B. Contextes géographiques des roches gravées
3. Spatialisation des roches et des faces gravées
Après avoir vu comment le relief a été modélisé, nous allons montrer comment les roches gravées ont été positionnées et intégrées dans le SIG. La quasi-totalité d’entre elles est composée de blocs inamovibles ou d’affleurements160. Leur positionnement est donc un
paramètre important puisqu’il recouvre un choix corrélé à celui de la gravure.
Jusqu'à très récemment (Vatin 2011), le positionnement des roches gravées s’était fait directement sur une carte des cheminements, ou par positionnement GPS et report des positions sur une carte des cheminements. Il existe, à quelques exceptions près161, autant de
cartes de cheminements que de zones archéologiques. Les positions des roches gravées ont donc toujours été traitées comme les fractions de l’ensemble des roches gravées. La mise en place d’un SIG a permis de regrouper l’ensemble des positions dans un unique référentiel et de s’affranchir des limites de zones162.
Nous verrons également que la base de données « Mont Bego », qui référence les coordonnées géographiques de quelques 2 980 roches gravées (juin 2010), n’est pas exploitable en l’état et qu’il nous a fallu développer différentes méthodes pour positionner les roches gravées.
a) Spatialisation des roches
Par convention, les roches gravées sont représentées par des points. Ceci peut d’emblée constituer une approximation lorsqu’il s’agit d’un affleurement de plusieurs m2 de superficie comme la Roche de l’Autel163. Nous verrons qu’exceptionnellement nous avons pu considérer
les roches gravées comme des surfaces et non comme des points.
160 Parmi les blocs amovibles, on compte la Stèle du Chef de Tribu probablement la seule roche façonnée du site (Lumley et al. 1991). On compte également la Roche de la petite terrasse militaire, réemployée, comme son nom l’indique, dans une terrasse militaire durant la seconde guerre mondiale et la roche ZXI.GI.R 5 β trouvée près de l’Autel. Toutes trois sont conservées au Musée des Merveilles. Il existe également des roches ou des fragments de roches gravées au Musée de Menton et au Musée de Gènes.
161 Il n’y pas encore de carte des cheminements pour la zone IV groupe VIII et la zone XXIII qui, à elles deux, regroupent 3 roches découvertes entre 1998 et 2001 par J. Bégin.
162 Comme il n’y a pas de bijection entre l’ensemble des roches gravées de la BD et l’ensemble des roches gravées dans le SIG, il est impossible de mettre en place une geodatabase (i.e. une intégralité référentielle entre la BD et le SIG). Sans cette geodatabase, la projection des données de la BD « Micaschiste » dans le SIG se fait par correspondance des identifiants des roches. En octobre 2007, 162 roches existant dans le SIG n’avaient pas de correspondance dans la base de données et 133 roches existant dans la BD n’avaient pas d’équivalence dans le SIG. Après plus de quatre années de travail, nous avons réduit à une vingtaine les enregistrements de la BD « Micaschiste » qui ne trouvent pas de correspondance dans le SIG.
163 Quand elles sont positionnées au GPS, les roches sont en général pointées au niveau de la surface gravée. Toutefois, lorsque les gravures recouvrent une surface couvrant 10 m2 et plus, on peut prendre plusieurs points aux différents angles. C’est alors généralement le centre de gravité du polygone formé par les points d’angles qui
Généralement, le positionnement des roches gravées s’est déroulé en trois étapes qui suivent une précision géographique croissante (Tableau 1).
positionnement d’après les cartes des cheminements
géoréférencées positionnement direct sur la BD Ortho 1999 positionnement par GPS différenciel + précis →
Tableau 1. Méthodes de positionnement des roches gravées.
(1) Positionnement par géoréférencement des cartes des cheminements
Les cartes des cheminements constituent depuis le début des recherches les principaux référentiels cartographiques en indiquant la position des roches gravées (Lumley et al. ). À l’heure actuelle, seules deux de ces cartes ont été publiées164 (Lumley et al. 2003a, 2003b).
Elles ont été réalisées pour chacune des 23 zones du site (Lumley et al. 1995 p. 37) sur un agrandissement d’un fond cartographique au 1/1 000 de la carte IGN de 1970. Les courbes altitudinales sont espacées tous les 10 m.
