Analyse multicritères des grandes zones remblayées de la CUS Qualité des sols et risques pour la nappe Rapport final. BRGM/RP FR Mai 2010

Analyse multicritères des grandes zones remblayées de la CUS Qualité des sols et risques pour la nappe

Rapport final

BRGM/RP-57754-FR

Mai 2010

Mots clés : Remblais, SIG, Cartographie historique, CUS, Bas-Rhin, Alsace

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Urban S. et Kelkoul M. (2010) - Analyse multicritères des grandes zones remblayées de la CUS. Qualité des sols et risques pour la nappe. Rapport BRGM/RP-57754-FR. 44 p, 10 ill., 2 ann.

© BRGM, 2010, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM

Synthèse

L

« Peut-on, à partir d’une analyse des cartes historiques de la CUS, identifier de grandes zones remblayées et leur attribuer, en fonction de leur origine ou de la connaissance qu’on en a, un indice relatif à un potentiel impact polluant de la nappe ? »

A partir de l’analyse d’une série chronologique de cartes, l’objectif recherché était donc d’identifier les aménagements successifs relatifs au développement urbain et d’en déduire les surfaces remblayées en fonction des périodes historiques. A cette hypothèse de travail succédait une seconde : à une période de remblaiement devait correspondre une ou plusieurs sources de remblais de nature identifiable. A la nature de ces remblais pouvait être alors associé un caractère d’impact potentiel lié à la présence ou non de molécules reconnues comme polluantes. Sur ces bases, le résultat s’exprimerait par une cartographie des zones à risque pour la nappe à l’échelle de la CUS.

Au cours d’une première étape le BRGM a utilisé ses archives cartographiques remontant à la fin du XIX^ème siècle en les scannant. Un travail de géo référencement a permis la superposition de ces cartes dans un Système d’Informations Géographiques.

Les séries de cartes ainsi traitées sont autant de « photographies » d’époques particulières : 1884-1885, 1933-1935, 1941-1942, 1956-1957, 1979-1980 et 2008.

La comparaison successive de chacune de ces séries permet d’observer l’évolution du tissu urbain de la CUS. Une interprétation simple de l’occupation des sols a permis ainsi de produire une carte interprétative de l’accroissement urbain.

Toutefois, une première concertation avec des géographes identifiés comme experts sur ce sujet d’étude a remis en cause l’hypothèse nécessaire à l’identification des remblais : ceux-ci consistent, à chaque époque, en un mélange dont les composants n’ont pas d’origine facilement identifiable. De plus les époques d’accroissement urbain ne coïncident pas obligatoirement avec un remblaiement. Ces derniers sont souvent antérieurs à la période de construction. Le projet s’est ainsi orienté vers une seconde hypothèse de travail considérée comme plus porteuse de résultats : réaliser, par la comparaison des cotes altimétriques de la carte la plus ancienne avec celles de la série la plus récente, une zonation des épaisseurs de remblais.

Ce travail a été effectué sur une partie de la CUS en numérisant les cotes altimétriques et les courbes de niveaux de la série 1883-1884 et ceux de la cartographie actuelle. La comparaison par une opération des surfaces altimétriques respectives n’a cependant pu refléter la réalité des remblaiements selon les tendances générales connues.

Le travail effectué au cours de ce projet n’a ainsi pas permis d’obtenir le résultat escompté initialement dans la mesure où les hypothèses de travail se sont révélées incorrectes ou inadaptées. Il s’avère, selon les experts consultés, que seule une étude bibliographique de longue haleine puisse garantir un résultat reflétant la réalité. Les traitements par SIG peuvent, dans ce cadre, servir de support de recherche mais ne peuvent en aucun cas se substituer à une recherche et une analyse au cas par cas. De ce point de vue, le BRGM et la CUS disposent maintenant d’une série de cartes géoréférencées lisibles et utilisables dans un SIG.

Sommaire

1. Introduction ...7

1.1.CONTEXTE ET OBJECTIF DE L’ETUDE ...7

1.2.PROGRAMME ET HYPOTHESES DE TRAVAIL...7

2. Numerisation des documents cartographiques et analyse de l’occupation des sols...9

2.1.NUMERISATION DES DOCUMENTS...9

2.1.1.Etendue de la zone d’étude...9

2.1.2.Le fonds cartographique BRGM ...10

2.1.3.Scan et géo référencement des cartes...11

2.1.4.Caractérisation des changements d’occupation du sol ...12

2.1.5.Analyse et caractérisation de l’évolution de l’occupation du sol de la CUS de 1882 à 1999...14

