château médiéval, les plus hauts sommets vosgiens et les lacs nichés dans les anciens cirques glaciaires. En tête du classement des sommets les plus photographiés se trouvent le Grand Ballon, sans doute pour son statut de point culminant du massif, et le Hohneck qui offre à la vue des touristes franchissant le col de la Schlucht un versant Est rocheux aux allures alpines, en particulier lorsqu’il est enneigé (fig. 2a).

29En ce qui concerne l’étude de la végétation, les cartes postales nous confirment l’étendue des prairies sommitales et les positions de leur lisière avec la hêtraie au début du XXe siècle (fig. 2b). Elles nous confirment également la présence de forêts sur certains versants et permettent, lorsque leur qualité est optimale, de distinguer les forêts de feuillus des forêts de conifères. Mais ces données n’offrent qu’une faible plus-value par rapport aux cartes topographiques.

Figure 2a : Le Hohneck, 1365 m.

Zahneissen-Wieland. Munster, 1909 (collection D. Ertlen)

Figure 2b : Rossberg 1094 m.

Melkerei Théophile Guth (Malller & Lutringer, 2004)

Figure 2c : Le Lac du Forlet, date ( ?),

68, Collection D. Ertlen

30En revanche, la première moitié du XXe siècle coïncide avec une reconquête végétale rapide des cirques d’origine glaciaire, sans doute liée à une chute de la pression pastorale. Cette reconquête n’est traduite que partiellement sur les cartes topographiques et l’apport des cartes postales est non négligeable de ce point de vue. Les cartes représentant les cirques du lac des Perches et du lac du Forlet (fig. 2c) sont particulièrement remarquables. Les arbres sont distincts les uns des autres, leur essence est reconnaissable et l’on peut suivre leur croissance dans le temps. Le seul bémol dans cette démarche est la médiocre fiabilité des dates, compte tenu des décalages entre les dates des prises de vue, souvent inaccessibles, et les dates d’édition qui font autorité.

Les données naturalistes

31Sur chacune des 57 placettes examinées, un relevé botanique quasi exhaustif allant des espèces ligneuses dominantes aux plantes annuelles donne une image très précise, à une date donnée, des apports de matières organiques au sol via la litière. Malheureusement, pour la plupart des espèces relevées, l’information demeure ponctuelle et rien ne permet d’affirmer que telle ou telle espèce était présente l’année précédente et encore moins sur une période de 150 ans.

32Pour les placettes forestières, l’âge du peuplement a pu être calculé en comptant les cernes de croissance sur des souches fraîches ou en consultant les plans d’aménagement forestier récents. A défaut, l’âge a été estimé en fonction du diamètre des individus en tenant compte des conditions édaphiques et topoclimatiques. Compte-tenu de l’incertitude de cette méthode, les estimations les plus basses ont été retenues. Ces méthodes fournissent une information continue pouvant atteindre 150 ans pour les peuplements les plus anciens. Cependant, l’âge maximum n’est atteint souvent que par une essence parmi celles présentes sur le site. A titre d’exemple, une chênaie-charmaie est le plus souvent composée de chênes bien plus anciens que les charmes. Par conséquent, si les charmes sont âgés de 50 ans seulement, il n’est pas possible, au-delà de ce laps de temps, de garantir leur présence au côté des chênes plus que centenaires. De la même manière, des érables jeunes sont souvent présents dans la hêtraie-sapinière, faciès largement dominant en Alsace et par conséquent dans notre référentiel. Malgré ces contraintes, ces observations demeurent les plus fiables au moins sur la deuxième moitié du XXe siècle.

33A ces observations écologiques classiques s’ajoutent des observations moins aisées, propres aux milieux forestiers. Lorsqu’un arbre mature ou un arbre soumis à une tempête est arraché et tombe, il forme un chablis. Après quelques années, l’arbre dépérit et disparaît. Il laisse au sol une microtopographie caractérisée par une légère dépression ovale surmontée du côté de la chute d’une levée en arc de cercle (Langhor, 1993 ; Cloitre, 2005 ; Schwartz et al., 2009). La taille de ces microtopographies est fonction de la taille de l’arbre et de son réseau racinaire. Dans une hêtraie sapinière, nous avons pu observer des arbres matures (âgés en moyenne de 250 ans, mesure dendrochronologiques effectuées par les gestionnaires de la réserve) qui poussent sur ces microtopographies. Cette configuration offre la garantie qu’une génération d’arbres matures a précédé celle qui est observable actuellement. En postulant que la génération précédente était également composée de hêtres et de sapins, la durée garantie par l’âge des arbres peut être approximativement doublée.