Pour positionner les roches sur le terrain, la première méthode (1976-1995) a été celle du chaînage de proche en proche à partir d’un point d’appui au moyen d’un décamètre et d’une boussole165. Dans cette méthode, employée pour les quelques 4 000 roches du site, les
devient la position enregistrée dans le SIG. Dans le cas de l’affleurement de l’Autel, c’est le bloc erratique qui est posé dessus.
164 Pour la zone III, le lac de l'Huile a été replacé dans sa courbe de niveau. Le sentier de la cime des lacs et le sentier de l'Arpette ont été redessinés sur le terrain avec un GPS puis retranscris sur le fond de carte. Pour la zone XII, le fond IGN a été modifié au niveau du mont du Grand Capelet par un ingénieur de l’IGN et des membres de l’équipe de travail (O. Romain com. pers.).
165 Le principe du chaînage est le suivant : reconnaître un élément remarquable (bordure d’un lac, lacet d’un chemin ou d’un cours d’eau, etc.) pour s’en servir comme point d’appui, mesurer la distance au décamètre (à l’horizontale), mesurer l’azimut, et positionner la roche sur la feuille à l’échelle avec son numéro. Celle-ci devient un nouveau point d’appui. Quand la mesure de la distance ne peut pas être faite directement, soit que le dénivelé est supérieur à la hauteur à laquelle on peut élever le décamètre, soit qu’elle dépasse la longueur du décamètre, la distance qui sépare les deux points (le point connu et le point à connaître) est divisée en plusieurs segments dont les extrémités sont marquées à l’aplomb (par un point au sol). La mesure de l’angle est faite en degrés à la boussole par rapport au Nord (par exemple N100). Le calcul des coordonnées de la nouvelle roche positionnée est fait selon la formule : Xi=Xc+D·sin etYi=Yc+D·cos où Xc et Yc sont les coordonnées de la roche connue, Xi et Yi les coordonnées à calculer, l’angle mesuré et D la distance des deux roche à l’horizontale. Dans un système métrique comme le système de coordonnées Lambert, le calcul des distances dans le positionnement de deux points se fait comme suit pour une roche 1 et une roche 2:
)) valeurY2) - (valeurY1 * valeurY2) - ((valeurY1 valeurX2)) - (valeurX1 * valeurX2) - 1 (((valeurX
La mesure de l’altitude est réalisée par clinomètre et décamètre. La mesure de la différence d’altitude entre une roche connue et une roche dont l’altitude est à calculer est : H=D’· tan ’, où H est la différence d’altitude, D’ la distance des deux roches à l’oblique et ’ l’angle mesuré sur le clinomètre. L’altitude de la nouvelle roche est : Zi=Zc±H, avec Zi l’altitude de la roche à calculer et Zc celle de la roche connue. Quand les distances
positions sont reportées sur une feuille millimétrée, ou directement sur une photocopie de la carte des cheminements, à l’échelle 1/1 000 (Bégin 1990 p. 8).
Le chaînage a fourni une solution pratique qui a permis pour la première fois de positionner les quelques 4 000 roches du site. Ce type de positionnement offre une bonne précision locale (erreurs minimes entre deux roches). Par contre, par positionnements successifs, les erreurs se cumulent et peuvent atteindre des distances importantes (voir ci-dessous).
Géoréférencement des cartes des cheminements et précision estimée
Les écarts moyens entre les positions des roches calculées par chaînage et les positions GPS ou de la BD Ortho ne peuvent être estimés qu’après géoréférencement des cartes des cheminements. C’est par cette opération que chaque point de la carte acquiert des coordonnées géographiques.
Dans un premier temps, nous avons géoréférencé les cartes par identification de points d’appui sur la BD Ortho (contour des lacs, rivières, mares, chemins). Quand la carte vient se superposer à la photographie il devient possible de positionner les roches166. La translation167 nécessite au minimum trois points (un plan) choisis de manière à quadriller la zone de répartition des gravures. Le géoréférencement génère des erreurs résiduelles168 qui sont enregistrées dans la table des liens du SIG.