3. Recherches bibliographiques ...15

3.1.INSTITUTIONS ...15

3.2.SOURCES BIBLIOGRAPHIQUES...15

3.3.EVOLUTION DE LA MISSION (REUNION, ORIENTATION DU PROJET)...17

4. La réorientation du projet : vers une analyse des épaisseurs de remblai ...19

4.1.APPROCHE METHODOLOGIQUE ...20

4.2.ALTIMETRIES ANCIENNES ET RECENTES DE LA ZONE TEST...23

4.2.1.Altimétrie ancienne ...23

4.2.2.Altimétrie récente...25

4.2.3.Comparaison des extrapolations issues des cartes anciennes et récentes : estimation des épaisseurs de remblais constitués...25

4.2.4.Essai d’estimation par confrontation des points cotés et des informations issues des forages...27

4.2.5.Analyse critique des résultats obtenus ...29

5. Conclusion ...31

Liste des illustrations

Illustration 1 : Découpage administratif de la CUS... 10 Illustration 2 : exemple d’assemblage de dalles topographiques (feuilles au 1 :25 000)

de 1882-84. (sur SIG, Arcgis). En rouge les limites de la CUS... 11 Illustration 3 : légende simplifiée de l’occupation des sols. ... 13 Illustration 4 : exemple de résultat obtenu après la numérisation (fond de carte

topographique de 1882-84) ... 14 Illustration 5 : délimitation de la zone test. (Fond de carte issu du scan 25)... 20 Illustration 6 : montage montrant les informations sur les décalages de référentiels (en

rouge, le nombre à ajouter aux données de 1882/84). ... 22 Illustration 7 : cartes présentant la numérisation des points cotés et des courbes de

niveau du jeu de cartes 1882/84 ... 23 Illustration 8 : Cartes montrant les résultats du traitement par Krigeage des informations

issues des points cotés et des courbes de niveau ... 24 Illustration 9 : Cartes montrant les résultats du traitement par Krigeage des informations

issues des points cotés (1999) ... 25 Illustration 10 : carte présentant la confrontation par la méthode de soustraction

(ArcGis) des deux cartes de 1882/84 et de 1999... 26 Illustration 11 : cartographie des forages répertoriés et numérisés sur le territoire de la

CUS ... 27 Illustration 12 : comparaison des résultats de la méthode de Soustraction ... 28

Liste des annexes

Annexe 1 Evolution de l’occupation des sols depuis 1882/84 (interprétation simplifiée)... 33 Annexe 2 Tableau récapitulatif des évolutions de l’occupation du sol ... 41

1. Introduction

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIF DE L’ETUDE

La ville de Strasbourg et les communes de la Communauté Urbaine de Strasbourg (CUS) sont construites dans une zone parcourue par les bras divaguant du Rhin, de l’Ill et de la Bruche. La canalisation des cours d’eau a progressivement réduit les surfaces inondables de la zone. L'urbanisation a donc été accompagnée de la mise en place de remblais sur des épaisseurs parfois importantes. Ces remblais ont été constitués de différents matériaux d'apport suivant les époques, matériaux de démolition, graves rhénanes, rebuts de carrière etc. qui peuvent présenter des propriétés très différentes du point de vue de la tenue des terrains et de la qualité des sols.

Le Service Géologique Régional Alsace du BRGM a collecté l'ensemble des fonds cartographiques au 1/25 000 depuis les premiers levés allemands de 1880 sur tout le territoire alsacien. Les diverses éditions s'échelonnent environ tous les 20 ans, ce qui permet une analyse historique de l'évolution de la topographie et de l’urbanisation.

Dans le cadre de la présente étude, le BRGM a proposé d'exploiter ces fonds cartographiques pour délimiter les zones d'apports de remblais suivant les époques.

Ces zones ont ensuite été renseignées en fonction des informations disponibles sur leur composition lithologique et géochimique et sur leurs qualités géotechniques, de façon à construire une couche SIG utilisable dans les projets d'aménagement ou pour la surveillance de la qualité des eaux souterraines et la qualité des sols.

1.2. PROGRAMME ET HYPOTHESES DE TRAVAIL

L’exploitation du fonds cartographique disponible au BRGM a suivi les étapes suivantes :

• numérisation et géo référencement commun des cartes topographiques ;

• définition d’une typologie simplifiée de l’occupation des sols ;

• information d’une couche SIG chronologique sur la base de cette typologie ;

• identification de la nature des remblais et de leur potentiel polluant.

Comme évoqué dans la synthèse, ce programme de travail d’origine se basait sur deux hypothèses majeures :

• le remblaiement des terrains est contemporain des constructions ;

• les volumes de remblais utilisés à chaque époque ont des origines identifiables.

De ce fait leur composition l’est aussi.

Parallèlement à ce programme, un travail de recherche d’informations auprès des organismes locaux susceptibles de disposer de documents a été effectué.

