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ENSEGID – Bordeaux INP

Rapport de stage ENS2 Méthodologie de description et de

hiérarchisation des systèmes karstiques et cavités

Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes

Tuteur : Benoit Pascault

Stagiaire Coralie Dode

18 mai au 30 septembre 2016

Rapport de stage ENS2 – Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes 2

Préambule

« Ce rapport est le résultat d'un travail effectué par une élève ingénieure de deuxième année. Ce document est tel qu'il a été remis par l'élève ingénieure et ne comporte aucune correction ni commentaire de l'ENSEGID. Ce rapport ne doit donc être considéré que comme un exercice de formation. ».


Sommaire

Remerciements ................................................................................................................. 5

Introduction ....................................................................................................................... 6

1. Le karst et les milieux karstiques : patrimoines naturels et culturels, exemple de l’Ardèche méridionale ........................................................................................................ 9

1.1. Du karst au milieu karstique souterrain ............................................................... 9

1.2. Les milieux karstiques, patrimoines de la Terre et des Hommes ....................... 11

Enjeux et vulnérabilité : des milieux sensibles ......................................................... 11

Patrimonialisation du milieu karstique souterrain ..................................................... 13

1.3. L’Ardèche méridionale, une région karstique d’importance ............................... 15

2. Elaboration d’une méthodologie de description et de hiérarchisation des systèmes karstiques et cavités à enjeux ......................................................................................... 17

2.1. Le Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes ........................................... 17

2.2. Objectifs du projet ............................................................................................. 20

2.3. Les acteurs du territoire, partenaires du projet .................................................. 21

2.4. Approche méthodologique du projet .................................................................. 23

Construction de la méthodologie ............................................................................. 23

Périmètre d’étude .................................................................................................... 25

3. Réalisations ............................................................................................................. 28

3.1. Recherches bibliographiques ............................................................................ 28

3.2. Entretiens avec les partenaires ......................................................................... 31

3.3. Critères de description et de hiérarchisation ...................................................... 32

Les critères de description ....................................................................................... 32

Les critères de hiérarchisation ................................................................................. 32

3.4. Les échelles d’analyse ...................................................................................... 33

La cavité .................................................................................................................. 33

L'aire d'influence de la cavité ................................................................................... 33

3.5. Collecte de données et visualisation cartographique (SIG) ............................... 37

3.6. Travail de terrain ............................................................................................... 39

Stage équipier environnement ................................................................................. 39

Méthode de terrain simplifiée et sciences participatives ........................................... 40

4. Bilan, perspectives et limites.................................................................................... 41

Conclusion ...................................................................................................................... 44

Bibliographie ................................................................................................................... 46

Annexes .......................................................................................................................... 49

Annexe A: quelques critères de description ................................................................. 49

Annexe B : exemple d’analyse cartographique de l’occupation du sol ......................... 50

Annexe C : Fiche d’inventaire de la grotte des Débaptisés, 08/08/2016 ...................... 53

Annexe D : indices de sensibilité et de perturbation, Grotte des Débaptisés, 08/08/2016 .................................................................................................................. 58


Table des illustrations

Figure 1 : La gestion durable du milieu karstique, adaptée du schéma de P.-Y JEANNIN. ..................................................................................................................... 7

Figure 2 : Représentation générale d'un massif karstique : formes karstiques de surface et souterraines ................................................................................................. 9

Figure 3 : Impact des activités interférentes sur les ressources karstiques ..................11

Figure 4 : Sphareomides Raymondi (taille : environ 3 cm), ..........................................12

Figure 5 : Des spéléothèmes fragiles : les fistuleuses, Grotte des Débaptisés, 8-08-2016 ............................................................................................................................12

Figure 6 : Les principales zones karstiques de Rhône-Alpes .......................................15

Figure 7 : Répartition des cavités en Ardèche en fonction de la géologie ....................16

Figure 8 : Répartition des financements du Cen Rhône-Alpes pour 2015 ....................18

Figure 9 : Réalisation de l'outil en trois phases : collecte de données, classification, hiérarchisation .............................................................................................................23

Figure 10 : Approche systémique des enjeux et menaces sur les systèmes karstiques ....................................................................................................................................24

Figure 11 : Localisation du périmètre d'étude : 5 entités hydrogéologiques .................26

Figure 12 : Localisation des 45 cavités étudiées sur le périmètre d'étude....................27

Figure 13 : Fiche cavité de l'outil Base karst développé par le GIPEK .........................29

Figure 14 : Topographie géolocalisée de l’aven de la Combe Rajeau .........................35

Figure 15 : Aire d'influence de la Combe Rajeau définie par une zone tampon de rayon 2920m .........................................................................................................................36

Figure 16 : Les composantes du projet IFREEMIS ......................................................43

Figure 17 : Surfaces en fonction du type d'occupation du sol d'après la BD Occupation du sol DDT07 ..............................................................................................................51

Figure 18 : Surfaces en fonction du type d'occupation du sol d'après Corine Land Cover ..........................................................................................................................51

Figure 19 : Carte d'occupation du sol, Beaume Ligne..................................................52

Figure 20 : Topographie de la grotte des Débaptisés (grotte des Lyonnais) ................58

Table des tableaux

Tableau 1 : Quelques critères de description................................................................... 49

Tableau 2 : Catégories d'occupation du sol selon le niveau 1 de la nomenclature Corine Land Cover 2012 ................................................................................................. 50

Tableau 3 : Catégories d'occupation du sol des classes de la base de données Occupation du Sol DDT07 ............................................................................................... 50

Tableau 4 : Indice de sensibilité de la grotte des Débaptisés, 8/08/2016 ......................... 59

Tableau 5 : Indice de perturbation de la grotte des Débaptisés, 8/08/2016 ..................... 60

Tableau 6 : Degré de sensibilité des cavités ................................................................... 61

Tableau 7 : Degré de perturbation des cavités ................................................................ 61


Remerciements

Je tiens tout d’abord à remercier Jean-Yves Chetaille, président du Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes pour avoir accepté de m’accueillir comme stagiaire au sein du Conservatoire.

J’adresse mes remerciements à Benoit Pascault, mon tuteur de stage, pour avoir pris le temps de m’encadrer pendant le stage, pour la confiance qu’il m’a accordée et pour sa passion pour le projet.

Je voudrais également remercier toute l’équipe de l’antenne Ardèche-Drôme du Cen Rhône-Alpes et Hélène, stagiaire de l’ENSAT, pour leur accueil chaleureux.

Je tiens à remercier également toutes les personnes qui ont apporté leur soutien durant le stage et qui ont donné de leur temps pour qu’il se passe bien :

Guillaume, Rémi et Laurent, les informaticiens SIGistes qui ont passé du temps à réfléchir et développer la méthode. Et en particulier Guillaume qui a pris le temps de me former à QGIS et de répondre à mes questions.

Didier Cailhol de l’Université de Savoie, qui est venu apporter son regard de spécialiste des systèmes karstiques et m’a permis d’avancer à plusieurs reprises.

Judicaël Arnaud, cadre technique fédéral de la Fédération Française de Spéléologie, qui a donné de son temps pour l’élaboration de la méthode

Jérôme et Steph de l’Association de Spéléologie Privadoise (ASP07) pour ma première sortie en spéléo avec la superbe traversée Despeysse-Saint Marcel.

Lucas Gleyzes du Syndicat mixte de Gestion des Gorges de l’Ardèche pour les échanges sur la méthode et m’avoir permis de faire du terrain.

Un immense merci à Claire Goudian, présidente du Comité Départemental de Spéléologie de l’Ardèche qui m’a permis de participer au stage équipier environnement organisé par la Fédération Française de Spéléologie. Enfin, je tiens à remercier Jean-Gabriel et Isabelle qui m’ont conseillée lors de la rédaction de ce rapport de stage.


Introduction

Les milieux karstiques présentent des enjeux variés à plusieurs titres : hydrologie, géologie,

biologie, archéologie, socio-économie… Cependant, les gestionnaires d'espaces naturels

abordent souvent le milieu souterrain principalement sous l’angle d’«habitat d'espèces

remarquables » avec la présence de chiroptères.

Ces dernières années, des travaux d'approches croisées de l'ensemble des intérêts du milieu

souterrain ont pu être conduits à de petites échelles territoriales ; notamment dans le

département de l'Ardèche1 ; sans toutefois prendre en compte l'ensemble des enjeux à l'échelle

d'un territoire.

En 2012, le Conservatoire d'espaces naturels (Cen) Rhône-Alpes a lancé une démarche de

concertation sous l'égide de la Fondation de France à travers son programme, "Gérons

ensemble notre environnement", réunissant autour d'une même table les représentants et

pratiquants de la spéléologie, les naturalistes, les gestionnaires d'espaces naturels et les

chercheurs. L'objectif était de comprendre et partager les intérêts de chacun, les enjeux et les

connaissances du milieu souterrain. Le partage d'une vision collective de l'importance de

préserver les milieux souterrains et la volonté de travailler conjointement en associant les

diverses compétences de chacun pour réfléchir à une gouvernance croisée constituent deux

axes novateurs.

Le Cen Rhône-Alpes a également réuni en Ardèche, en date du 3 juillet 2014, les acteurs du

territoire en lien avec le milieu souterrain afin d'échanger sur les besoins et la volonté de co-

construire une méthodologie partagée de description et de hiérarchisation des cavités,

permettant de définir une stratégie globale de préservation du milieu souterrain. A l'issue de

cette réunion, le besoin de disposer d'un outil de portée à connaissance et d'aide à la décision

en vue de préserver le milieu souterrain et ses ressources est ressorti comme particulièrement

pertinent.

Mon stage s'insère dans ce contexte et ma mission consiste donc en la participation à

l'élaboration de la méthodologie de description et de hiérarchisation des systèmes et cavités

karstiques à enjeux. Le stage se déroule du 18 mai au 2 septembre dans le cadre de la

deuxième année d’école d’ingénieurs ENSEIGD et sera prolongé d’un mois jusqu’au 30

septembre. Ce rapport présente un état des lieux de l’avancement du travail au 26 août.

Un projet qui s'inscrit dans une démarche de développement durable ?

Le concept de « développement durable » est introduit en 1987 dans Notre avenir à tous (Our

common future). Ce document, connu sous le nom de rapport Brundtland d’après Mme Gro

Harlem Brundtland, alors ministre d’Etat norvégienne, définit les bases du « sustainable

development » - traduit par « développement soutenable » puis « développement durable » - et

les moyens pour y parvenir. Ce rapport a été rédigé par la Commission Mondiale sur

l’Environnement et le Développement (COMED) de l’Organisation des Nations Unies.

Ainsi, le développement durable est défini comme « un développement qui répond aux besoins

du présent sans compromettre la possibilité, pour les générations à venir, de pouvoir répondre

à leur propres besoins» (COMED, 1987). Le développement durable impose de modifier la

vision à court-terme du développement par l'exploitation des ressources et de réfléchir aux

impacts des activités actuelles sur le monde de demain.

« Nous n'avons qu'une seule et unique biosphère pour nous faire vivre » (COMED, 1987). Les

questions d'environnement et de développement sont désormais envisagées de concert. Il

n’existe en réalité qu’une seule « crise » à laquelle sont rattachées toutes les problématiques

actuelles. Le rapport met ainsi en évidence les liens inextricables entre économie, social et

1 Hiérarchisation d'une centaine de cavité du Bois de Païolive, Ardèche, CENRA,

2010Hiérarchisation des cavités de la Montagne de la Serre, Ardèche, CENRA, 2014


écologie. La solution proposée est à la fois unique et plurielle : le « développement durable ».

