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Novembre / November 2005 63 Télédétection spatiale et SIG pour la gestion intégrée des potentialités aquacoles H. Arid*, H. Moudni* A. Orbi**, M.Talbaoui**, J.Lakhdar Idrissi**, Z. Massik** A. Littaye, R. Paoli *** * Royal Center for Remote Sensing ** Institut National de Recherche Halieutique *** ACRI-st RESUME L’aquaculture constitue un potentiel de développement considérable pour l’activité économique marocaine des produits de la mer. La mise en valeur et l’exploitation efficientes de ce potentiel requièrent d’une part une connaissance approfondie des écosystèmes et de leur potentiel et, d’autres part, la mise en œuvre d’outils de gestion permettant un suivi régulier et l’orientation des stratégies de mise en valeur. Dans le contexte, et dans le cadre d’un projet cofinancé par l’UE, le CRTS et l’INRH ont réalisé une étude pour le développement d’outils et de systèmes opérationnels pour la valorisation et la gestion des sites aquacoles le long du littoral marocain. A cet égard, une méthodologie de délimitation des zones optimales pour l’installation de fermes aquacoles a été élaborée en se basant sur la combinaison de données satellitaires et de mesures in situ moyennant un système d’informations géographiques adapté. Ce système couvre actuellement trois sites : la baie ouverte de Mdiq, la lagune fermé de Nador et la baie semi ouverte de Dakhla. Ce projet s’est déroulé en deux phases : 1. La constitution d’une base de données pour approfondir les connaissances sur les caractéristiques moyennes dans les trois sites. En plus des documents alphanumériques (données météorologiques et socio- économiques), la base de donnée contient une série d’images satellites haute résolution (Spot et Landsat) acquises pendant des conditions particulières de vent et de pluviométrie. Deux indices ont été calculés : un indice de turbidité et un indice de Température de Surface de la Mer. En outre, la spatialisation des données de campagnes océanographiques a permis de générer des couches d’information des paramètres physico-chimiques des eaux. Enfin, un modèle hydrodynamique a été élaboré pour la simulation de situations extrêmes de risque. Au terme de cette première phase, une série de cartes thématiques a été élaborées pour chaque site. 2. L’élaboration d’un outil d’analyse utilisant les outils de traitement des Systèmes d’Informations Géographiques pour la mise en relation des différentes couches d’information de la base de données. A l’issue de cette deuxième phase, un modèle a été développé pour l’automatisation du processus de délimitations des zones favorables pour l’aquaculture. L’utilisation de ce modèle peut être étendue pour la prospection de tout le littoral marocain. Enfin, une interface utilisateur, a été développée pour faciliter la navigation dans la base de données, la consultation des cartes thématiques et la délimitation des zones aquacoles par espèce et par technique d’élevage.

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Novembre / November 2005 63

Télédétection spatiale et SIG pour la gestion intégrée des potentialités aquacoles H. Arid*, H. Moudni* A. Orbi**, M.Talbaoui**, J.Lakhdar Idrissi**, Z. Massik** A. Littaye, R. Paoli *** * Royal Center for Remote Sensing ** Institut National de Recherche Halieutique *** ACRI-st