Autres données

34Nous ne traiterons pas ici des textes anciens et de l’iconographie ancienne. Nous n’avons pas effectué de recherches systématiques dans ce domaine qui exige des compétences spécifiques. Par ailleurs des géographes se sont déjà attachés à cette tâche fastidieuse dans le but de reconstituer l’histoire de la forêt dans les Vosges (Rochel, 2004). En revanche, nous avons pu nous appuyer de manière opportuniste sur quelques textes anciens déjà étudiés qui font mention de certains des sites de référence. Le plus remarquable fait mention de la forêt de l’Elmerforst, propriété de l’Oeuvre Notre Dame dès 1290 et jusqu’à nos jours (Gass, 1988). Concernant l’iconographie ancienne, citons tout de même le splendide plan en relief dessiné en 1578 par Thierry Alix à la demande de Charles III (Parmentier, 2007). Ce dessin des sommets vosgiens vu depuis le versant lorrain illustre très bien l’étagement de la végétation avec des versants couverts de forêts et des sommets couverts de pâturages.

Proposition d’un indice et application sur 57 placettes de référence

35L’examen de tous ces outils très hétérogènes laisse entrevoir la nécessité de les utiliser conjointement. En effet, il n’existe aucun outil qui par ses qualités supplante tous les autres. De plus, la nécessité d’obtenir des données continues sur 300 ans exige une approche synthétique. Il serait tentant de proposer une synthèse applicable à chaque placette. Par exemple, l’ensemble constitué par le plan de finage de 1760, la carte de l’Empire allemand de 1880, la carte IGN des années 1950, et un relevé botanique actuel confirment une continuité du peuplement sur 250 ans. Malheureusement, la plupart des documents sont hétérogènes dans leur couverture géographique, d’autres sont difficiles d’accès et n’ont pas toujours pu être consultés. Enfin, certains critères et notamment les critères naturalistes utilisés sont très insuffisants pour caractériser les placettes de prairies. Ainsi, pour presque chaque placette la combinaison d’informations disponibles est différente. Le niveau de fiabilité de nos références va ainsi varier fortement dans le temps et d’une placette à l’autre. Afin de maintenir un niveau de comparaison acceptable entre nos placettes, nous proposons un indice de qualité des données basé sur les deux critères que nous avons détaillés plus haut, à savoir la qualité de la localisation et le niveau de description de la végétation.

36Pour chaque critère, nous attribuons une note de 0 à 3. Le niveau 0 correspond à l’absence de localisation ou de description. Pour la localisation, le niveau 1 est attribué à une donnée localisée à l’échelle de la commune avec comme ordre de grandeur le kilomètre. Le niveau 2 est attribué à une donnée localisée à l’échelle de la parcelle (hm) et le niveau 3 à l’échelle de la station échantillonnée (m). Pour la description de la végétation, nous attribuons le niveau 1 lorsque seules l’absence ou la présence de forêts sont mentionnées. Le niveau 2 est attribué lorsque la distinction entre feuillus et conifères d’une part et prairies et champs cultivés d’autre part est clairement exprimée. Enfin le niveau 3 est réservé aux données mentionnant les essences arbustives de façon exhaustive, les types de cultures et distinguant les prés de fauche des pâturages. La multiplication des deux critères indépendants fournis un indice de qualité synthétique de 0 à 9 arrondi à l’entier le plus proche. Cette qualité est bien évidement à relier aux exigences de notre mise au point méthodologique et ne constitue en aucun cas un indice général de la qualité des documents.