2. Numerisation des documents cartographiques et analyse de l’occupation des sols

2.1. NUMERISATION DES DOCUMENTS 2.1.1. Etendue de la zone d’étude

Le territoire de la communauté urbaine de Strasbourg est né de la coopération de 28 communes : Bischheim, Blaesheim, Eckbolsheim, Eckwersheim, Entzheim, Eschau, Fegersheim, Geispolsheim, Hoenheim, Holtzheim, Illkirch-Graffenstaden, Lampertheim, Lingolsheim, Lipsheim, Mittelhausbergen, Mundolsheim, Niederhausbergen, Oberhausbergen, Oberschaeffolsheim, Ostwald, Plobsheim, Reichstett, Schiltigheim, Souffelweyersheim, Strasbourg, Vendenheim, La Wantzenau, Wolfisheim.

Illustration 1 : Découpage administratif de la CUS

2.1.2. Le fonds cartographique BRGM

Les fonds de cartes topographiques français et allemands sont constitués de feuilles au 1:25 000 et au 1:30 000, archivées au BRGM. Elles sont datées de 1882-84 et de 1941-42 pour les éditions allemandes ; de 1933-35, 1956-57 et 1979-1980 pour les éditions françaises. A cela est ajoutée la version datant de 1999, déjà scannée et

correspondant à la cartographie la plus actuelle lors de la réalisation de la présente étude. La plupart des éditions couvre la totalité du territoire de la CUS.

2.1.3. Scan et géo référencement des cartes

Les feuilles rassemblées et classées par dates ont fait l’objet d’une numérisation par scannage. Nous avons ainsi obtenu des séries d’images lisibles en format « raster » par un Système d’Informations Géographiques (pour ce projet : Arc/Gis – Arc/View).

Le travail d’harmonisation des cartes historiques, destinées à pouvoir les superposer et d’en déduire des évolutions géographiques, a été réalisé selon les étapes suivantes :

• identification des systèmes de géoréférencement d’origine ;

• positionnement des cartes selon le système WGS84 avec coordonnées longitudes – latitudes. Le système de projection d’origine est indiqué, les 4 coins de chaque carte sont positionnés. Certaines cartes réalisées avec des systèmes de projection et/ou coordonnées inconnus pour le logiciel GLOBAL MAPPER ont du faire l’objet d’une transformation par le logiciel CIRCE, dans un système répertorié par GLOBAL MAPPER ;

• pour chaque époque l’ensemble des cartes sont assemblées (voir exemple illustration 1) ;

• le résultat pour chaque époque est transformé sous une projection Lambert II étendu. Il s’agit alors de fichiers visualisables sous ArcGis. Cette dernière étape permet alors de comparer les cartes de différentes époques.

Illustration 2 : exemple d’assemblage de dalles topographiques (feuilles au 1 :25 000) de 1882- 84. (sur SIG, Arcgis). En rouge les limites de la CUS

La comparaison des jeux de cartes assemblés et transformés a montré qu’il subsistait un décalage entre les différents jeux de cartes regroupés par époque. Ces décalages atteignent quelques dizaines de mètres pour des points historiques reconnus (ponts couverts ou Kaiserplatz / Place de la république à Strasbourg). Toutefois il ne s’agit pas d’erreurs faciles à corriger car quelques tests aux extrémités de la CUS montrent a contrario peu de décalage. Le résultat général obtenu avec ces approximations a donc été retenu comme base de travail.

2.1.4. Caractérisation des changements d’occupation du sol

La succession des jeux de cartes reproduit l’évolution de l’occupation des sols depuis 1884 jusqu’à nos jours. Il convient cependant d’observer qu’à chaque période, la typologie qui décrit l’occupation des sols est particulière. Il n’existe donc pas de système de légende commune à toutes les périodes décrivant les zones urbaines, forestière ou agricole. Aussi la première étape a consisté à définir une typologie cartographique composée de classes simples pouvant être identifiées dans chaque jeu de cartes et décrivant chaque fois l’ensemble du territoire. A la suite d’une concertation avec la CUS, il a été décidé de décrire l’occupation des sols en 5 grandes thématiques, elles-mêmes divisées en quelques sous-thèmes simples.

CHAMPS

THEME SOUS-THEME EVOLUTION¹

TYPE

Dense Polygone Discontinue Polygone Zone urbaine

Faible Polygone Zone non-

urbanisée

Zone non-

urbanisée Polygone

Zone forestière Zone forestière Polygone Zone d’extraction

hors plan d’eau Polygone

Grande emprise

Zone Industrielle Polygone

Cours d’eau Polygone

Hydrographie Plan d’eau :

Etang, gravière en eau

THEME de la période précédente

Polygone

1 Evolution entre la période de référence de la couche et la période précédente.

Illustration 3 : légende simplifiée de l’occupation des sols.

Cette légende correspond à un découpage extrêmement simplifié de l’occupation du sol. Elle s’inspire du découpage issu de la Base de Données d’Occupation du Sol 2000 (BDOCS 2000 ; édité par le Conseil Régional d’Alsace).