RESUME L’aquaculture constitue un potentiel de développement considérable pour l’activité économique marocaine des produits de la mer. La mise en valeur et l’exploitation efficientes de ce potentiel requièrent d’une part une connaissance approfondie des écosystèmes et de leur potentiel et, d’autres part, la mise en œuvre d’outils de gestion permettant un suivi régulier et l’orientation des stratégies de mise en valeur. Dans le contexte, et dans le cadre d’un projet cofinancé par l’UE, le CRTS et l’INRH ont réalisé une étude pour le développement d’outils et de systèmes opérationnels pour la valorisation et la gestion des sites aquacoles le long du littoral marocain. A cet égard, une méthodologie de délimitation des zones optimales pour l’installation de fermes aquacoles a été élaborée en se basant sur la combinaison de données satellitaires et de mesures in situ moyennant un système d’informations géographiques adapté. Ce système couvre actuellement trois sites : la baie ouverte de Mdiq, la lagune fermé de Nador et la baie semi ouverte de Dakhla. Ce projet s’est déroulé en deux phases : 1. La constitution d’une base de données pour approfondir les connaissances sur les caractéristiques moyennes dans les trois sites. En plus des documents alphanumériques (données météorologiques et socio-économiques), la base de donnée contient une série d’images satellites haute résolution (Spot et Landsat) acquises pendant des conditions particulières de vent et de pluviométrie. Deux indices ont été calculés : un indice de turbidité et un indice de Température de Surface de la Mer. En outre, la spatialisation des données de campagnes océanographiques a permis de générer des couches d’information des paramètres physico-chimiques des eaux. Enfin, un modèle hydrodynamique a été élaboré pour la simulation de situations extrêmes de risque. Au terme de cette première phase, une série de cartes thématiques a été élaborées pour chaque site. 2. L’élaboration d’un outil d’analyse utilisant les outils de traitement des Systèmes d’Informations Géographiques pour la mise en relation des différentes couches d’information de la base de données. A l’issue de cette deuxième phase, un modèle a été développé pour l’automatisation du processus de délimitations des zones favorables pour l’aquaculture. L’utilisation de ce modèle peut être étendue pour la prospection de tout le littoral marocain. Enfin, une interface utilisateur, a été développée pour faciliter la navigation dans la base de données, la consultation des cartes thématiques et la délimitation des zones aquacoles par espèce et par technique d’élevage.

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ABSTRACT The aquaculture constitutes a real potential for the Moroccan economic activity related to the sea products. The efficient development and the exploitation of this potential require on the one hand a thorough knowledge of the ecosystems and their potential and, on the other, the setting of management tools allowing a regular follow-up and the orientation of the policies and strategies of development.

In this context, and in the framework of the APPUIT project co financed by the European Union, the Royal Centre for Remote Sensing and the National Institute of Halieutic Research carried out a project for the development of operational tools systems for the valorisation and the management of the aquacole areas along the Moroccan coast. Thus, a methodology of delimitation of the optimal zones for the installation of aquacole farms was elaborated while being based on the combination of satellite data and in situ measurements realizing an adapted geographical information system. This system currently covers three sites corresponding to 3 different situations: off shore site of M’diq, the lagoon of Nador and the semi opened bay of Dakhla. This project was proceeded in two phases: 1. The development of a data base, as complete as possible, to improve knowledge on the dynamics of water and its average characteristics in the three sites. In addition to the alphanumeric documents (weather data and socio-economic aspects), the database contains a series of high resolution satellite images (Spot and Landsat) acquired during particular periods corresponding to specific conditions of wind and pluviometry. Two indexes were calculated: an index of turbidity and an index of the sea surface temperature. Moreover, the spatialization of the oceanographic data campaigns, collected through INRH was used to generate layers of information related to the physicochemical aspects of water. Lastly, a hydrodynamic model was built for simulating extreme situations. At this stage, a series of thematic charts were elaborated (maps of the environmental characteristics, maps of risks, maps of water quality). 2. The development of an analysis instrument using tools related to the geographical information systems for the combination of various layers of information in the database. Four types of criteria were retained: environment of the site (exploitation of maritime space and rivers contributions); the coastal structures (bathymetry and features of the coast); the water quality (anoxia risks and toxic algae) and the dynamics of water (hydrodynamics and exceptional turbidity). The “thresholds of aquacole potentiality” of each criterion has been identified. At the end of this second phase, a model was developed for the automation of the process related to potential zones delimitations for the aquaculture. The use of this model could be extended for prospecting the entire Moroccan coastal zone. Lastly, a user interface was developed to facilitate the use of the database, the consultation of the thematic maps sets and the delimitation of the aquacole zones based on species and breeding techniques

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INTRODUCTION Les nouveaux obstacles au développement des pêches mondiales dans un proche avenir proviendront du fait que les ressources naturelles sont à présent pleinement exploitées à peu près partout. En effet, les investissements extrêmement lucratifs, effectués lors de la phase dʹexpansion des pêches dans les années cinquante et soixante lorsque les ressources étaient encore abondantes, se sont traduits par une pleine exploitation des ressources halieutiques mondiales. Certes, la création de la zone économique exclusive (ZEE) de 200 milles a permis la redistribution des richesses de la mer et a rendu possible le contrôle des droits des utilisateurs vis-à-vis des étrangers. Mais, cela nʹa pas automatiquement empêché la concurrence sévère que se livrent les utilisateurs et même nationaux sur les différentes ressources. Sur le plan économique, cette concurrence sur la ressource sʹest traduite graduellement par une sur pêche car il y a trop de bateaux par rapport à la quantité de poissons. Sur le plan biologique, cette sur-pêche peut remettre en question lʹexistence même de certains stocks de poissons : soit parce