Cette formule, consacrée par les médias et les discours politiques ne doit pas perdre le sens

évoqué ci-dessus. La solution est plurielle car elle nécessite d'être adaptée localement et

continuellement pour répondre aux besoins des êtres humains et favoriser leur épanouissement.

Le sujet de mon stage fait écho à ces questions, en particulier à la recherche de la préservation

de l’environnement en assurant la viabilité économique et l’acceptabilité sociale. Pour cela, il

convient d’associer à la démarche les différents acteurs du territoire.

Le projet de description et d’évaluation des systèmes et cavités karstiques à enjeux a pour

finalité la gestion durable de l’environnement karstique. La préservation du milieu et le

développement économique peuvent apparaître opposés dans leurs finalités. Il s’agit, d’un côté

de conserver les ressources des milieux karstiques et de l’autre, de permettre le

développement économique du territoire, qui peut impacter négativement le milieu. Pour

concilier ces deux enjeux, il est nécessaire de connaître globalement et spécifiquement le

milieu karstique et de favoriser la concertation entre les acteurs du territoire. Ainsi peut se

mettre en place une gestion durable du milieu karstique, comme illustré sur la figure 1.

Figure 1 : La gestion durable du milieu karstique, adaptée du schéma de P.-Y JEANNIN.

[Source : Gestion durable du karst, Actes de la réunion annuelle de la Société Suisse de Géomorphologie, 2004]


Plusieurs objectifs du projet permettent de répondre à cette problématique :

- L'amélioration de la compréhension globale et spécifique d’un milieu naturel particulier :

le milieu karstique souterrain

- La définition du patrimoine karstique, la préservation des milieux naturels et la gestion

raisonnée de leurs ressources : géologie, biologie, eaux souterraines…

- La prise en compte des activités socio-économiques, notamment de surface, liées à

ces milieux : aménagement du territoire, tourisme, approvisionnement en eau potable…

- La concertation entre les acteurs du territoire en lien avec le milieu souterrain : la prise

en compte des attentes et avis des différentes structures est nécessaire pour la mise en

place d'un projet durable

Les milieux karstiques et le patrimoine souterrain seront présentés dans une première partie.

Puis seront étudiées la méthodologie développée et les missions réalisées au cours du stage

au Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes. Enfin, un bilan du travail effectué sera

dressé et les perspectives envisagées avant de conclure.


1. Le karst et les milieux karstiques : patrimoines naturels et culturels, exemple de l’Ardèche méridionale

1.1. Du karst au milieu karstique souterrain

Le karst désigne un « modelé superficiel et souterrain issu de la dissolution par l’eau des

roches carbonatées (calcaires et dolomies). » (GILLI, 2011). Une acceptation plus générale

définit le karst comme une structure géomorphologique issue de la dissolution de roches. Le

terme karst provient de la région du Kras, plateau calcaire situé entre l’Italie et la Slovénie. Le

karst en tant qu’objet scientifique est décrit pour la première fois par le géographe serbe Jovan

Cvijic dans son ouvrage Das Karstphänomen paru en 1893.

Plusieurs réactions entrent en jeu dans le processus de karstification. L’eau qui circule au

contact des roches carbonatées, chargée en dioxyde de carbone, provoque la dissolution du

carbonate de calcium suivant la réaction :

La dissolution des roches carbonatées mène à la formation de structures caractéristiques en

surface tels que les gorges, canyons, lapiés, dolines, poljés (fig. 2)… Ces formes de surface

sont reliées au milieu souterrain par l’intermédiaire des écoulements d’eau.

Sous la surface, la dissolution des roches entraine l’agrandissement des discontinuités et des

pores et peut mener à la formation de conduits et de galeries. Les écoulements ont lieu depuis

les zones d’infiltration vers les aquifères, ce qui constitue les systèmes karstiques. Le karst

désigne ainsi à la fois un modelé et un type d’aquifère. Les formes observées sont alors les

avens, gouffres, grottes, résurgences, sources, rivières souterraines (fig. 2)…

Figure 2 : Représentation générale d'un massif karstique : formes karstiques de surface et souterraines

[Source : Cahier technique karst, CEN RA]


Les cavités karstiques - comprenant les avens, gouffres, grottes … - qui constituent l’objet de

mon stage, sont ainsi des cavités de dissolution qui se forment dans les roches solubles telles

que les calcaires et les dolomies, ou plus rarement dans la craie, le gypse ou le marbre.

« Le relief karstique possède une composante de surface, l’exokarst et une composante

souterraine, l’endokarst où se situe le monde des cavernes. Si, comme les autres modelés,

l’exokarst peut s’étudier depuis la surface ou l’espace grâce aux observations directes ou à la

télédétection, l’endokarst reste, par contre, invisible. Une partie est cependant accessible par

les grottes et les gouffres, domaine de la spéléologie. » (GILLI, 2011). Cette inaccessibilité du

milieu karstique souterrain est à l’origine du fait qu’il demeure aujourd’hui encore méconnu.

Cela pose problème autant pour leur préservation que pour leur exploitation (JEANNIN, 2004).

Peu accessible, le milieu karstique souterrain présente d’autres particularités, tels que

l’obscurité totale, l’absence de cycles journaliers ou saisonniers, des conditions climatiques

stables (taux d’humidité à 100%, température stable), des échanges réduits avec

l’environnement extérieur, que ce soit avec la surface ou d’autres systèmes karstiques proches.

Les spécialistes de ce milieu sont avant tout les spéléologues. En effet, la spéléologie est à la

fois une discipline sportive et une science qui s’intéresse à la découverte, l’exploration et l’étude

des systèmes karstiques.

En France, les surfaces karstiques couvrent 30% du territoire. Dans le monde, le karst

représente près de 15% des surfaces émergées et les aquifères karstiques alimentent en eau

20 à 25% de la population mondiale. De nombreux enjeux entourent donc ces milieux.


1.2. Les milieux karstiques, patrimoines de la Terre et des Hommes

Enjeux et vulnérabilité : des milieux sensibles

Les milieux karstiques présentent des enjeux multiples que ce soit naturels - biologiques et

géologiques - ou culturels. Or ils subissent une pression anthropique de plus en plus forte, liée

directement à l’exploitation des ressources ou indirectement aux « activités interférentes ». Ces

activités interférentes sont définies comme « des activités qui s’exercent sur le milieu karstique

sans pour autant avoir besoin des spécificités de ce milieu […] ou sans avoir besoin ou être en

mesure de préserver l’intégrité des milieux et des ressources utilisées » (Hobléa, 2004). Ces

activités génèrent des impacts sur les ressources karstiques, dont les eaux et les paysages,

comme illustré sur la figure 3.

Figure 3 : Impact des activités interférentes sur les ressources karstiques

[Source : HOBLEA et al, 2014]

Les ressources des cavités et systèmes karstiques sont sensibles à ces pressions :

- La faune : Le milieu souterrain présente une biodiversité importante, symbolisée par

les chauves-souris. La faune invertébrée, encore mal connue, présente des caractères

adaptés aux conditions extrêmes du milieu souterrain : obscurité et rareté des

ressources trophiques. Les invertébrés troglobies sont des espèces dont l’intégralité du

cycle de vie a lieu dans le milieu souterrain. Ils sont qualifiés de « fossiles vivants »

correspondant aux vestiges d’une faune disparue de la surface et qui a survécu au

cours des temps géologiques. La faune a une valeur biogéographique : les espèces

piégées dans des réseaux indépendants ne peuvent migrer, ce sont donc des

marqueurs biogéographiques qui ont notamment permis de soutenir la théorie de la

dérive des continents de Wegener (Cahier Habitat, tome 5). Certaines espèces

troglobies sont ainsi endémiques d’une région karstique. A titre d’exemple, le

Sphaeromides raymondi est un crustacé isopode endémique, observé dans moins de

dix stations du sud de la France (fig. 4).

qualité quantité exokarstiques endokarstiques

Agriculture x x x x

Urbanisation x x

Sports d'hiver x x x x

Carrières, mines x x x

Chantiers

d'aménagementx x x x

Industrie,

hydroélectricitéx x x

Eaux karstiques Paysages et vestigesActivités


Figure 4 : Sphareomides Raymondi (taille : environ 3 cm),

(photographie : Cédric Alonso, 2015)

- La géologie: La géologie de la cavité tient compte des différents objets géologiques

contenus dans celle-ci : fossiles, spéléothèmes et remplissages sédimentaires. Les

cavités karstiques se forment dans des roches carbonatées qui sont susceptibles

d’accueillir des fossiles. Les spéléothèmes correspondent à des dépôts secondaires de

minéraux (calcite, aragonite) formés par précipitation dans les cavités. Ils peuvent

prendre de nombreuses formes, plus ou moins sensibles aux dégradations : stalactites,

stalagmites, fistuleuses (fig. 5), colonnes, draperies, gours, excentriques, disques…

Outre leur valeur esthétique, certains spéléothèmes peuvent être utilisés par les

chercheurs pour la reconstruction de paléoclimats et paléoenvironnements : ils ont donc

une valeur scientifique.

Figure 5 : Des spéléothèmes fragiles : les fistuleuses, Grotte des Débaptisés, 8-08-2016

(photographie : Lucas Gleyzes)

- Les ressources minérales : le calcaire étant un bon matériau de construction, les

carrières sont nombreuses dans le karst. Certains karsts peuvent également renfermer

des minerais : fer, zinc, plomb, aluminium.


- La ressource en eau : les écoulements d’eau souterrains peuvent atteindre des débits

importants. Les aquifères karstiques sont hétérogènes et anisotropes, ce qui limite

l’auto-épuration de l’eau, qui a lieu lorsque le temps de séjour de l’eau est prolongé en

profondeur. La connexion hydrologique des cavités entre elles et avec la surface peut

les rendre vulnérables aux contaminations de surface et aux mouvements des

contaminants dans les eaux souterraines. L’hydrologie des cavités peut être modifiée

par les activités humaines comme les pompages, la déforestation et l’artificialisation

des surfaces. Or les aquifères karstiques représentent des ressources importantes pour

l’alimentation en eau potable. Cette ressource peut également être utilisée pour

produire de l’énergie hydro-électrique.

- L’archéologie, l’histoire : les vestiges archéologiques et paléontologiques du

Quaternaire sont des témoins de l’histoire des hommes. Les particularités du milieu

karstique souterrain font que ces vestiges peuvent être retrouvés en très bon état de

conservation comme à Lascaux ou dans la grotte Chauvet. Les cavités peuvent

également contenir des traces historiques plus récentes, comme celles des premières

explorations spéléologiques.

Les remplissages, les spéléothèmes et les formes des galeries permettent de reconstituer

d’anciens environnements, les conditions climatiques favorisent le développement d’une faune

spécifique, l’environnement clos assure la conservation de vestiges paléontologiques et

archéologiques. Les milieux karstiques et en particulier les cavités constituent les archives de

l’histoire de la Terre et des Hommes.

Bien que peu accessibles à l’homme, les systèmes karstiques présentent donc des ressources

vulnérables. La contamination des eaux d’infiltration, les activités spéléologiques, les

aménagements de surface, par exemple, peuvent modifier de manière irréversible

l’environnement souterrain. Actuellement, les terrains karstiques sont de plus en plus exposés à

ces risques (BARANY-KEVEI and GUNN, 2000). Les conditions spécifiques qu’offre le karst

souterrain sont à l’origine d’une richesse patrimoniale exceptionnelle, il est donc indispensable

de préserver ce milieu.