Sur la base de cette grille d’interprétation commune à tous les jeux de cartes, l’étape suivante consistera à numériser les surfaces. La comparaison d’une époque à la suivante permet ainsi de mettre en évidence les changements, notamment l’urbanisation croissante des surfaces.

Cette urbanisation croissante est intimement liée aux remblaiements de nouvelles surfaces. Les postulats qui guident cette démarche en vue d’identifier la nature des remblaiements sont les suivants :

1. les remblaiements précèdent immédiatement l’urbanisation des surfaces. Les surfaces urbanisés entre deux périodes (deux jeux de cartes) doivent ainsi refléter l’étendue des surfaces remblayées durant l’intervalle de temps considéré;

2. ces remblaiements proviennent de sources indentifiables selon les périodes concernées. La connaissance de ces sources rend alors possible l’identification ou la caractérisation de la nature des remblaiements (selon le cas : type de matériaux réutilisés, nature des formations naturelles).

L’illustration 3 présente l’interprétation du jeu de cartes topographiques 1883 – 1884.

Illustration 4 : exemple de résultat obtenu après la numérisation (fond de carte topographique de 1882-84)

2.1.5. Analyse et caractérisation de l’évolution de l’occupation du sol de la CUS de 1882 à 1999

Chaque jeu de carte a donc donné lieu à une interprétation selon cette grille simplifiée de l’occupation des sols (voir annexe I). Le passage d’une « photographie » d’époque à l’autre permet alors de mettre en évidence les principaux changements dus essentiellement à une urbanisation croissante. Le tableau récapitulatif de l’analyse est présenté en annexe II.

3. Recherches bibliographiques

3.1. INSTITUTIONS

En appui à cette analyse comparative des cartes, d’autres sources d’information ont été sollicitées. Pour cela, plusieurs institutions ont été contactées :

• le laboratoire IMAGE ET VILLE (UMR 7011) de L’Université Louis Pasteur de Strasbourg ;

• l'agence de développement et d'urbanisme de l'agglomération de Strasbourg (ADEUS) ;

• l’Ecole Publique d’Ingénieurs et d’Architectes de Strasbourg (INSA) ;

• l’Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Strasbourg ;

• la Direction Départementale de l’Equipement du Bas Rhin (DDE) ;

• la Direction Régionale de l'Industrie de la Recherche et de l'Environnement (DRIRE).

Il est apparu que la plupart de ces institutions ne disposent pas d’éléments pouvant apporter un éclairage synthétique sur le développement urbain de la CUS en relation avec le remblaiement, même pour une époque récente.

Il est important de souligner que très peu d’études ont été réalisées sur les remblais récents dans la CUS, excepté des études historiques de l’urbanisation de la ville de Strasbourg qui remontent au Moyen-âge, dans lesquelles on retrouve la trace d’opérations de remblayage. Cependant, ni la nature des matériaux, ni l’époque des remblaiements ne nous permettent de remonter aussi loin. Plus récemment, depuis la fin du XIX^ème siècle, aucune étude n’a porté sur l’impact indirect des remblais sur la qualité des sols et de la nappe.

Toutefois, certains contacts préliminaires auprès d’organismes susceptibles de posséder des informations, ont permis d’identifier quelques sources d’informations.

3.2. SOURCES BIBLIOGRAPHIQUES

Des études urbanistiques et archéologiques en lien avec le site de Strasbourg ont été effectuées, la première² concernant l’évolution urbaine historique, la seconde³ étant

2 Hatt, Th. « Construction d’un système d’informations géographiques historique pour l’histoire urbaine de Strasbourg, 1674 – 2003 » Revue d’Alsace, septembre 2003, n°129, pp.127 - 141

une étude multidisciplinaire portant sur la relation entre l’installation sur le site de Strasbourg et le milieu naturel (cours d’eau).

L’étude portant sur l’histoire urbaine de Strasbourg a été faite dans le cadre de l’utilisation de nouveaux outils géomatiques, notamment les SIG. Cette étude réalisée par Thierry Hatt consistait en la construction d’un SIG historique pour l’histoire urbaine de Strasbourg. Elle s’appuie sur de nombreuses collaborations avec des services d’archives, des écoles ainsi que la CUS.

L’objectif des travaux de M. Hatt était de superposer plusieurs couches, représentant les différentes époques urbaines de la ville, et ce afin d’en visualiser un changement à plusieurs échelles (au niveau du quartier, du type de bâti ou du type de matériau, etc.).

La méthode a consisté en une numérisation de fonds de cartes topographiques à l’aide d’un SIG, puis à un découpage fin des différentes thématiques constituant l’occupation du sol (bâti, espaces verts, eau, etc.). Cela a permis notamment de réaliser des études multi-échelles sur l’évolution du Bâti, mais également sur les autres thématiques d’occupation du sol.