que des captures trop nombreuses réduisent la biomasse nécessaire à lʹenvironnement ou, plus grave encore, parce que les poissons sont pêchés trop jeunes avant dʹavoir eu le temps de se reproduire (sur-pêche de juvéniles). A cet égard, une réduction de lʹeffort total de pêche et/ou un changement dans le mode dʹexploitation permettraient dʹaccroître le bénéfice net que lʹéconomie nationale retire de ce secteur. Ce résultat pourrait être atteint par le biais dʹune politique et dʹune gestion appropriées, associés au suivi, au contrôle et à la surveillance ainsi quʹà lʹencouragement de lʹaquaculture en tant que secteur complémentaire à la pêche. Selon les statistiques de la FAO, l’aquaculture est considérée comme le secteur de production vivrière qui progresse le plus au monde (figure 1). Sa contribution à l’offre mondiale en poissons, crustacés et mollusques est passée de 3.9% de la production halieutique totale en 1970 à 29% en 2001. En outre, l’aquaculture a augmenté d’un taux composite moyen de 9.2% depuis 1970 contre seulement 1.4% pour les pêches de capture et 2.8% pour la production de viande sur terre (Marmulla, FAO).

Fig 1. Evolution de la production aquacole mondiale des principaux groupes d’élevage (FAO. 2002)

SITUATION DE L’AQUACULTURE A L’ECHELLE NATIONALE Bien que lʹaquaculture au Maroc existe depuis les années 1920, elle ne sʹest développée quʹau cours des dix dernières années par la création dʹentreprises de type industriel, dont la production est destinée en grande partie à

lʹexportation. La gamme de produits dʹaquaculture exploités au Maroc est variée tant au niveau des élevages en eau douce (truite, carpe, brochet, etc.) quʹau niveau des élevages en eau de mer (huîtres, palourdes, dorade, loup, anguille, etc.). Cependant, cʹest lʹélevage, de dorade et de loup qui constitue le fleuron de lʹaquaculture industrielle au Maroc.

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L’étude suivante, réalisée dans le cadre du projet GERMA entre 2002 et 2004, montre l’apport des données de la télédétection spatiale et leur intégration avec les mesures océanographiques in situ, les données météorologiques et les paramètres socio-économiques pour l’élaboration d’une base de données compléte décrivant

l’environnement des sites littoraux ainsi que leur potentiel pour le développement de l’aquaculture. Trois sites pilotes avaient été retenus pour la réalisation de l’étude : la lagune de Nador, le site offshore de M’diq et la baie semi ouverte de Dakhla (figure 2).

Fig 2. Extrait d’images satellites des trois sites pilotes (de gauche à droite, image Spot5 de la lagune de Nador, image Spot4 du site offshore de Mdiq et une Landsat ETM de la baie de Dakhla)

L’expérience a montré que les campagnes de terrain restent insuffisantes pour renseigner convenablement sur la disponibilité d’un site à abriter une ferme aquacole économiquement viable. Ces investigations sont pénalisées par les considérations suivantes :

Besoin important en ressources humaines et financières pour couvrir de larges zones.

Limitation des mesures aux seuls aspects marins.

Difficulté de réaliser des campagnes récurrentes sur les mêmes zones afin de s’assurer de la pérennité des mesures favorables.

Limitation des relevés à des mesures disparates ne permettant pas d’avoir une situation globale et homogène.

De ce constat, est né le besoin de rechercher de nouvelles approches complémentaires pouvant intégrer d’autres paramètres. Il faudrait en effet élargir les investigations aux paramètres socio-économiques des sites, l’environnement général entourant les sites d’intérêt ainsi que le suivi des conditions climatiques qui, dans les cas extrêmes,

peuvent avoir des incidences très négatives sur une ferme aquacole. DESCRIPTION DE LA BASE DE DONNEES Parmi les problèmes soulevés par les professionnels de l’aquaculture, on a retenu le manque de données relatives à la caractérisation générale des sites (climat, bathymétrie, sédimentologie, qualité de l’eau…) et une méconnaissance des risques potentiels qui menacent la viabilité économique de tout projet d’aquaculture. La base de données générée au cours de cette étudet rassemble des données brutes complémentaires de différentes sources et natures. Elles décrivent des aspects variés relatifs aux caractéristiques physiques, biologiques et environnementales des sites. De plus, des cartes thématiques, des produits de synthèse et des couches d’informations élaborées ont été crées pour aider les utilisateurs potentiels de cette base de données géographiques à exploiter au mieux l’information disponible.