Il est nécessaire en premier lieu d'évaluer les ressources présentes pour pouvoir préserver en

priorité les plus vulnérables. Il s'agit donc de déterminer la valeur associée aux différentes

ressources, c'est-à-dire leur valeur patrimoniale.

Patrimonialisation du milieu karstique souterrain

Une question se pose : quelle est la valeur patrimoniale du milieu souterrain ? Comment

l’évaluer ? Cette problématique répond au processus de patrimonialisation du milieu naturel.

A l’échelle individuelle, le patrimoine représente l’ensemble des biens possédés par une

personne, une famille. Le patrimoine concerne également un héritage commun concret, comme

les œuvres, les monuments, les sites, mais aussi immatériel, comme certains savoirs,

coutumes, valeurs. Ces éléments s’érigent comme l’héritage commun d’un groupe, comme

générateurs d’une identité collective, car le patrimoine se transmet de générations en

générations. En ce sens, il rejoint le concept de développement durable.

Du patrimoine culturel au patrimoine naturel

Dès le XIXe siècle aux Etats-Unis avec la création des Parcs Nationaux, les espaces naturels

sont élevés au rang de patrimoine. Depuis, « la patrimonialisation de la nature n’a cessé de

progresser […]. Elle poursuit aujourd’hui cette avancée, grâce notamment au succès des

thématiques du développement durable et de la protection comme de la conservation


environnementale » (DI MEO, 2008).

Le patrimoine naturel est d'abord défini par le patrimoine biologique puis il s’élargit au

patrimoine géologique. Cette ouverture de la définition du patrimoine naturel est aujourd’hui

définie dans l'article L. 411-5 du Code de l'environnement : « l'Etat […] assure la conception,

l'animation et l'évaluation de l'inventaire du patrimoine naturel qui comprend les richesses

écologiques, faunistiques, floristiques, géologiques, minéralogiques et paléontologiques ».

Aujourd'hui, trois outils juridiques existent pour protéger le patrimoine géologique2. :

- Le site inscrit ou classé est protégé au vu de critères artistiques, historiques,

scientifiques ou de son caractère légendaire ou pittoresque.

- La réserve naturelle. Nationale, régionale ou de Corse, une réserve naturelle protège

le patrimoine naturel terrestre et marin. La finalité d’une réserve naturelle peut être la

conservation du sol, des eaux, des gisements de minéraux et de fossiles, au vu de

critères tels que la préservation de formations géologiques, géomorphologiques ou

spéléologiques remarquables. Quatorze réserves naturelles nationales sont

spécifiquement liées à la protection d’objets géologiques.

- L’arrêté préfectoral de protection de géotope (APPG). La loi Grenelle II (art. L.411-1

code de l’Environnement) interdit de détruire, altérer, dégrader un site d’intérêt

géologique ; d’en prélever, détruire, dégrader les fossiles, minéraux, concrétions, quand

un intérêt scientifique particulier ou les nécessités de la préservation du patrimoine

naturel justifient la conservation du site. Un décret attendu déterminera comment établir

la liste de sites concernés par cette interdiction et, en cas de risque de dégradation,

comment les protéger par un APPG réglementant les activités.

La notion de géopatrimoine tend à remplacer l’expression « patrimoine géologique » en

prenant un sens plus large. « Aux valeurs géoscientifiques initiales (géologique,

géomorphologique, paléo-environnementale), se sont greffées des valeurs dites additionnelles :

culturelles, historiques, religieuses, socio-économiques, scéniques et esthétiques » (HOBLEA et

al, 2014). C’est le géopatrimoine des systèmes karstiques et cavités qui sera évalué par la

méthode développée durant ce stage.

D’après ces définitions, les ressources patrimoniales du karst sont les éléments présents

dans le milieu karstique dont l’usage et la valeur ne peuvent être pérennisés que si l’intégrité et

les qualités initiales de ces éléments sont conservées ou réhabilitées pendant et après l’usage

qui en est fait.

2 http://www.espaces-naturels.info/trois-outils-juridiques-pour-proteger-patrimoine-geologique

http://www.espaces-naturels.info/trois-outils-juridiques-pour-proteger-patrimoine-geologique


1.3. L’Ardèche méridionale, une région karstique d’importance

La région Auvergne Rhône-Alpes est caractérisée par des surfaces karstiques importantes,

quasi exclusivement localisées en Rhône-Alpes (fig. 6). L’Ardèche méridionale (chiffre 1 sur la

figure 6) est limitée à l’ouest par les roches cristallines des Cévennes (ligne Aubenas - Les

Vans), au nord par les basaltes du Coiron (ville de Privas) et à l’est par le Rhône. Au sud, le

département du Gard poursuit cet ensemble sur environ une dizaine de kilomètres.

Les entités calcaires du Jurassique et du Crétacé ainsi que les Grès du Trias constituent le

karst ardéchois. Elles abritent la grande majorité des cavités naturelles d’origine karstique,

comme illustré sur la figure 7 (VINCENT et al, 2005). Avec plus de 3000 cavités souterraines

recensées dans l’inventaire du BRGM, l’Ardèche méridionale est donc une région karstique

d’importance européenne.

En effet, plusieurs réseaux présentent des développements importants, dont certains sont

supérieurs à 10km : le réseau de Saint-Marcel, le réseau de Foussoubie, le réseau Sauvas-

Cocalière et l’aven de la Combe Rajeau. La puissance des couches calcaires lim ite néanmoins

la profondeur des cavités ardéchoises. Le dénivelé le plus important est atteint dans le réseau

de Saint-Marcel avec 280 mètres entre le point le plus haut et le plus bas.

Figure 6 : Les principales zones karstiques de Rhône-Alpes

[Source : Cahier technique karst, CEN RA]


Figure 7 : Répartition des cavités en Ardèche en fonction de la géologie

[Source : Inventaire départemental des cavités de l'Ardèche hors mines, Vincent et al, BRGM, 2005]


2. Elaboration d’une méthodologie de description et de hiérarchisation des systèmes karstiques et cavités à enjeux

Cette partie a pour objectif de présenter la réflexion menée pour aboutir à la méthodologie. Dans un premier temps, la structure d’accueil du stage, le Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes est présentée. Puis sont abordés les objectifs du projet, les partenaires. L’approche méthodologique du projet est ensuite détaillée.

2.1. Le Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes

Créé en 1988, le Conservatoire d’espaces naturels (Cen) Rhône-Alpes œuvre pour la

préservation de la biodiversité Rhône-Alpes. Le Cen Rhône-Alpes est membre du réseau

français des Conservatoires d’espaces naturels, comprenant 29 associations à but non lucratif.

Le Cen Rhône-Alpes intervient dans cinq départements (Ain, Ardèche, Drôme, Loire et Rhône)

et en coordination avec les cinq autres Conservatoires partenaires sur la nouvelle région

Auvergne Rhône-Alpes : Allier, Isère, Savoie, Haute-Savoie et Auvergne. Le Cen Rhône-Alpes

est constitué de près de 50 professionnels spécialisés dans le domaine de la préservation du

patrimoine naturel. Ils sont répartis entre le siège social, basé à Vourles (69), et deux autres

antennes : Ardèche-Drôme à Vogüé (07) et Ain à Chernoz-sur-Ain (01) (fig. 9).

Les missions du Cen Rhône-Alpes sont les suivantes :

- Préserver les espaces naturels à enjeux par de la gestion de sites et la maîtrise

foncière

- Accompagner les acteurs du territoire

- Favoriser les échanges de savoir-faire techniques et scientifiques, à travers des

journées d’échange et des publications.

En plus des chargés d’étude et de projets, différentes professions sont exercées au sein du

Cen Rhône-Alpes dans des disciplines variées : communication, informatique, systèmes

d’informations géographiques, travaux, secrétariat, comptabilité…

Etant une association, le Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes a son pouvoir réparti

entre plusieurs instances : l’Assemblée Générale, le conseil d’administration et le bureau.

L’Assemblée Générale désigne les responsables de l’association. Elle a pour objectifs de

présenter un bilan de l’activité de l’association et de ses perspectives. Elle a eu lieu cette année

le 30 mai 2016 à Saint-Georges-de-Reneins.

Le conseil d’administration a un rôle de gestion courante de l’association - pour le budget

notamment. Il prépare les travaux de l’Assemblée Générale, établit l’ordre du jour et applique

ses décisions. Présidé par Jean-Yves Chetaille, il rassemble des représentants des collectivités

territoriales, des organismes qualifiés (chambre d’agriculture, fédérations de chasse et de

pêche, associations de protection de la nature, etc.), des adhérents individuels et les trois

autres conservatoires rhônalpins (Isère, Savoie, Haute-Savoie).

Le bureau est un organe collégial composé du président, des vice-présidents, d'un secrétaire

et du trésorier. Il assure la gestion courante et assume l'administration de l'association. Il se

réunit plus fréquemment que le conseil d’administration.

Un autre organe du Cen Rhône Alpes est le conseil scientifique. Composé de gestionnaires

d’espaces naturels, de naturalistes et de scientifiques de différentes disciplines, le conseil

scientifique est un espace d’échanges et de partage d’informations. Il permet d’identifier de

nouvelles priorités et d’inscrire le travail des quatre conservatoires rhônalpins dans une

démarche permanente de progrès. Cette interface est commune au Cen Rhône-Alpes et aux

trois conservatoires des départements alpins.


Quelques chiffres sur la région Auvergne Rhône-Alpes (fig. 9) :

- 500 sites gérés soit près de 28000 hectares ;

- 200 agriculteurs en contrat avec les conservatoires ;

- 165 salariés ;

- 600 adhérents ;

- 8,2 millions d’euros par an de budget ;

Les financeurs Le Cen Rhône Alpes perçoit des financements de la part de la région, des

Agences de l’Eau (Rhône Méditerranée Corse et Loire Bretagne), des départements, de l’Etat,

de l’Europe et des communes (fig. 8).

Figure 8 : Répartition des financements du Cen Rhône-Alpes pour 2015

[Source : Rapport annuel 2015, Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes]

Antenne Ardèche Drôme J’effectue mon stage dans l’antenne Ardèche-Drôme du Cen Rhône-

Alpes à Vogüé (07). Sept salariés travaillent dans l’antenne Ardèche-Drôme. Les rôles sont

répartis entre la responsable d’antenne, Laurence Jullian, une chargée de mission, Marianne

Georget, deux chargés de projet – mon tuteur de stage Benoît Pascault, et Vincent Raymond –

et trois chargées d’étude : Tiphaine Fermi, Virginie Pierron et Marie-Anne Revaka-Garaud. Le

projet sur lequel je suis amenée à travailler est à la charge de mon tuteur, Benoit Pascault.


2.2. Objectifs du projet

Le projet consiste en l’élaboration d’une méthodologie de description et de hiérarchisation

des systèmes karstiques et des cavités à enjeux, reproductible et transposable à d’autres

territoires karstiques.

Les réflexions menées jusqu'à présent poussent à développer une méthode globale en

proposant une approche systémique prenant en compte l’ensemble des enjeux : géologiques,

géomorphologiques, biologiques et biospéléologiques, hydrologiques et hydrogéologiques,

historiques et archéologiques, socio-économiques en interrelation avec les activités humaines

de surface et souterraines.