Dans l’exemple proposé en annexe (Figure 192), neuf points de contrôle (Numéros) ont été positionnés sur les contours du lac Long Supérieur et du lac Mouton, le lacet du sentier de entre deux roches successives deviennent trop importantes (au-delà de 100 m) il est souhaitable de procéder au positionnement par triangulation en se passant de la mesure des distances. Au préalable, deux points d’appui doivent être connus et il est préférable que les roches connues soient disposées perpendiculairement par rapport à la roche à positionner. D’après la formule de Delambre on sait que :
2 1 1 2 2 1 1 tan tan ) ( ) ( Yc Xc Xc Yc Yc Yi
et que Xi=Xc + (Yi – Yc) · tan , où C1 et C2 sont les deux roches connues en X et Y, 1 l’angle entre C1 et la roche à positionner I, et 2 l’angle entre C2 et la roche à positionner I.
166 Avec une bonne connaissance du terrain, l’utilisation de la description des roches (p. 52) et des vues (p. 53) permet généralement de bien situer la position des roches.
167 La transformation polynomiale du premier degré correspond à la projection de coordonnées d’un référentiel vers un autre. Cette transformation peut être mise en équation comme suit : X=Ax+By+C et Y=Dx+Ey+F, où X et Y sont les coordonnées dans l’espace de référence (en Lambert II étendu) et x et y les coordonnées dans l’espace de la carte (en pixel). Le géoréférencement implique des déformations (du type rectangle vers parallélogramme), des changements d’échelle (pixel vers mètres) et des rotations.
168 Dans la transformation vue ci-dessus, les erreurs viennent de l’inadéquation des facteurs : B ≠ D ou A ≠ E ou C ≠ F. L’erreur résiduelle est la différence en mètres entre un point parfaitement ajusté (erreur résiduelle=0) et un point moins bien ajusté (erreur résiduelle > 0). L’erreur résiduelle moyenne (Root Mean Square Error) est la méthode des moindres carré qui répartie l’ensemble des erreurs résiduelles entre les différentes observations ; écarts entre les distances des observations et des positions sur le modèle. Si l’on considère que le référentiel d’arrivée n’est pas déformé et que les points d’appuis ont été parfaitement identifiés, la valeur de l’erreur résiduelle moyenne ne note que les erreurs de la carte des cheminements.
l’Arpette, les contours du lac des Merveilles. L’erreur résiduelle, de 14,12 m, donne une indication sur la précision moyenne du géoréférencement (Tableau 65). Une solution permet de minimiser ces déformations : effectuer un nouveau géoréférencement par transformation polynomiale du premier degré avec des points de contrôle encadrant une aire plus réduite et répéter l’opération dans plusieurs localités. Les roches qui ont pu être positionnées par GPS et positionnement direct sur les photographies aériennes (voir ci-dessous) fournissent de nouveaux points d’appui qui peuvent être intégrés dans ces nouveaux géoréférencements. En comparant les coordonnées GPS des roches et celles obtenues par géoréférencement des cartes de cheminement, on ne peut donner une estimation de la précision des roches positionnées selon cette méthode. Pour cette partie de la zone V, les écarts entre les positions des roches issues du premier géoréférencement et des coordonnées GPS montrent un écart moyen d’une trentaine de mètres (Figure 194)169. On remarque que ces écarts augmentent d’est en ouest relativement à l’éloignement aux bords du lac Long Supérieur et du lac Mouton qui ont fourni la plupart des points d’appui170.
Pour d’autres zones, le Tableau 66 montre des écarts moyens attendus selon que ces zones aient été entièrement vérifiées et publiées (zone III et XII), partiellement vérifiées (zone I et zone II), ou encore qu’il s’agisse d’un premier géoréférencement reposant sur un maillage de points plutôt bien répartis (zone IV)171.
En résumé, pour le géoréférencement de toutes ou partie des cartes de cheminements, les écarts mesurés en plan n’excèdent que rarement les 25 m et les différences moyennes sont de l’ordre d’une dizaine de mètres avec des points mesurés au GPS ou bien positionnés directement sur la BD Ortho.
169 Lors de ce premier géoréférencement, certaines roches de ce groupe existant déjà sur la carte des cheminements de la zone V n’ont été intégrées qu’à partir de 2007 (9 , 18 β). D’autres, comme la 2 α, 5 α (entre 1 α et 7 α) et 19 α (au sud de la 20 α) ont été oubliées lors du positionnement systématique des roches par GPS mais leurs coordonnées restent calculables sur le MNT.