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1. Données en entrée Pour répondre à ces besoins, il a fallu collecter le maximum d’informations disponibles (figure 3)

qu’on a estimé pertinentes pour notre problématique. La diversité et la dispersion de ces données ont rendu cette collecte longue et difficile.

Fig 3. schéma descriptif des intrants de la base de données géographiques

a- Données climatologiques L’objectif de l’acquisition des données climatologiques pour le cas de notre étude est double :

Outil décisionnel objectif pour le choix des périodes de photointerprétation et de cartographie de certain paramètres du milieu sur chacun des sites : choix d’années moyennes, identification d’évènements extrêmes pouvant induire des conséquences néfastes sur les élevages aquacoles.

Référence indispensable pour une interprétation des données terrain et satellitales : de fortes précipitations impliquent des situations de turbidité extrême, ou encore, l’analyse de la direction des vents au moment de l’acquisition des images ou pendant la période des campagnes de mesures in situ permet d’expliquer la dispertion des matières en suspension dans le milieu. Enfin, la température de l’air influence de manière

directe la température de la couche superficielle de l’eau qui est concerné par les mesures radiométriques enregistrées par le canal infrarouge thérmique des images landsat.

b- Données cartographiques En relation avec la thèmatique de l’aquaculture, un certain nombre de couches d’informations sous format vecteur ont été identifiées et réalisées avec des tables attributaires permettant d’identifier la nature de chaque objet. Ces données vectorielles ont été éditées à partir des images de télédétection, des cartes thèmatiques disponibles et des cartes marines (figure 4). Ainsi, on a pu créer les couches d’information suivantes :

Trait de côte : l’objectif du modèle d’analyse

spatiale qu’on a développé étant de délimiter les zones potentielles pour l’aquaculture à l’intérieur du milieu marin, il est impératif

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d’avoir une couche d’information sur la ligne de séparation entre la terre et la mer.

Type de fond : cette information est cruciale dans la mesure où le type de fond est le substrat sur lequel seront fixé les cages d’élevage de poissons.

Réseau routier : l’accessiblité des sites est un élément valorisant pour les sites aquacoles.

Réseau hydrographique : le nombre de cours d’eau permanents et saisonniers implique le nombre de points de rejet et, par conséquent, les sources de pollution et de trubidité des sites

Courbes bathymétriques et points côtés : il existe une profondeur limite pour chaque technique d’élevage. C’est un critère qui intervient également dans le modèle d’analyse spatiale qu’on a developpé au cours de cette étude.

Installations maritimes : l’infrastructure portuaire est importante pour tous les projets d’aquculture.

L’occupation du sol : cette couche d’information renseigne sur l’environnement du site.

Fig 4. exemple de carte réalisée à partrir de la compilation des couches d’informations vectorielles

c- Données des campagnes océanographiques Au cours des campagnes océanographiques, plusieurs types de paramètres ont été étudiées : des paramètres relatifs aux propriétés physico-chimiques de l’eau, d’autres pour la caractérisation

des fonds marin et la mesure de la bathymétrie etc... On s’est focalisé essentiellement sur le traitement et l’exploitation des paramètres relatifs à la qualité de l’eau. Le tableau 1 récapitule les paramètres mesurés (avec les unités) :

longitude latitude Température de surface

Salinité Oxygène dissous

NO2s NO3s NH4s PO4s Chlorophylle-a

Matières en suspension

°W °N (°C) (psu) (mg/l) µg/l µg/l µg/l µg/l mg/m3 mg/l

Tableau 1. Données des campagnes océanographiques

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Fig. 5. schéma de la procédure de spatialisation des données des campagnes océanographiques