Ainsi, le projet de description et d’évaluation des systèmes et cavités karstiques souhaite

répondre à deux objectifs :

La co-construction d'un outil de portée à connaissance et d’aide à la décision à

destination de divers organismes (service de l’Etat, collectivités, BRGM, Agence de

l’Eau, gestionnaires d’espaces naturels,...)

La définition de stratégies globales de préservation du milieu souterrain en intégrant

l’ensemble des enjeux par une approche systémique de l’environnement karstique.

Tout en intégrant les démarches suivantes :

L’amélioration de la compréhension d’un milieu naturel : le milieu karstique souterrain

La définition du patrimoine karstique en vue de la préservation des milieux naturels et

de leurs ressources

La prise en compte des activités socio-économiques, notamment de surface, liées à

ces milieux : aménagement du territoire, agriculture, tourisme, approvisionnement en

eau potable,…

La concertation entre les différents acteurs du territoire : spéléologues, naturalistes,

élus, gestionnaires, services de l'Etat,…

La méthodologie souhaitée repose sur une approche systémique du karst dans ses multiples

dimensions, souterraines, mais également de surface en intégrant notamment les activités

interférentes (agriculture, urbanisation, pollution,...) qui influencent les paysages et le

fonctionnement karstiques (fig. 1). Cet outil de diagnostic et d'aide à la décision pour les

territoires pourrait permettre à l'avenir la définition de stratégies globales de préservation des

milieux karstiques à plus large échelle (département, région…).


2.3. Les acteurs du territoire, partenaires du projet

Le milieu karstique souterrain se situe à la croisée d’enjeux divers et met donc en relation de

nombreux acteurs, tels que les spéléologues, les géologues, les hydrogéologues, les

naturalistes, les gestionnaires d’espaces naturels, les élus, les prestataires touristiques…

Le projet de description et de hiérarchisation des systèmes karstiques et cavités à enjeux,

soutenu par l'Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse et la Région Auvergne-Rhône-Alpes,

a été réalisé en associant plusieurs structures :

- la Fédération Française de Spéléologie ;

- le Comité Régional de spéléologie ;

- le Comité départemental de spéléologie de l'Ardèche ;

- le laboratoire EDYTEM de l'Université de Savoie ;

- l'Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse ;

- la Ligue pour la Protection des Oiseaux de l'Ardèche ;

- la DRAC Rhône-Alpes et Languedoc-Roussillon ;

- la Direction Départementale des Territoires ;

- l'Agence Régionale de la Santé ;

- l'Association des maires de France ;

- les gestionnaires d'espaces naturels ;

- les syndicats de rivière ;

- le Centre de Ressources, d’expertise et de performance sportives (CREPS)

Les partenaires principaux ayant contribué à l’étude sont présentés plus en détail ci-dessous.

La Fédération Française de Spéléologie, relayée localement par le Comité Spéléologique

Régional Rhône-Alpes et plus particulièrement le Comité Départemental de Spéléologie de

l’Ardèche (CDS07), est un partenaire essentiel du projet. Acteur incontournable du milieu

souterrain, il associe depuis sa création les pratiques loisirs et sportives de la spéléologie avec

la préservation du milieu souterrain. La démarche de concertation pour la préservation du milieu

souterrain s’inscrit dans les objectifs du projet fédéral : « La recherche scientifique, la promotion

et l'enseignement de la spéléologie et du canyonisme, la protection et la défense du monde

souterrain et de son environnement.»3

La Ligue pour la Protection des Oiseaux (LPO) est la première association de protection de

la nature en France en termes d'adhérents. La LPO de l'Ardèche travaille en partenariat avec le

Cen Rhône-Alpes depuis 2000 sur la question des chauves-souris cavernicoles et l'évaluation

des gîtes cavernicoles. Elle est un partenaire essentiel pour les études sur les cavités.

Le laboratoire EDYTEM, acronyme pour « Environnements, Dynamiques et Territoires de la

Montagne » de l’Université Savoie Mont Blanc. Il est né de la volonté de rassembler des

chercheurs en géosciences (géologie, hydrogéologie, géomorphologie) et en sciences

humaines et sociales (géographie) dans le but de résoudre, par une vision transdisciplinaire, les

problématiques environnementales et sociétales propres aux zones de montagne. De

nombreuses études sur les systèmes karstiques et les interactions avec les activités humaines

ont été menées par les chercheurs du laboratoire.

L’Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse est un partenaire et financeur du projet. Créée

par la loi sur l'eau de 1964, l'agence de l'eau est un établissement public de l’État, sous tutelle

du ministère de l'Environnement, de l'Energie et de la Mer. Elle a pour missions de contribuer à

améliorer la gestion de l'eau, de lutter contre sa pollution et de protéger les milieux aquatiques.

Elle apporte dans le cadre du projet une compréhension du fonctionnement hydrogéologique

des systèmes karstiques et s'intéresse particulièrement à l'eau comme ressource pour

l'alimentation des populations.

3 http://www.ffspeleo.fr/ffs-federation-francaise-de-speleologie-11.html

http://www.ffspeleo.fr/ffs-federation-francaise-de-speleologie-11.html


La Direction Régionale des Affaires Culturelles (DRAC) et plus particulièrement le service

archéologie dispose d’une base de données contenant des informations précieuses sur le

patrimoine archéologique des cavités. L’accès à ces données sensibles fait l’objet d’une

convention avec le Cen Rhône-Alpes.


2.4. Approche méthodologique du projet

Ce projet repose sur deux étapes :

la construction de la méthodologie : définition des échelles d'analyse et des

indicateurs de description (descripteurs) et hiérarchisation ;

le test de la méthodologie (collecte et analyse des données), l'objectif souhaité étant

d'obtenir une typologie et une hiérarchisation. ;

Construction de la méthodologie

La méthodologie a été construite à partir de recherches bibliographiques et d'entretiens avec

les partenaires qui ont mené au choix des critères de description et de hiérarchisation.

La méthodologie s’appuie sur un croisement de protocoles existants en prenant en compte

l’ensemble des enjeux géologiques, biologiques et biospéléologiques, hydrologiques et

hydrogéologiques, historiques et archéologiques, socio-économiques, en interrelation avec les

activités humaines de surface et souterraines. L’outil devra prendre en compte d’un côté les

différents enjeux et de l’autre les menaces qui pèsent sur les systèmes karstiques (fig. 11).

Le travail s’effectue en trois phases (fig. 10). Dans un premier temps est effectuée la collecte

de données afin de décrire les cavités et le territoire concerné. Ces données brutes sont

rassemblées dans un tableur et conservées telles quelles afin de pouvoir les réutiliser en cas de

changement dans les critères d’analyse. A partir des données brutes sont définies des classes,

des typologies pour évaluer les critères déterminants, c’est-à-dire les critères qui ne sont pas

seulement des descripteurs. Par exemple, les données archéologiques permettent de définir

un gradient d’intérêt archéologique.

Cette classification mène à la dernière étape de hiérarchisation des cavités. Un système de

notes pourra être attribué en fonction de la classification.

Figure 9 : Réalisation de l'outil en trois phases : collecte de données, classification, hiérarchisation


Figure 10 : Approche systémique des enjeux et menaces sur les systèmes karstiques


Périmètre d’étude

Le test de la méthodologie s'effectue sur une zone karstique d’Ardèche méridionale. Le

périmètre d’étude test a été défini à partir des limites des entités hydrogéologiques karstiques

définies dans la Base de Données des Limites des Systèmes Aquifères (BD LISA) produite par

le BRGM (voir partie 3.4 Echelles d’analyse). Les discussions qui ont eu lieu lors du comité de

pilotage du 26 avril 2016 ont permis de retenir cinq secteurs dans les Grès du Trias et les

Calcaires du Jurassique (fig. 12) :

les Grès du Trias (moyen et inférieur) ardéchois, partie comprise entre la Ligne et la

Beaume 32 km². (Code BD Lisa 533AK00)

l’unité karstique entre la Beaume et le Chassezac, 55 km² (Code BD Lisa 533AF06),

l’unité karstique entre l’Ardèche et la Ligne, 36 km² (Code BD Lisa 533AF05),

l’unité karstique entre l’Ardèche, la Beaume et la Ligne, 27 km² (Code BD Lisa

533AF03),

l’unité karstique Nord Vogüé, 42 km² (Code BD Lisa 533AF02).

Sur les 455 cavités référencées sur la zone d'étude dans l'inventaire départemental des cavités

de l’Ardèche (VINCENT et al, 2005), 45 cavités ont été sélectionnées à dire d’expert par Judicäel

Arnaud du CDS07 pour leur représentativité des différents intérêts géologiques, biologiques,

historiques et spéléologiques (fig. 13) Celles-ci sont inventoriées et décrites dans la base de

données du CDS07.

Les objectifs du projet et la méthodologie sont désormais définis. J’ai réalisé différentes

missions afin de répondre aux attentes établies.


Figure 11 : Localisation du périmètre d'étude : 5 entités hydrogéologiques


Figure 12 : Localisation des 45 cavités étudiées sur le périmètre d'étude


3. Réalisations

Mes missions au cours du stage ont consisté en

- Des recherches bibliographiques

- Des rencontres avec les partenaires

- La définition de critères de description et de hiérarchisation

- Une réflexion sur les échelles d’analyse

- La collecte de données et leur visualisation

- Quelques sorties sur le terrain

Cette partie a pour objectif de présenter ces missions et les premiers résultats obtenus.

3.1. Recherches bibliographiques

Un travail bibliographique sur les études précédant le projet puis de recherche de

documentation poussée a été mené. Les recherches bibliographiques se sont axées sur les

milieux karstiques souterrains et sur des méthodes d’inventaire et d’évaluation du patrimoine

karstique. Elles ont permis de mieux comprendre le fonctionnement des systèmes karstiques

(PALMER, 2007) et de mieux considérer l’ensemble des enjeux. Elles ont également constitué

une base pour le choix des critères et des indicateurs de description, ainsi que des

classifications et des indices de vulnérabilité et des pressions sur le milieu. Les recherches

bibliographiques se sont prolongées tout au long du stage, au fur et à mesure des besoins et de

l’approfondissement du sujet d’étude.

Des chercheurs et gestionnaires des milieux karstiques en Europe (France, Roumanie,

Royaume-Uni, Slovénie, Suisse) et à l'international (Nouvelle-Zélande, Etats-Unis, Canada) ont

également été contactés afin d'obtenir des éclairages sur les travaux qu'ils ont effectués.

Ce travail a été organisé en identifiant les structures de recherche sur les milieux karstiques ou

des organismes impliqués dans leur gestion, tels que les Parcs Nationaux aux Etats-Unis ou les

Instituts de recherche sur le karst. Les contacts ont également pu être pris suite à la lecture

d’articles où j’ai souhaité en savoir plus, comme cela a été le cas avec les travaux de Harley et

al (Harley et al, 2010, Harley et al, 2011) ou de l’Institut Suisse de Spéléologie et de Karstologie.

La bibliographie collectée est conséquente. Les différents éléments ont été regroupés dans un

rapport bibliographique et les contacts répertoriés dans un document afin de pouvoir accéder

facilement à ces informations.

Quelques travaux qui ont particulièrement influencé mon travail sont présentés ci-dessous.