170 A titre d’exemple, la roche ZV.GI.R 1 bis, plus proche du bord ouest du lac Long Supérieur, ne présente qu’une différence de 3 m entre sa position d’après la carte des cheminements géoréférencée et sa positon GPS. La roche ZV.GIII.R 9 , éloignée de près de 500 m du bord du lac Long, montre une distance de 42 m entre ces deux sources de positionnement.
171 Ces données ne peuvent être prises qu’à titre indicatif, attendu qu’un géoréférencement est toujours une opération ad hoc prenant en compte la présence de points d’appui, leur répartition, les informations supplémentaires (descriptions, photographie d’ensembles), etc. et que ces opérations sont itérées.
(2) Positionnement direct sur une photographie aérienne (BD Ortho 1999)
L’utilisation de la photographie comme référentiel géographique est également citée dans la méthodologie de l’équipe de Lumley (Lumley et al. 1995 p. 37) mais ne semble plus employée dans les monographies des zones III et XIII (Lumley et al. 2003a, 2003b). Nous avons été parmi les premiers à l’employer systématiquement au cours des campagnes de vérification des gravures172. Plusieurs facteurs liés à la nature même du site font que le
positionnement des roches sur les photographies aériennes est une méthode simple et efficace pour positionner les roches. Le site est en plein air et l’identification des roches ou affleurements plurimétriques est facilitée par le contraste entre les tonalités rouges des pélites et le vert des pelouses (Huet, Davtian 2009, Huet 2010)173. C’est essentiellement la BD Ortho
1999 de l’IGN qui nous a servis (Figure 197)174. Malgré son inexactitude planimétrique (3-4 m
172 Préalablement la stéréophotographie et l’utilisation de la photographie aérienne ont été employées par J. Bégin (1990), notamment pour le tracé des grands affleurements.
173 Nous avons employé systématiquement cette méthode entre 2006 et 2007 dans les trois zones dont nous avions la responsabilité des vérifications : en zone V avant l’utilisation du GPS, puis, au cours de l’été 2008 pour les zones X et XI. Dans les autres zones du secteur des Merveilles n’ayant pas bénéficié d’un relevé GPS complet (zones IV, VI, VII, VIII et IX) le positionnement des roches a été effectué à la fin de chaque journée de travail, durant nos jours de congé ou à l’occasion de vérifications avec les responsables d’autres zones (zone VI et VII avec N. Bianchi, zone IV avec D. Giraud). Entre 2007 et 2008, D. Giraud a appliqué cette méthode pour positionner environ 360 roches dans les groupes III et IV de la zone IV. L’insertion de ces positionnements dans le SIG a été effectuée systématiquement de retour au Refuge des Savants. Dans le secteur de Fontanalba, entre 2007 et 2010, nous avons profité des premières journées de septembre, pour positionner quelques 350 roches gravées. En espaçant notre prospection sur le terrain de manière à couvrir le maximum de l’extension du secteur, il a été possible réduire les erreurs locales (induites par la technique du chaînage). Lorsqu’il n’est pas possible de connaître directement le numéro de roche, un croquis ou une photographie des gravures caractéristiques est effectué sur un carnet de terrain. Sur le tirage papier de la BD Ortho (généralement au format A3 et à l’échelle 1/1 000) est indiquée la position de la roche avec un identifiant temporaire (a…z ; etc.) correspondant au croquis ou à la photographie. De retour sur la base de données « Micaschiste », ou via le SIG, il devient généralement rapide de retrouver la roche. Entre 2006 et 2010 plus de 1 500 roches ont été ainsi positionnées pour l’ensemble du site. Quand le positionnement direct sur la BD Ortho est difficile, parce que la photographie aérienne offre peu de contraste entre les roches et le reste du terrain, nous avons signalé cette approximation en plaçant un « - » à la suite de la source de positionnement (« BD Ortho-»).