Les données des campagnes océanographiques ont été interpolées et mises en projection pour les intégrer avec les autres couches d’information de la base de donnée. Pour la spatialisation de ces données ponctuelles, on a utilisé le modèle IDW (l’inverse pondéré des distances) (fig5). Cette méthode semble être la mieux appropriée à la spatialisation des données des campagnes. Les échantillons sont sondés dans des points disposés sur des lignes perpendiculaires au trait de côte. La distance entre les lignes est régulière et elle est supérieure à la distance entre les points d’une même ligne. d- Données satellitales En complémentarités avec les données des campagnes, l’imagerie spatiale offre une vision synoptique des paysages dans des conditions particulières d’observation. Cette vision synoptique permet de préciser la distribution spatiale de quelques paramètres échantillonnées ponctuellement (température de surface, turbidité) mais aussi leur évolution temporelle. Une sélection de données satellites Spot et Landsat a été établie selon plusieurs critères :

Coïncidence avec des campagnes d’échantillonnage terrain ;

Correspondance avec des conditions

climatiques moyennes ;

Choix d’années pour lesquelles il est possible

d’observer l’évolution saisonnière. A partir des images, deux types d’informations ont été élaborés : • Mise à jour des couches vectorielles : les

aménagements récents dans les zones d’intérêt n’ont été consigné dans aucun document cartographique. Grâce à l’imagerie haute résolution, ce travail de mise à jour a été réalisé (trait de côte, réseaux routier et hydrographiques, occupation du sols, aménagements maritimes).

• Elaboration de deux indices qualitatifs: indice de la Température de Surface de la Mer (TSM) et l’indice de turbidité (taux des matières en suspension dans l’eau)

- Indice de Température de Surface de la Mer : Cet indice qualitatif est le résultat de l’extraction de la bande infrarouge thermique des images Landsat. S’agissant d’une analyse monocanal, on n’est pas allé jusqu’à la mesure quantitative de la température. A la base cette bande, on a fait une classifictation, et pour chaque classes, on a attribué une valeur d’indice. L’indice de TSM a servi pour la caractérisation des structures de la TSM en fonction des saisons.

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- Indice de turbidité : Plusieurs modèles avaient été testés pour le calcul de cet indice. Le modèle retenu est le suivant :

Pour les images Spot : XS1+XS2+XS3 Pour les images Landsat :

TM1+TM2+TM3+TM4

Ces deux indices n’ont pas d’unités puisqu’ils correspondent à des valeurs de compte numériques brutes.

Fig 6. Schéma de la procédure d’extraction de l’information à partir des images satellite

La figure 6 montre deux exemples des résultats enregistrés : Sur l’image de gauche, on a une situation typique de la structure de la température de surface de l’eau à l’intérieur de la lagune de Nador pendant la saison froide. On constate que l’eau est plus chaude à l’intérieur de la lagune qu’à son extérieur ; au niveau de la passe, il y a une sorte de bulle d’eau froide qui illustre les échanges d’eaux entre la méditérannée et la lagune sous l’effet de la marée. L’image de droite est l’indice de turbidté enregistré au niveau du site de Mdiq en temps de vent d’Est. Les eaux du large, poussées vers la côte, prennent une structure tourbillonnaire au milieu du site sous l’effet du cap de Ceuta au nord et du cap Negro au sud. e- Données socio-économiques Plusieurs paramètres peuvent être utilisés comme indicateurs de l’aménagement du territoire et de l’impact anthropique sur l’environnement. Au cours de cette étude, on s’est focalisé sur la série de paramètres suivante :

Nombre de population; Infrastructures (adduction énergétique, bassin

stockage aquacole, bassin décontamination, pompages en mer) ;

Communication (voies maritimes, port commercial, voies routières, voies ferroviaires);

Traitement déchets urbains (Station de traitement, capacité, localisation des rejets, collecteurs eaux pluies) ;

Traitement déchets industriels (Station de traitement, capacité, Bassins de rétention, Nature des rejets, Localisation des rejets)…

f- Données de modèle hydrodynamique Dans le site offshore de Mdiq, la houle est un paramètre hydrodynamique très important pour la détermination des zones favorables pour l’aquaculture. La hauteur des houles était calculée avec un modèle hydrodynamique qui prend en considération la direction des vents et la topographie sous marine. Deux situations ont été considérées : une situation moyenne pour caractériser le site, une situation extrême (hauteur maximale de la houle) pour éliminer les zones jugées dangereuses, de point de vue houle, pour les installations aquacoles.

