Auteur : Stephan CAMILLO

Cycle et niveau de classe

Lycée, Seconde

Objectifs pédagogiques

Montrer une modification de l'érosion d'un cours liée à l'activité humaine en prenant l'exemple d'un barrage avec l'aide de données géoréférencées (photographies aériennes) et données LIDAR permettant d’obtenir le MNT et une carte des pentes. 

Programme : Erosion et activité humaine
L'activité humaine peut limiter ou favoriser l'érosion... Des mesures d'aménagement spécifiques peuvent limiter les risques encourus par les populations humaines.
Utiliser des bases de données ou des images pour quantifier l'importance des mécanismes d'érosion actuelle et éventuellement la part liée à l'activité humaine.

Compétences et capacités travaillées

• Utiliser un SIG (carte.gouv.fr)
• Exploiter/traiter des données issues du LIDAR pour obtenir un MNT et une carte de pentes
• CRCN 1.3: Traiter des données
• CRCN 5.2 : Evoluer dans un environnement numérique

Outils numériques - intérêt et limites

• Site carte.gouv.fr
• Logiciel de traitement de données LIDAR: Cloud Compare

Le site carte.gouv.fr permet aux élèves de découvrir / se familiariser avec les cartes géographiques / topographiques et les reliefs qui y sont associés. 

Le logiciel Cloud Compare permet le traitement des fichiers de nuages de points obtenus par le LIDAR et d’effectuer le tri des données souhaitées en fonction de la problématique à résoudre, dans notre cas l'obtention du MNT. Il permet également de traiter ce MNT afin d'obtenir une carte des pentes.

Présentation de la séance

Organisation : 

Dans une séance précédente, les élèves mettent en évidence la conséquence de l'érosion / altération au niveau des paysages avec l'exemple d'un cours d'eau. 

Dans un premier temps, les élèves prennent connaissance du l'histoire du barrage de Saint-Sauveur dans les Hautes-Alpes. Un texte descriptif leur indique la raison de la construction de celui-ci, les conséquences (déficit de sédiments en aval) ainsi que le projet pour limiter cet impact sur le cours d'eau (déplacement des sédiments d'amont en aval). 

Le site carte.gouv.fr permet de localiser le barrage ainsi que le cours d'eau le Buëch. La zone amont (juste avant le lac de retenue) et la zone aval (juste après) sont repérées et seront les lieux d'étude et de comparaison. 

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Dans un second temps, les élèves vont traiter les données LIDAR de la région de Méreuil afin d’obtenir un MNT (Modèle Numérique de Terrain) représentant le modèle de la surface du sol (objets de surface retirés : habitations, végétation…). Les données LIDAR étant classifiés en catégorie, les élèves effectuent une sélection des données de catégories 2 correspondant au sol. 

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L'élève peut ainsi comparer l'image LIDAR avec la carte IGN afin de repérer les deux zones amont et aval du barrage. Une fois le MNT réalisé, la carte des pentes peut être construite avec ce même logiciel CloudCompare. Celui-ci permet un affichage des pentes en degrés avec un code couleur pour l'échelle. Cette carte permet de repérer les pentes du lit du cours d'eau en amont puis en aval et d'en faire une comparaison. Les élèves peuvent alors mettre en évidence une des conséquences du barrage et du manque de passage des sédiments : l'accentuation de l'érosion visible de par l'augmentation des pentes du lit du cours d'eau. 

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Consignes

Préciser comment les activités humaines impactent l'érosion des paysages et quelles mesurent peuvent être prises pour remédier à cela. Vous utiliserez l'exemple du barrage de Saint-Sauveur sur la commune de Méreuil. 

Remarque : la présentation du LIDAR a été faite au préalable lors d'une précédente activité. Elle facilite la compréhension de la manipulation du logiciel CloudCompare lors de cette activité.

 Supports

• Fiche d'activité élève (version modifiable)

• Fiche technique de l'application carte.gouv.fr

• Diaporama  de présentation du LIDAR / Capsule vidéo réalisée par une IA

• Fiche protocole de l’application Cloud Compare en français ou en anglais)

• Fichier de données LIDAR : BarrageSaintSauveur.bin

Production d'élève

• exemple 1

• exemple 2

Bilan et retour des élèves

L’utilisation d’un SIG comme carte.gouv.fr permet aux élèves de se familiariser avec les notions de cartographie : repérage sur une carte, lien entre carte / photographies aériennes.

L’utilisation des données LIDAR suscite un réel intérêt chez les élèves. La possibilité de trier les données par classes, permettant ainsi de retirer la végétation et les habitations de la surface du sol pour obtenir uniquement le MNT, éveille la curiosité des élèves et renforce leur motivation à s'impliquer dans l’activité.

L'affichage des pentes par le logiciel permet une approche visuelle (couleur) et chiffrée. Elle facilite l'analyse par les élèves.

Pour aller plus loin / Liens

• Logiciel Cloud Compare à télécharger : https://www.danielgm.net/cc/

• Présentation du LIDAR : https://www.youtube.com/watch?v=X0vC3slzDmc

• Dalles LIDAR (open data) à télécharger : https://geoservices.ign.fr/lidarhd

Remarque : Les dalles brutes (1km sur 1km) contiennent de nombreuses données (jusqu’à 10 points par mètre carré) avec 66 classifications. La dalle utilisée dans l'activité a été traitée au préalable pour réduire sa taille (nombre de points et nombre de classifications) afin de pouvoir être exploitée avec les postes informatiques modestes des établissements scolaires.

Questionnaire

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