- L’Atlas du karst wallon

Il s’agit d’un inventaire cartographique et descriptif des sites karstiques et des rivières

souterraines de Wallonie consacré à la gestion et à la conservation des zones calcaires. Ses

cartes et fiches descriptives offrent une couverture complète à 1/10.000 des zones carbonatées

de Wallonie. Réalisé par la CWEPSS avec l’aide de nombreux collaborateurs de terrain et

grâce au soutien financier du Service Public de Wallonie, cette base de données vise à une

meilleure prise en compte du milieu souterrain, de sa vulnérabilité et des contraintes qu’il induit

en surface (CWEPSS, 2015).


Cet atlas apporte des informations dans plusieurs domaines:

- l’aménagement du territoire

- la gestion des eaux souterraines.

- la prévention des pollutions.

- la conservation de la nature.

- les scientifiques, les naturalistes et les spéléologues peuvent s’appuyer sur l’atlas pour

orienter de nouvelles recherches ou sélectionner les sites sur lesquels mener leurs

études et explorations.

L’ensemble des données ont été géoréférencées et sont exploitables à partir d’un système

d’informations géographiques.

Cet outil semble très intéressant pour la gestion des territoires karstiques. Il ne s’intéresse

cependant pas à une méthode de hiérarchisation des cavités en fonction des enjeux. Certains

des critères de description choisis ont été tirés de cet outil.

- Base karst, GIPEK

Un travail similaire à l’Atlas Wallon du karst a été mené par le Groupement pour l’Inventaire, la

Protection et l’Etude du Karst du massif Jurassien (GIPEK). Base karst propose une

représentation cartographique des phénomènes karstiques. Trois modes sont disponibles : la

visualisation sur une carte, la recherche par critères et les statistiques sur les cavités dans le

département (GUIGNARD et al, 2016. VILLEGAS et al, 2016). Chaque phénomène karstique est

décrit par une fiche détaillée (fig. 14).

Figure 13 : Fiche cavité de l'outil Base karst développé par le GIPEK

[Source : GUIGNARD et al, 2016]


- Evaluation des géosites

GRANDGIRARD, 1955 et REYNARD et al, 2007 ont proposé des méthodes multi-critères

d’évaluation des géosites.

La valeur centrale du géosite est la valeur scientifique. Elle est définie par plusieurs critères :

- l’intégrité du site, soit son état de conservation

- la représentativité du site par rapport à l’échelle d’analyse (région, pays)

- la rareté du site par rapport à l’échelle d’analyse, elle permet d’identifier des formes

exceptionnelles

- la valeur paléogéographique : l’importance du site pour l’histoire de la Terre et du climat

La valeur scientifique est entourée de valeurs additionnelles : écologique, culturelle, esthétique

et économique. Ces valeurs sont déterminées à partir de différents critères. A chaque critère

est attribuée une note. La somme des notes par valeur permet de comparer les géosites entre

eux.

Cette méthode d’évaluation des géosites et le système de notation ont inspiré le travail de

hiérarchisation. Les critères nécessitent d’être adaptés aux systèmes et cavités karstiques. De

plus, la méthode ne permet pas d’évaluer les pressions effectuées sur les milieux karstiques.

- Indices de sensibilité et de perturbation des cavités

Des indicateurs ont été développés par HARLEY et al, 2011, pour évaluer la sensibilité des

cavités et leur degré de perturbation face aux activités humaines. Les indices calculés

permettent de comparer les degrés de sensibilité et de perturbation entre différentes cavités. La

méthode s’applique donc nécessairement à l’échelle de plusieurs cavités.

Dans le contexte de l’étude, la sensibilité est définie comme la vulnérabilité des ressources des cavités aux dégradations humaines. Les cavités peuvent être sensibles à beaucoup de facteurs dans l’environnement naturel ; cependant, cette étude est seulement orientée vers l’estimation de la sensibilité des cavités aux perturbations anthropiques, de surface et souterraines. Déterminer la quantité exacte et la cause de ces perturbations est un projet complexe et fastidieux. Cependant, l’objectif de l’indice de perturbation est de proposer une compréhension globale des facteurs de perturbation. La mesure de la sensibilité d’une cavité inclut ainsi de nombreux aspects de l’environnement karstique, comme les connexions avec les aquifères, les spéléothèmes sensibles ou la présence d’espèces cavernicoles menacées. Les variables étudiées sont la faune, l’hydrologie, la géologie, la minéralogie et l’archéologie.

La perturbation dans l’étude est définie comme la destruction d’une cavité et de ses ressources intrinsèques, résultat d’impacts anthropiques de surface ou souterrains. Pour mesurer la perturbation humaine, un indice standardisé contenant plusieurs variables a été créé. En fonction de la note obtenue, des degrés de perturbation de la cavité sont définis. Les indicateurs pris en compte sont : les déchets, la dégradation des spéléothèmes, les graffitis, le piétinement, la destruction de vestiges culturels, la corrosion, la dessiccation, la sédimentation, la richesse spécifique (faune), la densité de populations (faune), la déforestation, l’agriculture, l’urbanisation et les activités extractives.

La méthode d’inventaire proposée comprend une tablette mise à disposition des opérateurs. Les données collectées sur le terrain sont alors directement traités sur un logiciel de système d’informations géographiques.

La méthode m’a paru intéressante pour évaluer les ressources patrimoniales karstiques et les impacts des activités souterraines et interférentes. Les auteurs des travaux ont été contactés et semblent intéressés par le travail mené par le Cen Rhône-Alpes. Les échanges de mails avec Jason Polk de la Western Kentucky University aux Etats-Unis ont aboutis à une proposition d’entretien par skype qui aura lieu avant la fin du stage.


3.2. Entretiens avec les partenaires

Dès le début du mois de juin, les différents partenaires de l’étude ont été contactés afin de les

rencontrer et d’échanger sur la méthode. Il s’agissait dans un premier temps de clarifier leurs

attentes et de définir des indicateurs de description des cavités en lien avec leurs spécialités.

Ci-après est présentée la liste des personnes qui ont contribué à l’élaboration de la

méthodologie en apportant leurs points de vue et leurs connaissances spécifiques :

- Le Comité Départemental de Spéléologie de l’Ardèche : Judicaël Arnaud ;

- Le laboratoire EDYTEM, Université de Savoie : Didier Cailhol, Fabien Hobléa ;

- L’Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse : Laurent Cadilhac ;

- La Direction régionale des Affaires Culturelles (DRAC) – Service régional de

l’archéologie : Philipe Galant, Bernard Gély ;

- Le Syndicat Mixte Ardèche Claire : Simon Lalauze ; dans le cadre de l’étude ressource

en eau souterrain menée sur le bassin versant de l’Ardèche

- La Réserve Naturelle Nationale des Gorges de l’Ardèche : Lucas Gleyzes ;


3.3. Critères de description et de hiérarchisation

Les critères de description

L’analyse bibliographique et les différents échanges avec les partenaires ont permis de

déterminer des critères et indicateurs de description. Ces critères ont été modifiés au fur et à

mesure que le travail bibliographique avançait et que les objectifs de la méthode se précisaient.

De nombreux critères de description représentatifs des enjeux des milieux karstiques

souterrains sont proposés pour cette réflexion. Ils concernent cinq catégories :

- Description générale

- Zonages administratifs et réglementaires

- Critères physiques

- Critères biologiques

- Critères culturels

- Critères socio-économiques et activités interférentes

Idéalement et comme discuté lors du comité de pilotage d'avril 2016, il faudrait pouvoir disposer

de l'ensemble des descripteurs renseignés pour toutes les cavités et secteurs karstiques pour

tenter d'obtenir une typologie et une hiérarchisation. Cependant, dès le début de l’étude, il a été

convenu que cela constituerait une limite du projet puisque nombre d'entre eux ne sont pas

renseignés, y compris dans les bases de données disponibles actuellement. La collecte de

données nécessiterait d'importantes campagnes de relevés sur le terrain, non programmées

dans la présente démarche.

Le nombre de critères proposés est important afin répondre à l’objectif d’une description

détaillée des cavités. L’ensemble de ces critères n’est pas présenté ici. Ils peuvent cependant

être retrouvés dans le rapport d’étude, qui sera présenté lors du comité de pilotage de

septembre 2016. Pour illustrer le travail réalisé, quelques critères de description générale de la

cavité sont tout de même présentés en annexe A (Tableau 1).

Les critères de hiérarchisation

Cette seconde approche propose de classer les données par intérêt (géologique, écologique,

archéologique, hydrogéologique et socio-économique) afin d'obtenir une typologie et une

hiérarchisation. Le travail sur les critères de hiérarchisation est encore en cours.


3.4. Les échelles d’analyse

Afin de prendre en compte à la fois les enjeux souterrains et de surface, deux échelles

d'analyse sont proposées : la cavité et l'aire d'influence de la cavité. Les différents

critères de description et de hiérarchisation ont été répartis selon ces deux échelles. La

considération des échelles d’analyse est encore en cours et constitue le fruit d’une

réflexion réalisée entre mon tuteur, certains partenaires et moi-même.

La cavité

La cavité est ici considérée comme un objet karstique faisant partie d'un système karstique

avec une taille donnée par la topographie et la lithologie. L’analyse proposée à cette échelle se

base sur la localisation de l'entrée de la cavité et un ensemble de données souterraines

associées. Cette échelle est réductrice car elle ne permet par la prise en compte des activités

de surface.

L'aire d'influence de la cavité

L'enjeu de la définition de cette méthodologie est de croiser les activités de surface au monde

souterrain, en évaluant leurs potentiels impacts. Cela soulève les questionnements suivants:

à quelle échelle doit-on considérer les activités interférentes?

comment définir une aire d'influence?

Les systèmes karstiques présentent en outre des modalités d’écoulement et d’infiltration

particulières par rapport aux autres systèmes aquifères. Les écoulements souterrains peuvent

ainsi être rapides et importants, parfois sur de longues distances, comme le montrent les

expériences de traçages. Toute la difficulté est donc de définir une zone en surface qui

influence le milieu souterrain.

Plusieurs approches sont par conséquent proposées:

Le bassin versant hydrogéologique de la cavité :

Le bassin versant hydrogéologique correspond au territoire sur lequel tous les écoulements d’eau convergent vers un même point, en englobant la circulation des eaux souterraines. Une définition, transposée à partir de celle donnée par le BRGM pour l’aire ou le bassin d’alimentation de captage, peut correspondre à cette notion. Il s’agit de « l’ensemble des surfaces où toute goutte d’eau tombée au sol est susceptible de parvenir [jusqu’à la cavité], que ce soit par infiltration ou par ruissellement »

4.

Dans l’idéal, le bassin versant hydrogéologique est défini grâce aux données de traçages, afin de prendre en compte les écoulements d’eau souterrains et karstiques. Au vu de la complexité de cette approche, de la nécessité de posséder des données précises pour chaque cavité et de la volonté d’automatiser la démarche, il est proposé que ce bassin d’alimentation soit dans une première approche défini comme le bassin versant topographique de la cavité. Le problème est que ce bassin versant topographique ne tient aucunement compte du fonctionnement karstique. Ce périmètre est calculé sur SIG à partir d'un modèle numérique de terrain de précision 5m (RGE ALTI®IGN). Le calcul automatique du bassin d’alimentation des cavités ne permet pas d’englober en totalité le développement de celle-ci. Il est donc nécessaire de modifier manuellement le bassin d’alimentation afin qu’il contienne en surface le développement total de la cavité.