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2. Données en sortie Les traitements spécifiques aux données brutes précitées, ont permis de produire une information structurée, géoréférencée, en complémentarité avec les autres composantes de la base de données. A partir de ces couches d’informations, on a pu établir, pour chaque site, des cartes thématiques qui permettent de décrire leurs principales caractéristiques a- Cartes des caractéristiques environnementales

- Cartes de l’environnement écologique En ce qui concerne l’environnement écologique, quatre critères avaient été retenus : la répartition des matières en suspension, les structures de températures de surface de l’eau, le type des fonds marins et les zones qui ont fait l’objet d’un classement sanitaire. Les figures 7 et 8 montrent deux cartes de caractérisation moyenne des matières en suspension dans deux situations de vents différentes.

Indice de TSM d’une image type acquise en hiver de la

lagune de Nador Indice de turbidité en temps de vents d’Est dans le

site offschore de M’diq

Fig 7.: exemple de résultat des indices qualitatifs élaborés à partir du traitement de l’imagerie spatiale

Fig 8. Shéma de circulation des eaux dans le site de Mdiq (Chagdali, 2003)

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Ces cartes sont le résultat de la numérisation des structures observées après une classification de l’indice de turbidité. En fonction de la direction des vents qui souflent sur le site, les structures des eaux chargées en matières en suspension sont

variables. Sur la figure 9 par exemple, on devine le sens de déplacement des masses d’eaux sous l’impact de vents d’ouest.

Fig 9. carte de caractérisation moyenne de la répartition des Matières en suspension par

temps de vents d’Ouest dans la baie de M’diq

Fig 10. carte de caractérisation moyenne de la répartition des Matières en suspension par temps de vents d’Est dans la baie de

M’diq - Cartes de caractérisation du climat des sites étudiés Les cartes de caractérisation du climat regroupent des représentations graphiques de la variation des températures, des précipitations et des régimes des vents dominants enregistrés de janvier 1991 au mois de décembre 2001. La figure 11 présente la caractérisation moyenne du climat à Nador

- Cartes de caractérisation de l’environnement socio-économique Les cartes de caractérisation de l’environnement socio-économique ont été élaborées en utilisant les données des rapports d’enquêtes socio-économiques colléctés auprès des administrations publiques. Des figures de synthèse ont été insérées dans ces cartes. L’intérêt de l’élaboration de ces cartes, c’est qu’elles donnent une indication sur l’environnement du site et sur les activités économiques qu’on y trouve (figure 12).

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Fig 11. carte de caractérisation moyenne du climat à Nador

Fig 12. Carte de caractérisation de l’environnement socio-économique à Dakhla

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b- Cartes de caractérisation des risques naturels Dans un environnement côtier, la notion complexe du risque se définit par le croisement de 2 composantes distinctes : les aléas qui caractérisent des phénomènes physiques et la vulnérabilité qui présente l’impact de ces aléas sur le milieu. Les aléas sont de deux ordres :

Des phénomènes chroniques entraînant un changement progressif de l’environnement ;

Des phénomènes ponctuels et « exceptionnels ».

- Identification d’évènements perturbateurs Les évènements perturbateurs du milieu différent d’un site à un autre. Ils peuvent être des phénomènes chroniques (exemple : la dégradation progressive du potentiel biologique d’un site) ou ponctuels. Les phénomènes ponctuels identifiés sont les suivants :

Fortes précipitations ; le lessivage consécutif du sol peut entraîner, en zone littorale, des apports terrigènes sous forme de matières en suspension et facteurs polluants (pesticides, engrais, polluants divers).

Forte hausse des températures de l’air associée à une absence de vent pouvant créer des conditions d’anoxie, particulièrement en milieu lagunaire.

Dysfonctionnement de station d’épuration d’eaux usées (sous dimensionnement en période estivale ou problèmes techniques se soldant par des débordements, et donc une contamination bactériologique du milieu).

Rafales de vent mettant à l’épreuve la tenue de structure en mer.

- Qualification de l’impact sur l’environnement aquacole Pour établir des cartes de risque, on a convenu de repérer sur les observations synoptiques que procure la télédétection un impact environnemental d’évènements perturbateurs ponctuels (événement climatologiques exclusivement). La carte de risque de turbidité des eaux à Ndador (figure 13) réalisée par classification des indices de turbidité extrait à partir des images Landsat et Spot est un exemple de ces cartes.