37La figure 3 donne une vue synthétique de cet indice de qualité pour l’ensemble des familles de données précédemment mentionnées. Globalement les données naturalistes sont de meilleure qualité mais couvrent un laps de temps beaucoup plus court. Pour les documents cartographiques, il faut noter que l’indice de qualité est totalement indépendant de l’âge des documents. Les plans de finage de 1760 obtiennent un indice supérieur aux cartes de l’IGN de la seconde moitié du XXe siècle, notamment en raison d’une légende plus détaillée. Sans surprise, les documents cartographiques obtiennent de meilleurs indices de localisation tandis que la description de la végétation est meilleure dans les registres forestiers.

Figure 3 : Indice de qualité des archives dans une perspective de reconstitution de la végétation.

Figure 3 : Indice de qualité des archives dans une perspective de reconstitution de la végétation.

38Cet indice est ensuite utilisé pour rendre compte de la fiabilité de nos données sur chacune des 57 placettes étudiées (fig. 4). Lorsqu’au temps T plusieurs données avec des indices différents sont disponibles, nous avons retenu l’indice le plus élevé. La représentation est limitée à quatre valeurs d’indices, 1 3, 4 et 6. En effet, les valeurs 5, 7 et 8 ne sont jamais obtenues pour des raisons mathématiques tandis que la valeur de 2 n’est obtenue que par les photos aériennes qui sont toujours supplantées par une donnée d’indice supérieur. Celle de 9 n’existe qu’à l’instant T =0 et ne peut être représentée sur l’échelle temporelle.

Figure 4 : Indice de qualité des archives appliqué aux 57 placettes du référentiel de spectres d’horizon de surface.

Figure 4 : Indice de qualité des archives appliqué aux 57 placettes du référentiel de spectres d’horizon de surface.

Sélection des placettes à l’aide de l’indice et applications

39L’indice facilite la lecture de la qualité des références placette par placette et son évolution au cours du temps. La grande majorité des placettes est très bien documentée sur les 100 dernières années (indice supérieur à 4), et bien documentée sur les 150 dernières années (indice souvent supérieur à 3). Au-delà de 250 ans, les données sont rares et parcellaires (indice de 1). Les sites de forêts sont dans l’ensemble mieux documentés que les sites de prairies en raison de données naturalistes plus nombreuses. Certaines placettes (MAS, MUN, BLH, BIN) ne répondent pas aux critères des 150 ans de stabilité fixés dans notre démarche. D’autres sont insuffisamment documentées sur les 150 dernières années (HAC, RCB, CFA). Grâce à cet outil, le référentiel de spectres d’horizon de surface peut être épuré pour ne conserver que les placettes les plus fiables.

40Ainsi, les quatre placettes ayant connu un changement de végétation sur les 150 dernières années tout comme les trois placettes insuffisamment documentées sur la période de référence sont exclues du référentiel. Par conséquent, le référentiel est réduit à 50 placettes. Les 57 placettes ayant été sélectionnées a priori à partir d’indices de stabilité de terrain, le taux de sites stables ne peut pas être considéré comme représentatif de la dynamique de la végétation à l’échelle régionale. De toute manière, la représentativité spatiale des sites n’est pas suffisante. En revanche le référentiel, même réduit à 50 sites, est bien représentatif des formations végétales régionales. Parmi les sites éliminés, se trouvent indifféremment des forêts et des prairies. Les placettes sous prairies MAS et MUN ont été sélectionnées a priori parce que la structure en champ bombé laissait penser que ces prairies n’avaient pas été cultivées depuis l’apparition des techniques modernes de labour. Cette hypothèse a été contredite par l’étude documentaire et notamment par la lecture des photos aériennes du milieu du XXe siècle.

41Les 50 placettes ont servi de références pour poser les bases de la méthode SPIR (Ertlen, 2009 ; Ertlen et al. 2009). Le principal résultat (fig. 5) est la séparation très nette des spectres PIR de sols sous forêts et de sols sous prairies. Parmi les placettes retenues, aucune n’obtient une signature spectrale du groupe opposé. Ceci suppose qu’à l’intérieur de la période de référence de 150 ans, la fiabilité des données est bonne y compris à l’échelle locale de la placette de 30 m sur 12 m. Ceci n’est pas tellement surprenant compte tenu des très bonnes résolutions et précisions des documents sur cette période. Les cartes de l’armée allemande vieilles d’environ 120 ans sont particulièrement utiles dans ce cas précis.