4 Définition adaptée du BRGM pour les bassins d’alimentation de captages

http://sigessn.brgm.fr/spip.php?article83

http://sigessn.brgm.fr/spip.php?article83


L’entité hydrogéologique

Selon le BRGM, une entité hydrogéologique correspond à "une partie de l’espace géologique,

aquifère ou non aquifère, correspondant à un système physique caractérisé au regard de son

état et de ses caractéristiques hydrogéologiques". Elle est:

délimitée à une certaine échelle géographique: le "niveau"

rattachée à un type de formation géologique : le "thème"

définie par ses potentialités aquifères: la "nature"

caractérisée par un type de porosité (qui permet de distinguer les principaux modes de

circulation de l’eau): le "milieu"

caractérisée par la présence ou non d'une nappe, qui peut être libre et/ou captive:

l’"état"

Le référentiel hydrogéologique BDLISA (Base de Données des LImites des Systèmes Aquifères) du BRGM fournit la cartographie de ces formations géologiques aquifères. Les cinq secteurs retenus pour l’étude correspondent à des entités hydrogéologiques définies à l'échelle locale (niveau 3 de l'échelle géographique de la BDLisa). Ces zones présentent des surfaces importantes (sur la zone test : entre 27 km² et 55 km²) et comprennent parfois de nombreuses cavités. La géolocalisation de la topographie de certaines cavités sous système d'information géographique (source CDS07

5), a mis en évidence que le développement d'une cavité pouvait,

dans certains cas, concerner plusieurs entités hydrogéologiques. C’est le cas notamment de la Combe Rajeau qui est concernée par trois unités hydrogéologiques (fig. 15). Dans ce sens et dans ce cas précis, l’analyse effectuée sur une seule entité hydrogéologique (unité karstique nord Vogüé par exemple) ne correspond pas entièrement à la réalité souterraine et hydrogéologique de la Combe Rajeau.

La zone tampon

La définition de cette échelle d'analyse s'appuie sur les travaux HARLEY et al, 2011. Dans leur étude, ils ont notamment analysé l'impact des activités anthropiques de surface (déforestation, urbanisation, agriculture,...) en appliquant une zone tampon à partir de chaque entrée des cavités étudiées, d'un rayon égal à la distance du plus long développement des 36 cavités étudiées, soit 1 km. En se basant sur ce travail, l'aire d'influence d'une cavité pourrait être facilement définie pour les cavités dont la topographie est reportée sur un système d’informations géographiques. Dans le cas contraire, le rayon de la zone tampon pourrait être défini par la longueur de la plus grande galerie de la cavité. Cette méthode a été testée sur l’aven de la Combe Rajeau, une des plus grandes cavités d’Ardèche en prenant en compte la longueur de la plus grande "galerie", cette zone tampon aurait un rayon de 2 920 m (source CDS07). La topographie géolocalisée de cette cavité est disponible, cela permet donc d’évaluer le choix du rayon de la zone tampon. D’après la figure 16, on se rend compte que le rayon choisi est largement suffisant pour englober l’intégralité du développement de la cavité.

5 6 cavités sur les 45 étudiées disposent d'une topographie relevée avec un télémètre "Leica Disto" dont

les données ont ensuite été traitées avec le logiciel Visual Topo. Ce logiciel de topographie spéléologique

permet à partir des mesures effectuées dans les cavités souterraines, de calculer et d'éditer les topographies (plan, coupe, projection,...).


Figure 14 : Topographie géolocalisée de l’aven de la Combe Rajeau

N


Figure 15 : Aire d'influence de la Combe Rajeau définie par une zone tampon de rayon 2920m

N


3.5. Collecte de données et visualisation cartographique (SIG)

La collecte de données s’est axée dans un premier temps sur la base de données mise à

disposition par le Comité Départemental de Spéléologie de l’Ardèche (CDS07). Cette base de

données est constituée de fiches descriptives des cavités d’Ardèche réalisées par les

spéléologues lors de l’exploration des cavités. Elles contiennent des informations descriptives

générales – telles que le nom de la cavité, sa localisation, la commune, le réseau spéléologique,

la description de la cavité, une topographie éventuelle… - et des caractéristiques géologiques,

biospéléologiques, hydrologiques et archéologiques. Les données intéressantes pour l’étude

ont été extraites de la base de données pour les 45 cavités étudiées et regroupées dans un

tableur. Les données disponibles ne permettent de remplir les critères proposés que

partiellement.

L’objectif de la méthode étant d’obtenir un outil de visualisation cartographique, des données

cartographiques ont ensuite été récoltées.

Les données cartographiques de base (IGN, parcellaire, géologie, modèle numérique de terrain)

et les données concernant les espaces naturels (zonages réglementaires et administratifs :

Natura2000, ZNIEFF, sites gérés…) étaient disponibles directement sur les serveurs du Cen

Rhône-Alpes. Etant une association d’utilité publique, le Cen Rhône-Alpes a accès à la plupart

des données cartographiques gratuitement.

Certaines données libres d’accès ont été obtenues sur internet, notamment via datagouv.fr ou

Infoterre (BRGM).

Enfin, certaines structures ont été sollicitées pour l’obtention de données spécifiques: Agence

régionale de la santé pour les captages d’eau, la Direction départemental des territoires de

l’Ardèche pour l’occupation du sol, LPO pour l’intérêt chiroptérologique6, la DRAC pour l’intérêt

archéologique, le CDS07 pour des compléments d’informations sur les cavités…. Ces données

ont pu faire l’objet de convention de non diffusion dans le cas de données sensibles comme

pour l’archéologie ou les captages d’eau potable.

Les cavités étudiées sont représentées par leur point d’entrée principal en surface sur le

système d’informations géographiques (SIG) à l’aide du logiciel QGIS. Il est néanmoins

indispensable de noter que les cavités ne représentent que les parties accessibles par l’homme

de systèmes karstiques qui peuvent présenter des développements importants à l’échelle d’un

massif par exemple. Pour certaines cavités, le développement topographique a été

géoréférencé, ce qui permet de visualiser le développement réel du réseau spéléologique.

L’analyse cartographique a par exemple été menée sur l’occupation du sol. L’analyse a été

réalisée à partir de CORINE Land Cover, inventaire biophysique de l’occupation des sols et de

son évolution réalisé par interprétation visuelle d'images satellitaires et disponible sur

l'ensemble du territoire français. A partir de la version datant de 2012, et selon le niveau 1 de la

nomenclature (niveau le moins détaillé), les différents types d'occupation du sol ont été

regroupés en trois catégories de pression suivant les activités anthropiques, inspirées de

l’étude du Lez (Association française de karstologie, 2013), (tableaux 2 et 3) puis analysés à

l'aide d'un système d'information géographique :

- Zone naturelle

- Zone agricole

- Zone urbanisée

6 C’est-à-dire : concernant les chauves-souris


Cette cartographie n’est pas très précise. Dans le cadre de l’étude, la Direction Départementale

des Territoires de l'Ardèche (DDT07) a mis à disposition la Base de données Occupation du Sol

(version de travail 2015). Cette cartographie réalisée à l'échelle de la parcelle est obtenue à

partir de photoidentification, de vérification sur le terrain et aux dires d’un expert géologue.

Comme pour Corine Land Cover, les différents types d'occupation du sol ont été regroupés

selon les trois mêmes catégories. Les deux cartographies sont comparées à l’échelle de l’entité

hydrogéologique à l’aide de QGIS, un logiciel libre de système d’informations géographiques.

Les résultats sont présentés en annexe B (figures 18, 19, 20).


3.6. Travail de terrain

Le travail sur le terrain n’avait pas été prévu dans le cadre du stage, l’objectif étant d’étudier des

données déjà existantes. Néanmoins il est apparu indispensable, pour mieux appréhender le

milieu souterrain et les ressources karstiques, de pouvoir l’explorer.

J’ai fait une initiation à la spéléologie sur mon temps libre dans le cadre de l’Ecole

Départementale de Spéléologie. J’ai ainsi pu découvrir le réseau de Saint-Marcel, plus grand

réseau d’Ardèche avec plus de 55 km de développement. J’ai également pu participer à des

journées de terrain dans le cadre de mon stage.

Stage équipier environnement

J’ai ensuite eu l’opportunité de participer au stage Equipier Environnement de la Fédération

Française de Spéléologie du 2 au 6 juillet 2016. Il m’a été financé par le Comité

Départemental de Spéléologie de l’Ardèche (CDS07), grâce à Judicaël Arnaud, Cadre

Technique Fédéral, et Claire Goudian, présidente du CDS07. Ce stage s’inscrit dans le cadre

du module 2 de la formation de moniteur de la Fédération Française de Spéléologie.

Ce module aborde la connaissance du milieu souterrain et de la topographie. Le principe est de

faire l'étude d'une cavité où l'on pratique la cartographie, la topographie, la karstologie, la

géologie, la biospéléologie, etc.

Le stage s’est déroulé dans le réseau de Saint-Marcel, en particulier dans le réseau I entre

l’entrée naturelle de Saint-Marcel et l’entrée touristique, et dans l’aven de Noël.

Le stage était constitué :

- d'un module sur la connaissance de l'environnement règlementaire sur la pratique de la

spéléologie en espace naturel protégé.

- d’échanges avec différents acteurs liés au monde souterrain : biospéléologue,

karstologue, archéologue et gestionnaires de la Réserve Naturelle Nationale des

Gorges de l’Ardèche,

- d'un travail de terrain visant à la documentation d'une cavité et son évaluation

patrimoniale. Ce travail s'appuie sur des connaissances en topographie, karstologie,

géologie, biospéléologie, climatologie, etc ... Le travail de terrain m’a permis d’améliorer

mes connaissances pratiques sur la reconnaissance des concrétions et remplissages,

sur les ressources karstiques, sur la formation et le fonctionnement des grottes. J’ai

également pu étudier l’impact de travaux de désobstruction sur l’environnement de la

cavité et réaliser une topographie.

Ce stage m’a apporté beaucoup de connaissances concrètes sur les grottes et une meilleure

compréhension des enjeux et des jeux d’acteurs.


Méthode de terrain simplifiée et sciences participatives

Le nombre de critères de description choisi rend l’application de la méthode sur le terrain

difficile. Une approche simplifiée à l’échelle de la cavité et applicable sur le terrain a donc été

étudiée. Elle reprend les principaux critères de description de la cavité sous la forme d’une fiche

d’inventaire. L’objectif à terme est de proposer une fiche d’inventaire clé en main pour les

spéléologues, sans nécessiter une formation longue. En effet, acteurs incontournables du

milieu souterrain, ils peuvent être pris à parti pour les études de cavités. Cette démarche

s’inscrit dans le domaine des sciences participatives, programmes de collecte d'informations

impliquant une participation du public dans le cadre d'une démarche scientifique. La

participation des citoyens à la collecte de données est en effet aujourd’hui indispensable pour

une compréhension fine de l’évolution des milieux naturels.

L’approche simplifiée à l’échelle de la cavité a pu être partiellement testée sur le terrain le

8/08/2016 dans la grotte des Débaptisés à Saint-Remèze. Une sortie terrain s’est déroulée

dans le cadre d’un projet mené par le Syndicat mixte de Gestion des Gorges de l’Ardèche

(SGGA). Il s’agit de l’inventaire et de l’évaluation de l’état de conservation des cavités sur la

Réserve Naturelle Nationale des Gorges de l’Ardèche. Ma participation à cette journée de

terrain, en compagnie de Lucas Gleyzes et Olivier Peyronel du SGGA, m’a permis de réaliser

des relevés géomorphologiques et de calculer les indicateurs de sensibilité et de perturbation

présentés au-dessus.