Fig 13. Carte du risque de turbidité dans la lagune de Nador.

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MODELISATION SPATIALE DE LA DELIMITATION DES ZONES POTENTIELLES POUR L’AQUACULTURE

1. Concept général d’un système d’aquaculture

Afin de modéliser la délimitation des zones potentielles pour l’aquaculture au moyen des fonctionnalités des outils SIG, il a fallu d’abord décortiquer les systèmes d’élevage, identifier les contraintes qu’impose chaque type de milieu, connaître les exigences physiologiques des espèces à élever et les spécificités de chaque technique d’aquaculture (figure 14).

Fig 14. description d’un système d’aquaculture

2. Modélisation et croisement de couches Parmi les paramètres qui influent de manière directe ou indirecte sur les systèmes d’élevage, on a retenu les couches d’informations spatiales qui sont les plus critiques pour l’aquaculture. Bien que la conception du modèle a tenu compte de l’ensemble de ces critères, lors de l’application, certain n’ont pas été considérés en raison de l’inexistence de la donnée brute (Estran, anoxie).

Le principe de la méthode c’est d’exploiter certaines couches d’informations qui correspondent aux critères retenus pour la modélisation. Pour chaque critère, un modèle spécifique d’analyse est appliqué pour recoder l’information en binaire (0,1). Ensuite, une intersection de ces informations est réalisée afin de générer une nouvelle couche dont la table attributaire est une synthèse des codes correspondant à chaque critère. Les objets de cette couche d’information ont une sorte de « code barre » dont l’analyse permet de les affecter à une classe de potentialité où de les rejeter (figure 15).

Zone favorable pour l’aquaculture

Paramètres du milieu

Besoins biologiques de l’espèce

Environnement du site

Techniques d’élevage

Hydro Salinité Mes Temp. Type de fond bathymétrie

Salinité Chl-a O2 NitrateNitrite Ph.

Cages flottantes Cages fixes Elevage sur table Elevage en suspension…

Exploitation de l’espace maritime Apports terrigènes en mer Sources de pollution

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Fig. 15. organigramme du modèle d’analyse spatiale pour la délimitation des zones favorables pour l’aquaculture

Les critères qui ont été retenus par le modèle développé sont les suivants : 1. Exploitation de lʹespace maritime: 2. Apport terrigène; 3. Turbidité exceptionnelle; 4. Anoxie; 5. Classe sanitaire; 6. Bathymétrie; 7. Hydrodynamisme. La difficulté d’élaboration d’un modèle d’analyse général découle du fait que chaque site à des caractéristiques qui lui sont spécifiques. Naturellement, les seuils de potentialités pour chaque critère sont tributaires du type de site.

Le modèle d’analyse des couches d’information regroupe quatre sortes de traitement :

Traitement sur une couche raster Ce traitement consiste en la création d’un plan dʹinformation qui résulte du regroupement de pixels répondant à des critères définis. Ce type de traitement ne sʹest appliqué quʹà la donnée de

bathymétrie. Les étapes de ce traitement sont les suivants :

Sélection de la valeur seuil de potentialité pour la bathymétrie.

Recodage des valeurs comprises dans lʹintervalle du seuil. Et création dʹune nouvelle image (nom_site_bathymétrie_pot) au format GRID.

Vectorisation de la nouvelle image. Mise en conformité de la table attributaire par

rapport à la structure définie.

Traitement sur plusieurs couche raster Le résultat du traitement est la création dʹune couche dʹinformation qui renseigne sur la présence de zones défavorables, liée à lʹhydrodynamisme, pour lʹimplantation de techniques aquacoles. Dans ce cas aussi, elle résulte dʹun regroupement de pixels, mais de plusieurs couches raster. La procédure de ce type de traitement est décrite par les étapes suivantes :

Sélection de la valeur seuil de potentialité pour la Hauteur de houle maximale, de hauteur de vague maximale et de vitesse de courant, pour un site donné.

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Création dʹune nouvelle image binaire dont chacun des pixels codé en 0 vérifie une condition faisant intervenir plusieurs couches.

Vectorisation de la nouvelle image. Mise en conformité de la table attributaire par

rapport à la structure définie.

