La télédétection urbaine comme support de cartographie du changement : application des

Les villes accueillent actuellement la grande partie de la population mondiale. Des dynamiques inédites de croissance urbaine sont en cours depuis la fin du dernier siècle et s’opérant particulièrement sur les zones urbaines. Ces dynamiques sont traduites par un remarquable étalement des surfaces bâties au détriment du potentiel agricole et naturel environnant. Cet étalement démesuré est jugé générateur de nuisances et de dysfonctionnement des écosystèmes tant au niveau local que mondial. Les écologistes se consentent que l’urbanisation contemporaine est l’une des principales causes de dégradation de l’environnement et des atteintes des processus écologiques que les bilans environnementaux le confirment depuis des décennies : surconsommation énergétique et épuisement des ressources naturelles, pollution et émission des gaz à effet de serre en montée, déforestation et grignotage des espaces agricoles, réchauffement climatique et augmentation des zones vulnérables aux risques urbains, recul de la biodiversité, etc. Ces atteintes ont poussé la communauté internationale, à la suite d’une généralisation d’une prise de conscience, à prendre part pour y faire face.

IV.1.1. Le suivi des changements spatiotemporels pour comprendre les effets de l’étalement urbain

L’étalement urbain, étant un processus d’artificialisation des territoires agricoles et naturels, engendre en continu des mutations profondes de l’espace en lui apportant des changements irréversibles. Le paysage est de ce fait soumis aux perpétuelles sollicitations de modification de sa structure et sa composition. L’avancée de la frange urbaine poussée par l’extension des zones résidentielles, d’activités et des réseaux de transport se traduit spatialement par des changements d’occupation et d’utilisation des sols. Ces changements sont jugés responsables de la fragmentation du paysage en induisant des dysfonctionnements et des perturbations des écosystèmes avoisinants.

La figure qui suit (figue IV-1) illustre quelques aspects de perte de l’habitat naturel en conséquence de l’étalement des zones bâties. Plusieurs formes de dégradation du potentiel agricole et forestier peuvent être générées : conversion et morcellement des espaces verts, interruption des processus écologiques sous « l’effet barrière » véhiculé par l’urbanisation (Aguejdad, 2009 ; Bourgeois, 2015).

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Figure IV-1 : Processus de perte de connectivité écologique causé par l’étalement de la tache urbaine.

Source : (Bourgeois, 2015)

Dans ce contexte, l’attention est portée au suivi et à la compréhension des dynamiques affectant l’occupation du sol à différentes échelles. La localisation de ces changements permet l’identification des processus en cours : « C’est pourquoi les écologistes et les experts en ressources naturelles se montrent maintenant intéressés par la détection et la compréhension des variations des processus physiques et biologiques qui règlent le système terrestre » (Mas, 2000). L’information sur le changement d’occupation et d’utilisation des sols est assez importante, compte tenu de son utilité pratique et variée prouvée dans de nombreuses applications comme la déforestation, le contrôle des désastres, l’estimation des pertes et dégâts, l’étalement urbain, aménagement et planification spatiale, etc. (Hussain et al., 2013). La conversion des surfaces terrestres causée par l’urbanisation est considérée comme l’une des modifications anthropiques irréversibles les plus impactées au niveau de notre biosphère (Seto et al., 2011). À ce titre, le recours aux méthodes efficaces parait nécessaire pour cartographier, contrôler, analyser et évaluer ces changements environnementaux ainsi que leurs impacts d’une manière rapide et fiable (Ban, 2016).

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IV.1.2. La télédétection du changement comme outil de suivi de l’étalement des taches urbaines

Le suivi de l’étalement urbain est une tâche importante pour envisager un développement soutenable de la ville contemporaine. La compréhension et l’évaluation de ces impactes nécessitent l’actualisation permanente de l’information sur l’utilisation et l’occupation du sol urbain et périurbain. À ce titre, deux méthodes d’acquisition, et même de production, des données spatiales se présentent : la méthode dite « classique » d’enquête et de relevé sur terrain, et celle d’analyse et d’interprétation de photographie et d’image numérique (Armand, 2016 ; Lhomme, 2005). La première démarche permet une formalisation plus pertinente de données en réponse aux besoins prédéfinis. L’avantage que présente cette démarche est qu’elle peut conduire à une cartographie plus précise des dynamiques urbaines. Toutefois, des inconvénients relatifs aux couts élevés et aux temps consommés rendent difficile leurs actualisations (Jat et al., 2008), ce qui amène à privilégier le recours à la deuxième approche qui se base sur les sources satellitales, compte tenu des opportunités qu’elles présentent (Armand, 2016 ; Weber, 1995). D’une part, ces images offrent des vues riches en informations spatiales sur des territoires plus larges avec des couts moins élevés. D’autre part, la périodicité régulière de ces images permet la mise à jour et, donc, un suivi approprié des phénomènes spatiotemporels : « La couverture spatiale étendue, l’informatisation des données, favorisent son utilisation par rapport aux moyens traditionnels. » (Ouerdani, 1993).

La télédétection spatiale est actuellement devenue un outil incontournable pour le suivi de l’étalement urbain à la suite de l’essor technique et méthodologique enregistré dernièrement.

Plusieurs opportunités se présentent à cet égard (Aguejdad et Hubert-Moy, 2016 ; Weber, 1995). Les capteurs satellites fournissent des images riches en informations spatiales, en perpétuelle actualisation et avec des vues plus larges sur les territoires observés. En effet, les étendues couvertes par les scènes satellites sont prétentieusement larges, ce qui permet l’observation de l’étalement urbain sur l’ensemble du territoire avec vision globale et synthétique. De plus, la périodicité des capteurs satellites occasionnant la possibilité de revisiter régulièrement les territoires terrestres permet l’actualisation permanente de l’information sociospatiale sur les territoires suivis. Ainsi, l’accessibilité à ces ressources avec moins de charges financières est l’un des avantages considérables à ne pas dépasser, et qui s’impose par rapport aux méthodes classiques de collecte de l’information sur terrain qui sont généralement plus couteuses et nécessitent des moyens techniques et financiers moins efficaces et souvent indisponibles dans les pays en voies de développement (Donnay et al., 2003 ; Du et al., 2014 ; Weng, 2012).

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L’évolution des systèmes d’information géographique a aussi octroyé plus d’avantages à la télédétection spatiale (Donnay et al., 2003 ; Jensen, 2007). Les SIG permettent l’intégration, le traitement et la production de l’information spatiale acquise depuis les capteurs satellites à la faveur des formats numériques qu’elle présente. En effet, les études portant sur le suivi et l’évaluation des dynamiques spatiotemporelles s’effectuant sur les territoires terrestres, notamment la croissance spatiale des villes, s’appuient principalement sur l’association de la télédétection spatiale et les SIG qui permettent la cartographie des évolutions urbaines, l’identification des zones touchées par ces évolutions et la mesure de l’urbanisation en cours afin de pouvoir l’évaluer dans une démarche quantitative (Andrew et al., 2014 ; Ban, 2016 ; Donnay et al., 2003 ; Du et al., 2014).