Figure 5 : Fonction canonique de l’analyse discriminante entre des spectres proche infrarouge de sols sous forêts et de sols sous prairies

Figure 5 : Fonction canonique de l’analyse discriminante entre des spectres proche infrarouge de sols sous forêts et de sols sous prairies

42Concernant la reconnaissance de formations végétales plus précises, Ertlen (2009) a également montré à partir de ce même référentiel de 50 sites que des différences spectrales existent. Les documents utilisés s’avèrent suffisants pour la distinction entre les forêts de feuillus et les forêts de conifères. En revanche, pour les distinctions plus fines, seules les archives de l’ONF sont utiles. Malheureusement, elles sont éparses et leur exploitation a été fragmentaire. Les archives naturalistes offrent une précision et une accessibilité bien plus grande mais couvrent rarement la totalité de la période de référence. Le croisement des données est donc indispensable.

Conclusion

43La richesse des documents d’archives disponibles sur le territoire alsacien constitue une base solide dans le cadre de la mise au point d’une nouvelle méthode paléoécologique. L’hétérogénéité des sources demeure cependant un obstacle à l’utilisation conjointe de supports différents échelonnés sur plusieurs siècles. L’utilisation d’un indice de qualité des documents en fonction de leurs capacités à répondre aux questions  ? et quoi ? permet d’évaluer rapidement la fiabilité des données site par site. La méthode SPIR ayant connu un développement satisfaisant, elle a vocation à dépasser le cadre régional qui a guidé notre étude géohistorique. Les difficultés rencontrées et les points forts de notre panel d’archives seront différents lorsque nous aborderons d’autres territoires. Pour cette raison, nous privilégierons des sites qui font déjà l’objet d’études et de synthèses historiques. En dépit de toutes les spécificités locales, l’indice de qualité des archives pourra être utilisé afin de garantir une extension du référentiel dans des conditions homogènes. D’autre part, cet indice, bien que spécialement dédié à l’étude de la végétation, peut être facilement adapté à d’autres problématiques requérant une approche multi sources.

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Bibliographie

CIURCZACK E.W., 2001, Principles of Near-Infrared Spectroscopy, in BURNS D.A. et CIURCZACK E.W. (eds.), Handbook of Near-Infrared Analysis, New-York, Marcel Dekker Inc., p. 7-18.

CLOITRE M., 2005, Les microtopographies des chaumes du massif du Rossberg (Vosges) : vestige d'un défrichement du XVIIIe siècle en relation avec des pratiques charbonnières ?Strasbourg, Université Louis Pasteur, 92 p.

DELÈGUE M.-A., FUHR M., SCHWARTZ D., MARIOTTI A. & NASI R., 2001, Recent origin of a large part of the forest cover in the Gabon coastal area based on stable carbon isotope data. Oecologia, vol. 129, n° 1, p. 106-113.

ERTLEN D., 2009, Archivage pédologique et dynamiques environnementales : Mise au point d’une méthode de reconnaissance des paléovégétations, fondée sur l'analyse spectroscopique dans le proche infrarouge (SPIR) des matières organiques de sols et paléosols, Thèse de doctorat, Université de Strasbourg, 381 p.

ERTLEN D., SCHWARTZ D. & BRUNET D., 2008, La spectrométrie dans le proche infra-rouge (SPIR) appliquée à la matière organique des sols : un outil de reconstitution de l’histoire des végétations aux échelles locales. Perspectives et limites d’une méthode qualitative en cours d’élaboration, inRTP Paysage et Environnement. De la reconstitution du passé aux modèles prospectifs, Chilhac, D. Galop, p. 45-54 (sous presse).

ERTLEN D., SCHWARTZ D, TRAUTMANN M., WEBSTER R. & BRUNET D. (sous presse). Discriminating between organic matter in soil from grass and forest by near infrared spectroscopy. Accepté pour publication dans European Journal of Soil Science.

FOLEY W.J., MCILWEE A., LAWLER I., ARAGONES L., WOOLNOUGH A.P. & BERDING N., 1998, Ecological applications of near infrared reflectance spectroscopy - a tool for rapid, cost-effective prediction of the composition of plant and animal tissues and aspects of animal performance, Oecologia, vol. 116, p. 293-305.