174 La BD Ortho est une photographie aérienne (prise d’avion) qui couvre l’ensemble du territoire français. Nous avons utilisé sa première version, réalisée en 1999. Le survol de la région du mont Bego a été effectué en été pour bénéficier d’un ciel dégagé et de l’absence de neige. Sur la photographie, l’ombre portée est dirigée vers le nord-ouest, indice d’un éclairage matinal de la zone. La BD Ortho a été renouvelée en 2004 et en 2009 (période de 5 ans). La photographie se présente comme un ensemble de fichiers images en couleur (TIFF 24 bits) correspondant chacun à une « dalle » d’1 km par 1 km. La photographie a été redressée (ou rectifiée) afin d’en corriger les distorsions optiques. Chaque dalle de la BD Ortho est référencée en coordonnées Lambert II étendu, RGF 1993 ou Lambert zone. Sur la photographie, un pixel représente un carré au sol de 50 cm de côté. Bien que le contenu informationnel des deux versions de la BD Ortho soit utilisable dans des échelles de 1/5 000 à 1/2 000, nous en faisons fréquemment un emploi à des échelles supérieures (1/1 000 et au-delà) quand l’image commence à pixelliser. La version infrarouge de la BD Ortho 2004, appartenant au CRIGE-PACA, IGN, a une résolution d’un pixel pour un carré au sol de 20 cm de côté.
La BD Ortho fourni par l’IGN au LDPL en 2005 a été livrée dans sa version standard (Lambert II étendu) ce qui explique que nous ayons conservé ce système de projection (Huet 2006) bien que le système RGF 1993 soit amené à devenir la norme.
en plan)175, qui rend préférable l’utilisation du système GPS, elle s’avère être un bon
référentiel sur le terrain. En comparant les anciennes positions des roches effectuées par positionnement direct sur la BD Ortho avec celles effectuées au GPS, on peut estimer les écarts moyens entre les deux types de positionnement.
Le Tableau 67 montre l’écart moyen entre une roche positionnée sur la BD Ortho et ses coordonnées obtenues par GPS différentiel. Contrairement au géoréférencement des cartes qui montrait d’importantes variations selon le nombre de points d’appui, la méthode du positionnement direct sur la BD Ortho montre un écart moyen relativement constant176. L’écart moyen entre les positions sur la BD Ortho et celles obtenues par positionnement GPS varie entre 2 et 4 m177.
(3) Positionnement par GPS différentiel
La concentration des roches gravées nécessite que leur positionnement soit fait de manière précise en cherchant une approximation métrique que seul un GPS différentiel est capable de donner178. Dans le cadre des travaux menés actuellement par le LDPL, le positionnement GPS
des roches protohistoriques a débuté en 1994 et s’est poursuivi jusqu’à aujourd’hui. Durant une première période (1994-2000) l’équipe de travail louait un appareil pour une dizaine de jours (Odile Romain, com. pers.). Depuis 2001, l’équipe de chercheurs a acquis un GPS différentiel Leica 9500 SR et a initié une collaboration avec les membres de l’ENSG et l’IGN. C’est avec eux que sont menés conjointement les vérifications des roches gravées et leur relevé GPS.
Des contrôles179 ont été effectués pour les coordonnées GPS des roches gravées des zones I et
II, ainsi que des zones dont nous avons assuré nous-mêmes le traitement (zone V et VI). Pour la zone I, actuellement en cours de publication, les coordonnées géographiques ont été vérifiées depuis plusieurs années maintenant. Le travail en cours au LDPL a permis de
175 L’inexactitude planimétrique est la différence entre les coordonnées de la BD Ortho et les coordonnées du terrain. Elle dépend du Modèle Numérique de Terrain et de l’aérotriangulation (précision des points d’appui, des points de liaisons, orientation interne). Elle est chiffrée par un « Ecart Moyen Quadratique en x, y » et varie localement notamment en fonction du relief et peut, en milieu montagnard, atteindre 4 m. Pour la région du mont Bego, l’écart moyen quadratique est de l’ordre de 2 à 3 m (Descriptif de contenu, BD Ortho version 1, édition 2.0, Octobre 2003, IGN).
176 Selon nous, la moyenne des écarts plus élevée en zone IV s’explique en partie par une plus grande inexactitude planimétrique de la BD Ortho due au relief morcelé de la zone.
177 Par exemple, les écarts constatés entre la position sur la BD Ortho et le positionnement GPS des fameuses roches du Christ, du Chef de Tribu, du Sorcier et de la Danseuse sont respectivement de 3,8 m ; 3,4 m ; 1,8 m et 3,2 m (levés effectués par des membres de l’ENSG avec un GPS Trimble R8 en 2008).
178 Comme nous allons le voir, l’écart moyen entre les roches gravées dans le site est de 14 m.