Couches vecteur mode polygone Le traitement des couches vecteur en mode polygone permet de déduire une localisation des zones favorables pour chaque indicateur (en utilisant des seuils). Il nécessite une opération qui affecte une valeur de potentialité en fonction de seuils prédéfinis. Ce traitement se déroule de la manière suivante :

La table input est copiée, dans un répertoire temporaire.

Le champ de potentialité est rajouté par jointure à la table attributaire de la table input.

Suppression des frontières entre les polygones ayant le même code de potentialité.

Couche vecteur en mode point Le vecteur en mode point utilisé dans cette analyse est la couche des points de rejet. La spécificité de ce traitement réside dans le fait qu’un plan dʹinformation en mode polygone est généré au cours du traitement. La procédure du traitement est la suivante :

Copie de la couche dans un répertoire temporaire.

Création dʹune couche en mode polygone par buffer sur les points. La largeur des polygones tampon est notée dans une table particulière.

Les parties extérieures au polygone de mer des polygones de buffer sont supprimées.

Création de la couche synthétique Cette couche rassemble toutes les informations nécessaires pour déterminer la potentialité dʹun site pour toutes les espèces et toutes les techniques de pêche. La démarche d’analyse se déroule en deux étapes :

Intersection des couches d’informations binaires générées par les traitements antérieurs

La couche résultat est intersectée à nouveau avec le plan du classement sanitaire.

3. Identification des zones potentielles pour l’aquaculture Pour les couches d’informations correspondant aux critères d’analyse du modèle spatial, en concertation avec les experts en aquaculture à l’INRH, on a défini des seuils de potentialité qui varient en fonction des besoins biologiques et physico chimiques des espèces à élever et de certains aspects environnementaux. En outre, les techniques d’élevage des espèces aqucoles ont implqués certaines spécifications auxquelles on devait tenir compte au moment de la définiton des seuils. La figure 16 illustre les résultats du modèle d’analyse spatiale.

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Fig 16. résultat de la modélisation des potentialités aquacoles dans les trois sites d’intérêt.

INTERFACES POUR L’ADMINISTRATION DE LA BASE DE DONNEE Au cours de cette étude, un assistant infomrmatique a été développé pour faciliter la consultation de la base de donnée. Cet assistant regroupe une série d’interfaces qui permettent : 1. d’alimenter la base de donnée en respectant le

modèle physique du SIG développé. 2. de consulter les cartes des caractérisitiques

moyennes des sites étudiées et les cartes des potentialités.

3. 4. de mettre à jour l’information contenue dans la

base de donnée et de la modifier au besoin. 5. d’ajouter de nouveaux sites, nouveaux espèces,

et de nouvelles techniques d’élevage. La figure 17 montre quelques fenêtres de l’assistant.

Fig. 17. Exemples de fenêtre de l’assistant

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CONCLUSION L’étude menée et réalisée conformément aux objectifs fixés dans le projet Germa a permis de mettre en place de nouvelles approches méthodologiques aussi bien sur les aspects de caractérisation des sites que sur la modélisation des potentialités. Les réalisations techniques sur les trois sites d’étude (Nador, Dakhla, et M’diq) ont conduit à la mise en place de bases de données intégrant des images satellites, les campagnes océanographiques, les données climatiques et les enquêtes socio-économiques. La consultation de ces bases de données peut être réalisée par différents profils d’utilisateurs. Des produits cartographiques complets et synthétiques ont été développés. Ces produits, simples à interpréter peuvent servir de base à la prise de décision. Des actions de mise à jour par l’acquisition de nouvelles images satellite et la réalisation de campagnes de terrain doivent être assurées afin de rendre dynamique le produit élaboré et renforcer les bases de données actuelles.

Les produits développés devraient être mis à la disposition des professionnels du domaine afin de susciter leur intérêt et valider définitivement les réalisations. Les mêmes professionnels peuvent aider aussi à la réussite des développements futurs.

Des institutions supplémentaires intéressées par cette thématique et les thématiques côtières (Ministère de l’environnement, Ministère de l’Equipement,..) peuvent également apporter leur contribution pour parachever la cartographie globale du littoral national.

Les développements et résultats actuels deraient faire l’objet de validation poussée auprès du secteur privé afin de rapprocher le système à leur besoin.

Des améliorations du système développé peuvent être introduites par le biais de l’apport des

nouveaux capteurs satellite (capteurs hyperspectraux).

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