D’autres études comme celle de J.J. Schwien sur les aménagements hydrographiques du site naturel de Strasbourg, ont montré l’importance de ceux-ci pour la conquête de ce site considéré comme répulsif (inhospitalier). Cette étude, qui couvre la période comprise entre l’Antiquité et l’époque moderne, a permis aux archéologues, géographes et géologues au moyen de carottages, de déterminer par quels processus se sont mis en place des travaux permettant un développement urbain progressif.

Ces études couvrent une large période. Elles permettent de mieux comprendre l’installation et le développement urbain de la ville, alors que le site naturel (les cours d’eau, les marécages, la topographie basse) ne les favorisait guère.

Cependant les résultats se limitent à la ville de Strasbourg et n’apportent pas d’informations exploitables pour la présente étude qui se focalise sur la plus récente période historique à partir de la fin du XIX^ème siècle et sur le potentiel polluant des matériaux de remblais.

3 Schwien, JJ. et Schneider, N., 1998. "Le site naturel de Strasbourg et ses aménagements hydrographiques de l'Antiquité à l'époque moderne". Arch.Méd. Tome 28. pp. 33-69

3.3. EVOLUTION DE LA MISSION (REUNION, ORIENTATION DU PROJET)

Les résultats préliminaires issus du travail d’interprétation simplifié de l’occupation des sols ont été présentés à la CUS en mars 2009. Etaient invités également les auteurs des articles précédemment cités MM. Jean-Jacques Schwien et T. Hatt ainsi que D.

Schwartz, professeur à la Faculté de géographie de l’Université de Strasbourg.

A la lumière des résultats et sur la base des contributions apportées par les référents thématiques, il est apparu nécessaire de réorienter la démarche prévue à l’origine. En effet, deux constats d’experts ont été émis :

• le remblaiement de surface ne serait pas immédiatement suivi de constructions.

Celles-ci peuvent s’étaler sur plusieurs décennies. On ne peut donc relier les phases d’urbanisation constatées d’un période à l’autre à une phase intermédiaire de remblaiement comme cela avait été postulé et indiqué dans le cahier des charges de cette étude ;

• les remblaiements sont souvent de nature composite provenant, entre autre, de la reprise d’anciens remblais. Il n’est donc pas possible, même en ayant identifié la période exacte de remblaiement, d’y associer une origine et donc éventuellement une nature particulière. Le deuxième postulat inscrit dans le cahier des charges ne peut donc être retenu.

Sur la base de ces constats, le projet a été réorienté vers un objectif ne visant plus à caractériser la nature des remblais, mais leur épaisseur. Cette nouvelle démarche est décrite dans les chapitres suivants.

4. La réorientation du projet : vers une analyse des épaisseurs de remblai

Le constat réfutant les deux postulats de base du projet (période et origine des remblais) ne permet pas d’envisager une réponse facile permettant d’identifier la nature des remblais dans le cadre d’un projet de dimension modeste. En conséquence, il est apparu plus réaliste de tenter une approche différente sur la base du fond topographique géoréférencé maintenant établi. L’épaisseur des remblais est une caractéristique qui peut être théoriquement facile à évaluer en tentant de réaliser une comparaison des cotes altimétriques des cartes. Il a été convenu que l’estimation des épaisseurs de remblais déposés depuis la fin du XIX^ème siècle serait un objectif intéressant pour caractériser le remblaiement en substitution à l’objectif initial tenu pour non réalisable dans le cadre du projet.

C’est sur cette base simple qu’il a été décidé d’effectuer sur une portion test de la CUS une numérisation de la plus ancienne carte (1883 – 1884) et de la confronter après traitement informatique avec le fond topographique IGN datant de 1999 également numérisé de façon similaire.

4.1. APPROCHE METHODOLOGIQUE

La zone test retenue inclut le centre de Strasbourg et son agglomération la plus proche. Elle correspond à peu près à un rectangle de 8 km de longueur sur 5 km de largeur.

Illustration 5 : délimitation de la zone test. (Fond de carte issu du scan 25)

La confrontation des données altimétriques issues des extraits de cartes 1883-84 et 1999 suppose à nouveau une numérisation des informations contenues dans chacune d’elles. Ces informations sont de deux types :

• les cotes altimétriques ;

• les courbes de niveau.

Il est apparu difficile d’exploiter simultanément ces informations de géométrie différentes (points et lignes) en une seule opération de lissage pour chaque carte.

Nous avons donc procédé d’abord à une numérisation et une extrapolation des points cotés, puis à une numérisation et une extrapolation des courbes de niveau. Il est cependant évident qu’une combinaison de ces deux types d’informations permet seulement de refléter la réalité décrite par les cartes. D’une manière pragmatique il a été décidé de retenir en priorité l’information issue des courbes de niveau et de ne retenir celle issue des cotes altimétriques que dans les zones avec peu de relief, c'est- à-dire sans courbes de niveau.