Ce protocole permet de calculer :

- Un indicateur de sensibilité de la cavité, basé sur les ressources présentes

- Un indicateur de perturbation de la cavité, basé sur les dégradations observées dans la

cavité

Les scores suivants ont été obtenus :

- Sensibilité : 0,5 soit une cavité présentant une sensibilité modérée.

- Perturbation : 0,2 soit un degré de perturbation mineure.

Le score de la sensibilité parait surprenant car les spéléothèmes présents dans cette cavité,

notamment des nombreuses fistuleuses (fig. 4), sont très fragiles. Le poids des spéléothèmes

dans la note est-il suffisant ? Il semblerait que ce soit la variable « Minéralogie » qui induit une

sous-estimation du score obtenu. En effet, la minéralogie est définie dans l’étude de Harley et al,

2011, comme des dépôts de minéraux secondaires autres que la calcite. Or très peu de cavités

en Ardèche présentent de tels dépôts. Il est donc proposé dans un premier temps de ne pas

tenir compte de cette variable. Le score de sensibilité de la cavité monte à 0,6, ce qui

correspond à une cavité sensible. Cela paraît plus acceptable. Concernant la perturbation, le

score obtenu semble représentatif de l’état de la cavité. Hormis quelques concrétions cassées

et le piétinement de la salle terminale, la cavité est en bon état de conservation. Ces indices

semblent donner des informations pertinentes, néanmoins, tout l’intérêt de la méthodologie est

de comparer les cavités entre elles, et il faudra attendre la suite du projet pour pouvoir adapter

les critères et analyser les résultats. Il est en effet prévu de tester ces indicateurs sur d’autres

cavités avant la fin du stage. La fiche d’inventaire et le détail des calculs sont disponibles en

annexes C et D.


4. Bilan, perspectives et limites

A la date de rendu du présent rapport, le 26 août, j’aurai passé trois mois au sein du

Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes. Sachant que mon stage se prolonge d’un mois

jusqu'à fin septembre, mes missions ne sont pas terminées.

Mon stage s’est focalisé sur l’élaboration et le test d’une méthodologie de description et de

hiérarchisation des systèmes karstiques et cavités à enjeux. Je n’ai participé qu’à une étape de

cette étude, mais un bilan de l’avancement du projet lié à mon travail peut être dressé.

Une importante collecte de données bibliographiques a été réalisée tout au long du stage. Elle

permet de s’appuyer sur des études existantes pour construire la méthodologie. Néanmoins, ce

travail bibliographique n’a pas la prétention d’être exhaustif. Il est donc important de continuer à

s’informer des méthodologies développées à l’étranger et également de rester en contact avec

certaines universités et certains auteurs. Afin de rendre ces données accessibles pour la suite

du projet et pour les faire perdurer lorsque j’aurai quitté la structure, un rapport bibliographique

est en cours d’écriture. Un répertoire des contacts a également été réalisé.

Une méthode de description des systèmes karstiques et cavités a été proposée. Elle comprend

des critères et indicateurs destinés à décrire précisément toutes les caractéristiques des cavités

karstiques. Cette méthode sera soumise à l’ensemble des partenaires lors du prochain comité

de pilotage le 26 septembre 2016.

Une fiche d’inventaire simplifiée destinée à répertorier les observations effectuées sur le terrain

a également été réalisée. Elle sera testée prochainement et soumise aux experts karstologues

et spéléologues partenaires du projet. Cette fiche d’inventaire a été créée dans l’optique de

collecter des données sur le terrain et de pouvoir la proposer aux spéléologues dans une

démarche de sciences participatives. En effet, malgré les bases de données existantes sur les

cavités ardéchoises, les données disponibles ne sont pas complètes. Il paraît donc

indispensable, en amont de la réalisation d’une hiérarchisation des cavités de posséder des

données complètes et détaillées sur l’ensemble des cavités étudiées. Cette démarche pourra

éventuellement être appliquée avec les gestionnaires de la Réserve Naturelle Nationale des

Gorges de l’Ardèche qui ont pour projet d’évaluer l’état de conservation de certaines cavités

présentes dans la Réserve.

L’ensemble des objectifs du projet n’ont pas encore été atteints. En particulier, la méthodologie

de hiérarchisation et le développement de l’outil d’aide à la décision s’appuyant sur un système

d’information territorial. Plusieurs limites ont été rencontrées qui ont empêché d’atteindre ces

objectifs.

La première limite concerne le temps, en effet, j’ai disposé de seulement trois mois pour

appréhender les systèmes karstiques - notion connue en amont du stage mais pas de manière

assez poussée - puis pour construire la méthodologie. De plus, le temps de réponse des

partenaires et universitaires contactés a eu une incidence, la période estivale n’étant pas la plus

propice pour solliciter les différents acteurs.

Une autre limite concerne les moyens accordés pour l’étude : il n’était pas possible de réaliser

une campagne de collecte de données sur le terrain. Or, la hiérarchisation des cavités entre

elles ne peut être réalisée sans disposer de l’ensemble des données descriptives.

Toute la difficulté du projet réside en ce qu’il est « expérimental ». Mon stage a ainsi pour but

de montrer s’il est possible de définir une méthode précise d’évaluation patrimoniale des cavités

qui soit transposable. Les choix des critères et indicateurs de description n’ont pas été faciles.

Ils ont été modifiés de nombreuses fois, notamment avec les nouvelles connaissances issues

des échanges avec les partenaires. Il est également complexe de proposer une évaluation, par


exemple : comment mesurer l’impact des activités interférentes sur les systèmes karstiques,

simplement par la présence ou absence de ces activités sur une zone ? Prenons l’exemple

d’une station d’épuration, il semble pertinent de prendre en compte également l’état de

conformité. Une question se pose alors : comment proposer une analyse automatique de ce

critère ?

Une autre question s’est posée : comment ne pas proposer un outil qui soit redondant avec la

base de données du CDS ? En effet, de nombreuses informations sont issues de la base de

données du CDS07. Le plus intéressant serait de pouvoir coupler cette base de données déjà

existante, la compléter et l’utiliser pour visualiser les cavités et enjeux.

Les objectifs de la méthode ont été réadaptés en fonction du temps écoulé. Une importante

réflexion a été menée sur la problématique de l’échelle d’analyse de surface. Des propositions

sur ce sujet ont été produites et seront évaluées en comité de pilotage. Le travail sur les 45

cavités échantillonnées s’est révélé considérable. Bien que les données aient été récoltées

pour l’ensemble du périmètre d’étude, certaines analyses n’ont été menées que sur un

périmètre réduit comprenant 7 cavités.

D’après Didier Cailhol de l’Université de Savoie, « il ne sera jamais possible à l'échelon d'un

massif karstique ou d'une zone de pouvoir disposer de séries de données complètes. Ceci peut

être dû à des questions financières, ou des difficultés techniques pour leur acquisition. Par

ailleurs, le fait de disposer de données ne permet pas pour autant d'en dégager une réelle

valeur patrimoniale. Il y a par site un travail toujours complexe d'analyse pour faire ressortir ses

caractéristiques que cela soit géomorphologique, écologique, hydrogéologique, archéologique,

historique, touristique etc. »

Un des écueils de la démarche est que ce sont des études scientifiques poussées qui

permettent de mettre en exergue la valeur patrimoniale réelle d’une cavité ou d’un système

karstique. Sans des études biospéléologiques, karstologiques et paléoenvironnementales

précises, les caractéristiques de la cavité ne peuvent être connues. Pour aller plus loin, ce n’est

pas par un inventaire approximatif des cavités qu’on peut évaluer leur valeur réelle. Néanmoins,

cela peut permettre de mettre en avant les points les plus remarquables : diversité biologique,

concrétions sensibles, héritage historique fort…

Finalement, l’objectif de réaliser un outil de hiérarchisation est remis en question. Il paraît

d’abord pertinent de s’atteler à une collecte de données sur l’ensemble des cavités et de

réaliser des évaluations patrimoniales précises au cas par cas. Il est peut-être néanmoins

possible de proposer des classifications par enjeux, d’établir une présélection des cavités qui

présentent des enjeux croisés forts et/ou subissent des pressions importantes. La première

étape consisterait donc en l’évaluation de l’état de connaissance actuel des cavités pour

orienter les études suivantes. Une meilleure connaissance du milieu souterrain est impérative

pour une préservation efficace.

La dernière étape du projet, une fois la méthodologie finalisée et les données récoltées,

consistera en la proposition de stratégies de préservation ou de réhabilitation des cavités. En

fonction des enjeux, de la sensibilité et du degré de perturbation des cavités, plusieurs actions

pourront être proposées : des actions de préservation à l’échelle de la cavité (par exemple,

l’installation d’un balisage) ou en surface (par exemple, l’orientation des politiques

d’aménagement du territoire), ou des actions de réhabilitation, comme des nettoyages de sites,

de concrétions.

De manière plus générale, concernant les systèmes karstiques, il paraît important de mettre

l’accent sur la collecte de données bibliographiques, travail d’envergure, et le problème de la

transmission de ces données car elles sont parfois entre les mains de spécialistes locaux.


Le 4ème Symposium EuroSpeleo Protection (ESPS), organisé les 15 et 16 août 2016 s’est tenu

à Austwick, en Grande-Bretagne. Intitulé « Cave and karst : Protection and Conservation under

EU Law », il a été organisé par la Fédération Spélélologique Européenne.

Le succès des colloques précédents (2008, 2012 et 2014) a montré que la volonté de protéger

les cavernes et le karst est un sujet que les spéléoloques, les scientifiques et les touristes

partagent. Une problématique soulevée durant le 4ème

symposium correspond aux méthodes

d’évaluation patrimoniale des ressources karstiques souterraines. Aujourd’hui, aucune méthode

d’évaluation satisfaisante n’a été développée et les gestionnaires et spéléologues sont en

attente d’un tel outil. Cela légitime donc bien les travaux menés par le Cen Rhône-Alpes sur

cette thématique.

La création d’un institut de formation, de recherches et d’expertise sur le milieu souterrain

(IFREEMIS) est en cours de réflexion. Peut-être verra-t-il le jour dans quelques années, en

regroupant de nombreuses structures : Universités de Savoie, Aix, Marseille, Montpellier,

Fédération Française de Spéléologie, collectivités territoriales, gestionnaires d’espaces naturels,

services de l’Etat dédiés à l’environnement et à la culture…

Cette plateforme de collaboration constituerait un pilier d’expertise et de développement

territorial, un axe d’éducation et d’accompagnement des scientifiques et le développement

d'une nouvelle économie liée au milieu souterrain (fig. 17).

Cet institut, en catalysant des acteurs et des compétences complémentaires dans le domaine

du milieu souterrain, permettrait de développer une véritable expertise et serait capable de

répondre aux attentes des gestionnaires et spéléologue sur la préservation du milieu souterrain.

Il constituerait également un interlocuteur privilégié pour les scientifiques internationaux. Le

projet actuellement développé par le Cen pourrait parfaitement être porté par cet institut.