GASS J.-C., 1988, Les forêts de Strasbourg et les conditions de leur appropriation, Saison d’Alsace, vol. 101, p. 35-50.

GOEPP S., 2007, Origine, histoire et dynamique des Hautes-Chaumes du massif vosgien. Déterminismes environnementaux et actions de l’Homme, Strasbourg, Université Louis Pasteur, 254 p.

HIMLY F., 1959, Inventaire principal des cartes et plan anciens, Strasbourg, Archives Départementales du Bas-Rhin.

LABOULAIS I. (éd.) 2008, Les usages des cartes (XVIIe-XIXe siècle). Pour une approche pragmatique des productions cartographiques, Strasbourg, Presses Universitaires de Strasbourg, 286 p.

LANGHOR R., 1993, Type of tree windthrow, their impact on the environement and their importance for the understanding of archaeological excavation data, Helinium, vol. 33, n° 1, p. 36-49.

MALLER L.A. & LUTRINGER, J.J., 2004, Les fermes et les refuges du massif du Rossberg, Bulletin du cercle cartophile de Thann et de la Vallée de la Thur, vol. 3, p. 1-60.

MAMAN O., 1997, Analyse des produits d'électrolyse de la lignine par électrophorèse capillaire : application à la reconnaissance de signatures d'écosystèmes dans les sols, les paléosols et les sédiments, Thèse d'université, Orléans.

NIEROP K.G.J., VAN LAGEN B. & BUURMAN P., 2001, Composition of plant tissues and soil organic matter in the first stages of a vegetation succession, Geoderma, vol. 100, n° 1-2, p. 1-24.

PALMBORG C. & NORDGREN A., 1996, Partitioning the variation of microbial measurements in forest soils into heavy metal and substrate quality dependent parts by use of near infrared spectroscopy and multivariate statistics, Soil Biology and Biochemistry, vol. 28, n° 6, p. 711-720.

PARMENTIER D., 2007, Vosges. Massif d'histoire, terre de liberté, Strasbourg, 180 p.

ROCHEL X., 2004, Gestion forestière et paysages dans les Vosges d’après les registres de martelages du XVIIIe siècle. Essai de biogéographie historique, Université Nancy 2, 490 p.

SCHWARTZ D., MARIOTTI A., LANFRANCHI R.E. & GUILLET B., 1986, 13C/12C ratios of soil organic matter as indicator of vegetation changes in the Congo, Geoderma, vol. 39, p. 97-103.

SCHWARTZ D., BATTMANN J., CLOITRE M. & S. GOEPP S., 2009, Mise en évidence d’une phase de défrichement sur le massif du Rossberg (68) par l’approche pédologique de microtopographies et leur cartographie LIDAR, Comm. 10° JES, Strasbourg, 12-14 mai 2009, vol. des résumés, 2 p.

TROUVé C., DISNAR J.R., MARIOTTI A. & GUILLET B., 1996, Changes in the amount and distribution of neutral monosaccharides of savanna soils after plantation of Pinus and Eucalyptus in the Congo, European Journal of Soil Science, vol. 47, n° 1, p. 51-59.

WETZEL D.L., 1983, Near-infrared reflectance analysis. Sleeper among spectroscopic techniques, Analytical chemistry, vol. 55, n° 12, p. 1165A-1176A.

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Pour citer cet article

Référence électronique

Damien Ertlen et Dominique Schwartz, « Utilisation d’archives géohistoriquespour la mise au point d’une nouvelle méthode paléoécologique  », Géocarrefour [En ligne], Vol. 85/1 | 2010, mis en ligne le 27 mai 2010, consulté le 23 novembre 2017. URL : http://geocarrefour.revues.org/7695 ; DOI : 10.4000/geocarrefour.7695

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Auteurs

Damien Ertlen

Image Ville et Environnement, ERL 7230, Université de Strasbourg / CNRS, 3 rue de l’Argonne, 67083 Strasbourg cedex damien.ertlen@lorraine.u-strasbg.fr

Dominique Schwartz

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