Toutefois, comme pour le géoréférencement des cartes, il est nécessaire de prendre en compte la différence de référentiel existant entre les cartes allemandes et françaises quant au niveau zéro. En effet, les cartes allemandes, et notamment celle de 1882 – 84, avaient pour référence le niveau zéro de la Mer du Nord. Alors que les cartes françaises ont pour référentiel le niveau zéro de la Mer Méditerranée. Pour corriger cela, nous disposions d’une grille de transformations de coordonnées permettant simplement de connaître pour chaque maille le décalage précis qu’engendre cette différence de référentiel (voir Illustration 6).

Illustration 6 : montage montrant les informations sur les décalages de référentiels (en rouge, le nombre à ajouter aux données de 1882/84).

4.2. ALTIMETRIES ANCIENNES ET RECENTES DE LA ZONE TEST

Deux cartes topographiques sont comparées : celles de 1882/84 et le fond de carte IGN actuel. La première étape consiste en une numérisation des cotes altimétriques de chaque carte.

4.2.1. Altimétrie ancienne

Pour le jeu de cartes 1882/1884, deux types d’informations sont traités séparément puis combinés :

• les cotes altimétriques qui constituent un semi de points répartis sur toute la zone test. C’est l’unique information dans les zones plates où aucune courbe de niveau ne rend compte d’un relief ;

• les courbes de niveau qui constituent une information plus dense, malheureusement uniquement représentée à l’ouest de la zone.

Illustration 7 : cartes présentant la numérisation des points cotés et des courbes de niveau du jeu de cartes 1882/84

L’interpolation des informations altimétriques (points et courbes de niveau) à l’ensemble de la zone test est réalisée par une méthode dite de « Krigeage ». Le traitement des courbes de niveaux a nécessité une opération intermédiaire : la transformation automatique de lignes en une succession de points. Les points ainsi obtenus ont subi le même traitement de « Krigeage » que pour les points cotés.

Illustration 8 : Cartes montrant les résultats du traitement par Krigeage des informations issues des points cotés et des courbes de niveau

En considérant que l’information issue des courbes de niveaux est plus dense, nous estimons que le résultat obtenu dans la partie ouest est plus fin que l’extrapolation obtenue sur la base du semis de points.

Par la suite, la comparaison avec les données altimétriques récentes procédera d’une combinaison de ces deux traitements : le traitement basé sur les courbes de niveaux pour la partie ouest associé à celui basé sur le semis de points pour les zones restantes.

4.2.2. Altimétrie récente

La numérisation de l’altimétrie a procédé du même traitement à partir d’un semis de points. La zone test intensément urbanisée ne permettant plus l’établissement de courbes de niveaux.

Illustration 9 : Cartes montrant les résultats du traitement par Krigeage des informations issues des points cotés (1999)

Nous obtenons la même allure générale que pour les résultats issus du traitement du jeu de cartes 1882-84 : un site en plaine dont l’altitude augmente vers sa partie ouest (Koenigshoffen et Hautepierre).

4.2.3. Comparaison des extrapolations issues des cartes anciennes et récentes : estimation des épaisseurs de remblais constitués

En l’appliquant sur la base des extrapolations effectuées à partir de semis de points sur toute la zone, nous obtenons le résultat suivant :

Illustration 10 : carte présentant la confrontation par la méthode de soustraction (ArcGis) des deux cartes de 1882/84 et de 1999

La différence d’altimétrie reflète la constitution supposée de remblais durant la période qui sépare les deux levés topographiques.

4.2.4. Essai d’estimation par confrontation des points cotés et des informations issues des forages

La confrontation de ce résultat avec un autre type de données constitue une étape intermédiaire de validation. La présence de remblais et leur épaisseur estimée sont des informations liées aux descriptions de forage. Il s’avère ainsi intéressant de superposer ces informations à celles du résultat de la méthode de soustraction.

Sur l’ensemble des points de forage répartis sur la CUS, une fraction seulement a donné lieu à une numérisation des profils géologiques (Logs validés, voir Illustration 9).

C’est cette fraction qui sera utilisée pour la comparaison.

Illustration 11 : cartographie des forages répertoriés et numérisés sur le territoire de la CUS Forages : Remblai

Ces cartes nous montrent la localisation des points de forages. Les informations proviennent de la banque de données nationale du sous-sol (BSS) gérée par le BRGM. Sur la carte de gauche, l’ensemble des forages répertoriés sur le territoire de la CUS sont présentés. La carte de droite présente uniquement les forages comprenant une strate renseignée comme étant des matériaux de remblais, ou assimilés comme tels (ordures ménagères, déchets anthropiques).

Le croisement de toutes les informations obtenues à partir des cartes topographiques et du traitement appliqué (méthode de soustraction), avec les informations fournies par les forages sur la CUS, conduit à une certaine cohérence des résultats pour certains secteurs ; la présence des forages sélectionnés confirmant l’existence de remblais.

Par exemple pour le secteur centre gare, la présence de nombreux forages validés indique la présence de volumes importants de remblais. De même la méthode de soustraction (coloration en rouge) désigne la présence de remblais dans cette zone.

A l’opposé, la méthode de soustraction localise une plage de léger déblai couvrant la zone d’Ostwald. Cette estimation semble se confirmer par l’absence de forages témoignant d’une couche de remblais.

Illustration 12 : comparaison des résultats de la méthode de Soustraction

4.2.5. Analyse critique des résultats obtenus

Les cartographies et le croisement d’informations ont fait l’objet d’une analyse critique de la part des représentants de la CUS ainsi que des experts historiens ou géographes. Il apparaît que cette deuxième tentative de cerner la problématique des remblais à travers des traitements purement cartographiques reste insuffisante voire incorrecte :

• l’analyse des remblais et déblais issue du traitement de la carte topographique ne reflète pas la réalité connue dans plusieurs zones. Le cas le plus frappant est celui de la plage de remblais modélisée qui couvre la partie Ouest de la ville (Strasbourg centre et gare) où aucun remblaiement notoire a été effectué depuis la fin du XIX siècle. D’autres observations similaires émises au cours de discussions avec des historiens, archéologues et géographes contactés ont mis en évidence les contradictions entre le résultat de la méthode et la réalité historique connue ;

• le remblaiement est une réalité discontinue pouvant varier abruptement d’un quartier à l’autre, d’un pâté de maison à l’autre selon les plans d’urbanisation à petite échelle. Dans ce contexte, des extrapolations issues de données topographiques à l’échelle de cartes au 1/25 000 ne peuvent atteindre un degré de discrétisation adéquat.

5. Conclusion

La première partie du travail a consisté à assembler des jeux de cartes topographiques correspondant à différentes époques et à les géoréférencer. Le résultat produit est une série de fichiers SIG comparables entre eux avec un décalage de points remarquables se limitant à quelques dizaines de mètres seulement. Compte tenu des imprécisions inhérentes aux levées topographiques même puis aux erreurs physiques liées à l’impression d’origine puis au scannage de documents anciens, ce résultat constitue un optimum de précision.

La deuxième étape a abouti à l’interprétation dynamique de l’occupation des sols de la fin du XIX^ème siècle jusqu’à l’époque récente. Cette interprétation, basée sur une grille de lecture simplifiée, décrit une évolution urbanistique globale. Elle est apparue intéressante pour une vision dynamique de la CUS au cours du XX^ème siècle, mais inadaptée pour rendre compte des actions de remblaiement. En effet de grandes surfaces ont pu être remblayées puis construites par étapes au cours des décennies. Il existe donc un découplage avéré entre le remblaiement et l’urbanisation a postériori.

Enfin, la démarche du travail reposait également sur le lien entre la période de remblaiement et la source et donc par conséquent la nature des remblais. Selon les experts interrogés, les remblais ont été généralement constitués à partir de mélange de matériaux d’origines différentes (en incluant aussi le remaniement de remblais d’époques précédentes). Il a donc paru illusoire de pouvoir déduire d’une action de remblaiement particulière dans le temps, une nature, et donc une toxicité particulière.

La troisième étape a consisté en une dernière tentative de cerner une caractéristique des remblais – leur épaisseur – à partir des données cartographiques géoréférencées.

De même que pour l’analyse du développement urbain, le résultat a buté à l’examen des faits : les zones de remblais et de déblais modélisées ne correspondent pas, selon les experts interrogés, aux connaissances historiques reconnues. Toutefois on observe une cohérence dans certains secteurs (zone Gare de Strasbourg) entre les épaisseurs de remblais documentées par les forages et l’épaisseur des remblais obtenue par modélisation.

La présentation de la cartographie MNT réalisée récemment par la CUS au cours d’une dernière réunion a, enfin, montré que cette couverture topographique fine était infiniment plus adaptée pour détecter les zones remblayées par rapport à d’autres, voisines, restées à un niveau topographique d’origine.

En définitive, l’ensemble des cartes géoréférencées constitue à lui seul un produit indiscutable de ce projet. L’exploitation de ce produit ne peut cependant se faire par des méthodes globales de traitement de données, comme cela a été le cas au cours des étapes de cette étude. Seule une démarche à l’échelle de quartier, exploitant les travaux de terrain réalisés (fouilles archéologiques, archives historiques) et incluant une reconnaissance des chantiers en cours permettrait de mieux cerner la réalité des remblais, c'est-à-dire leur épaisseur et leur nature. Pour cela l’échange entre géologue, historien et archéologue est une condition sine qua non.

Annexe 1

Evolution de l’occupation des sols depuis

1882/84 (interprétation simplifiée)

Annexe 2

Tableau récapitulatif des évolutions de

l’occupation du sol

LEGENDE :

Bâti très dense Zones d’extraction

Zone forestière

Bâti discontinu Zones Zones

Extension au nord et au sud ouest de la périphérie du centre historique

(Faubourgs)

Densification importante - nord/sud de Schiltigheim

au sud (quartier étoile bourse), à noter les densifications importantes de Geispolsheim et Blaesheim.

Extension des faubourgs à l’est (quartier universitaire et cité administrative) et au sud du centre

historique (Hôpital civil)

Au nord, Bischheim et Hœnheim croissent. Au sud, développement important du quartier de la Meinau et

extension du Neuhof, ainsi qu’un agrandissement de la commune

d’Illkirch

Densification de la couronne périurbaine et des communes périphériques. Au nord, toutes les communes continuent de croître. Des communes doublent de superficie. A l’ouest les quartiers grandissent encore. Au sud, on note une forte urbanisation du quartier de la Meinau.

Extension du faubourg à l’est (quartier de l’Esplanade et Vauban)

On observe une légère densification des faubourgs nord. Extension périphérique légère à Schiltigheim

Au nord (Bischheim), extension du bâti lâche le long des routes.

Accroissement de Koenigshoffen, de la Montagne verte, de Roethig, ainsi

que de Lingolsheim

L’urbanisation sous cette forme de bâti se localise uniquement

au-delà des faubourgs de Strasbourg

L’urbanisation progresse peu et se cantonne principalement sur les marges de la couronne périurbaine et sur les communes de la CUS les plus éloignées.

Disparition (comblement) d’une grande partie des gravières et

sablières

Implantation de nombreuses fabriques et usines. Création de la

zone industrielle portuaire.

Au sud, apparition de la plaine des bouchers. Les

tanneries de France voient le jour.

Au nord, apparition de fabriques (Schiltigheim) et d’une briqueterie.

Extension de la zone industrialo portuaire (port du Rhin).

Au nord, apparition de fabriques, et du studio de télé (Wacken) France 3.

A l’ouest, extensions d’usines. Au sud, de nouvelles fabriques.

Extension de la zone industrielle de la plaine des bouchers. Apparition au

sud ouest de l’aérodrome de Strasbourg-Entzheim.

Enfin, à l’est, agrandissement de la zone portuaire sud.

La raffinerie de pétrole (Reichstett), de zones industrielles (Hoenheim) d’usines, de fabriques, et la Z.C. de Vendenheim. A l’ouest, apparition des forges et de fabriques. Au sud, zone industrielle de Fegersheim, on voit aussi apparaître des usines et des entrepôts (Illkirch).La caserne Leclerc et l’extension de la plaine des bouchers. Dans la zone portuaire, aménagement sur d’anciennes forêts, d’une zone industrielle (usines, centrales électriques). A l’est (réservoirs, fabriques, entrepôts).

Très peu de changements significatifs

Création de nouveaux bassins dans la zone industrielle portuaire (bassin des remparts, du commerce, des pétroles, de l’industrie et de Vauban).

Apparition de plan d’eau comme celui du Bagersee

Pas de changement majeur

On note l’apparition de plans d’eau au nord et au sud, avec la mise en

eau des anciens forts. On voit également apparaître des

rectifications de tracés Aménagement et ennoiement de

deux bassins dans la zone portuaire.

Aménagement au sud du plan d’eau de Plobsheim. Création du canal d’Alsace et de 3 nouveaux bassins pour l’activité industrielle.

Quelques bassins d’eau sont aménagés.

On a dégagé des zones forestières pour l‘aménagement de la zone

industrielle portuaire

Déforestation de quelques forêts alluviales au nord, et au sud de la

zone portuaire.

Le long du Rhin, on assiste à une reconquête végétale des petits

ruisseaux.

A l’ouest, on voit une reconquête des milieux alluviaux dans la plaine de la

Bruche.

Au sud est, création du parc du Rhin sur d’anciens sites industriels. On note que la vaste zone forestière au sud-est, a été séparée par la création du canal d’Alsace.

Très peu de changements significatifs.

les faubourgs du centre historique ont été remblayés. La zone industrialo- portuaire qui était ennoyée aurait pu

faire l’objet d’un remblaiement. La disparition des gravières montre aussi un comblement par remblai.

Le peu de temps (< à 10 ans) qui s’est écoulé, explique certainement le fait qu’il y ait eu peu de bouleversements de l’occupation du sol.

La zone portuaire sud, avec l’extension des bâtiments industriels constitue une zone potentiellement remblayée. On note que les extensions de zones industrielles auraient été également remblayées.

Les zones susceptibles d’avoir été remblayées sont clairement celles qui ont fait l’objet d’aménagements telles les extensions de zones industrielles au sud et dans la partie est (portuaire).

Très peu d’évolution, entrainant sans doute moins de zones remblayées, même si il y a dû avoir

du remblai durant cette période.

Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin

Service géologique régional Alsace 15, rue du Tanin - Lingolsheim