Figure 16 : Les composantes du projet IFREEMIS

[Source : Didier Cailhol, Fédération Française de Spéléologie, Présentation Cen RA, février 2016]


Conclusion

Le patrimoine karstique est riche et diversifié, tant d’un point de vue naturel que culturel. Il est

essentiel de préserver ses ressources patrimoniales tout en permettant le développement

économique des territoires concernés. L’objectif du projet est de co-construire une

méthodologie partagée de description et de hiérarchisation des cavités, permettant de définir

une stratégie globale de préservation du milieu souterrain.

Les missions réalisées ont bien correspondu à l’offre de stage, sauf en ce qui concerne la

construction d’un outil informatique de description et d’analyse, puisqu’il n’a pas été possible

dans le temps imparti de parvenir à sa réalisation.

Pour rappel, les missions proposées étaient les suivantes :

- compiler et synthétiser les méthodologies existantes et les différents retours

d'expériences

- rencontrer les structures associées (Agence de l'eau, DRAC, ARS, DDT, CDS,

LPO...) afin d'identifier leurs attentes

- définir une méthodologie de description et de hiérarchisation

- collecter et analyser les données existantes à l'échelle du périmètre d'étude

- construire un outil informatique de description et d'analyse

- définir une stratégie globale et partagée à l'échelle du périmètre d'étude

J’ai de plus pu participer à des journées de terrain qui n’étaient pas prévues.

Ce stage m’a tout d’abord permis d’améliorer mes connaissances et ma compréhension des

systèmes karstiques et de leurs enjeux en lien avec les activités humaines. La

transdisciplinarité du sujet du stage m’a permis d’appliquer des connaissances et compétences

générales liées à la géologie, la ressource en eau et l’environnement, les trois thématiques

centrales de l’ENSEGID.

Il m’a également permis de connaître les acteurs du territoire en lien avec le monde souterrain,

qui sont également des acteurs phares dans le secteur de l’environnement : tels que l’Agence

de l’eau, les syndicats de rivière, les syndicats de gestion, les services de l’Etat. J’ai pu

améliorer ma communication écrite et orale en présentant le projet aux partenaires, ses

objectifs et argumenter sur les choix effectués. La lecture d’articles scientifiques m’a en outre

permis de pratiquer l’anglais écrit et le vocabulaire scientifique lié aux milieux naturels. Cela a

été renforcé grâce aux échanges avec les universitaires et gestionnaires à l’international.

La visualisation des données géographiques sur QGIS m’a permis de me familiariser à ce

logiciel de système d’informations géographiques.

Bien que mon tuteur m’ait suivie tout au long du stage et que nous ayons eu des bilans

réguliers, j’ai apprécié d’avoir pu travailler en autonomie sur le projet et de m’organiser afin

d’atteindre un objectif. J’ai également beaucoup apprécié l’aspect « expérimental » de la

démarche qui laisse la place à la réflexion, et pas seulement le travail plus technique de

collecte de données et d’analyse.

Au contact des salariés du Cen Rhône-Alpes, j’ai enfin pu avoir une vision générale sur le

travail d’un ingénieur d’études dans le domaine des milieux naturels. J’ai également pu

observer les difficultés du travail en équipe et de la collaboration entre certaines personnes,

ceci pouvant nuire aux objectifs communs.


Pour ce qui est de mon projet professionnel, le domaine de la gestion et de la préservation des

milieux naturels m’a beaucoup plu. J’ai également été très intéressée par les enjeux des milieux

karstiques et ce sont des thématiques qu’il me plairait d’approfondir dans le futur. La

concertation entre acteurs est aussi un aspect que j’aimerais éventuellement développer dans

de futurs projets.

Mon stage au Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes m’a permis de découvrir le

fonctionnement d’une structure associative agissant à l’interface des sciences physiques,

biologiques mais aussi humaines. Ce mode de fonctionnement est intéressant et m’incite à

vouloir en découvrir d’autres, comme les bureaux d’étude ou les laboratoires de recherche. J’ai

donc comme projet de réaliser des stages dans ces deux types de structures à l’avenir.


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HOBLEA Fabien., PICOLLIER Julien, Etude d’impact de la pratique spéléologique sur la qualité des eaux souterraines karstiques captées, Mise au point d’un protocole d’étude, applications en Savoie (système de la Doria) et dans le sud-Vercors (système du Brudour), Rapport final, juin 2007

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LISMONDE Baudouin. Climatologie du monde souterrain. Tome 1, Vent des ténèbres. Editions du Comité départemental de spéléologie de l’Ardèche. 2002. 168p.

MOTTA. Projet CAVELAB : moyens de collecte des données climatiques dans les grottes. 2014

SAINT MARTIN M., Inventaire des sites géologiques remarquables en Rhône-Alpes, Rapport final. BRGM/RP-52782-FR, 2003

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U.S. NATIONAL PARK SERVICE, Carlsbad Caverns National Park, Cave and Karst Management Plan, Environmental Assessment, 2006

WERKER V.H, WERKER J. C., DUCHENE H. R., Cave conservation and restoration, Part 2 Conservation, Management, Ethics DuChene : Resource Inventory, 2006. pp 19-32,

WILLIAMS P., World Heritage Caves and Karst, A Thematic Study: Global Review of Karst World Heritage Properties: present situation, future prospects and management, requirements, IUCN World Heritage Studies, 2008


Annexes

Annexe A: quelques critères de description

L’ensemble des critères sont présentés sous forme d’une définition et d’un tableau :

- Description générale Ce critère apporte les caractéristiques générales de la cavité (nom, coordonnées, commune, parcelles cadastrale). Il est renseigné à partir des données relevées sur le terrain ou disponibles à travers l'inventaire des cavités de l'Ardèche (BRGM) et/ou des données fournies par les spéléologues locaux (campagne d'exploration et/ou base de données du CDS07 par exemple). Concernant les renseignements relatifs au foncier, ils sont extraits de la base de données de la Direction Générale des Finances Publiques (DGFiP).

- Appartenance à un réseau karstique Ensemble de galeries, conduits, qui sont liés entre eux, et dont le raccordement est prouvé par le passage de spéléologues, par des traçages ou supposé d’après l’organisation géologique du massif. Ce critère (nom du réseau karstique) est renseigné grâce des données fournies par les spéléologues locaux (campagne d'exploration et/ou base de données du CDS07 par exemple).

- Spéléométrie Ce critère apporte les caractéristiques topographiques (développement, dénivelé, distance topographie,...) et d'accessibilité de la cavité (selon la classification de la Fédération Française de Spéléologie). Il est renseigné à partir des données fournies par les spéléologues locaux (campagne d'exploration et/ou base de données du CDS07 par exemple).

Catégorie Critère Indicateur

Numéro d'identification cavité

Nom cavité

Synonymes éventuels

X

Y

Z

Nom de la commune

Numéro de section +

parcelle

Statut (publique ou privé)

Non cadastré

Développement (en mètres)

Dénivelé (en mètres)

Point haut (en mètres)

Point bas (en mètres)

Topographie de la cavité existante Oui/non

Vectorisée

Numérisée

Papier

Fossile

Active

Active (temporaire)

Noyée

Non renseignée

Nom

Non renseigné

SpéléométrieSi oui : topographie

(au choix)

Caractéristique de la cavité

(au choix)

Réseau karstique

Description générale

des cavités

Coordonnées géographiques

Parcelle

Tableau 1 : Quelques critères de description


Annexe B : exemple d’analyse cartographique de l’occupation du sol

L’occupation du sol est analysée à l’échelle d’une entité hydrogéologique sur la zone d’étude : l’unité karstique Ligne Beaume. Deux sources de données sont utilisées pour classer les espaces en trois catégories (naturel, agricole et urbanisé) : Corine Land Cover et Occupation du sol de la DDT07 (tableaux 6 et 7). Une analyse thématique permet de comparer les surfaces selon le type d’occupation du sol. L’unité karstique entre l’Ardèche, la Beaume et la Ligne présente en majorité des territoires naturels, de 86 à 89% de la surface totale (fig. 18, 19, 20). Des différences sont notables entre les occupations du sol selon la détermination à partir de Corine Land Cover et de la BD Occupation du sol 07 (DDT07). En particulier concernant les territoires artificialisés et agricoles. La BD occupation du sol 07 est plus précise que Corine Land Cover. En effet, la BD OCS07 contient 633 unités contre 55 pour CLC. La surface des territoires artificialisés est sous-estimée par le Corine Land Cover.L’utilisation de la BD OCS07 apparaît donc plus précise. Néanmoins, cette donnée n’est pas encore disponible sur l’ensemble du territoire français. L’utilisation de la classification Corine Land Cover permettrait ainsi une transposition plus aisée de la méthode à d’autres territoires.

Libellé Corine Land Cover Libellé retenu Analyse colorimétrique

Territoires artificialisés Zone urbanisée

Territoires agricoles Zone agricole

Forêts et milieux semi-naturels Zone naturelle

Zones humides Zone naturelle

Surfaces en eau Zone naturelle

Tableau 2 : Catégories d'occupation du sol selon le niveau 1 de la nomenclature Corine Land Cover 2012

Libellé BD OccupSol DDT07 Libellé retenu Analyse colorimétrique

Réseau routier principal Autres Zone urbanisée Parcs et espaces boisés urbains, Complexe sportif, terrain de sport, Urbain Zone urbanisée Habitat diffus, villages et hameaux (comprend les cimetières) Urbain Zone urbanisée Zones d'activités et aérodromes (identifiées ou non sur la couche foncier d'activités) Zone urbanisée

Campings Urbain Zone urbanisée

Carrières Autres Zone urbanisée Centres historiques (identifiés pour les villes de plus de 2 000 habitants selon RGP 1999) Zone urbanisée

Zones périurbaines (comprend les cimetières) Urbain Zone urbanisée

Prairies, cultures Agricole Zone agricole

Vergers Agricole Zone agricole

Prairies d'altitude (>= à 1000 m) et estives agricoles Zone agricole

Vignes Agricole Zone agricole

Garrigues sur calcaire et friches agricoles Naturel Zone naturelle

Maquis acidiphiles et friches agricoles de la bordure cévenole

Zone naturelle

Réseau hydrographique et lacs Autres Zone naturelle

Forêts basses sur calcaire Naturel Zone naturelle

Forêts acidiphiles de la bordure cévenole Naturel Zone naturelle

Tableau 3 : Catégories d'occupation du sol des classes de la base de données Occupation du Sol DDT07


Figure 17 : Surfaces en fonction du type d'occupation du sol d'après la BD Occupation du sol DDT07

Figure 18 : Surfaces en fonction du type d'occupation du sol d'après Corine Land Cover


Figure 19 : Carte d'occupation du sol, Beaume Ligne

Sources : CEN RA, CLC 2012, BD Lisa


Annexe C : Fiche d’inventaire de la grotte des Débaptisés, 08/08/2016


Remarques et appréciations générales La topographie de la cavité est découpée en 8 sections, définies ci-après. (Voir la topo pour les points : figure 20) Section 1 : entrée de la cavité, entre les points topo 0 et 4 Section 2 : entre les points 4 et 7. Section 3 : entre les points 7 et 9 Section 4 : entre les points 9 et 12, jusqu’au haut du puits Section 5 : entre les points 13 et 17, salle de 6m x 6m, galerie de 10m non explorée Section 6 : entre les points 17 et 23, désobstruction, boyau sablonneux de 26m Section 7 : entre les points 23 et 24, salle des fistuleuses, fistuleuses exceptionnelles en très bon état de conservation grâce à un balisage au sol. Certaines atteignent plusieurs mètres. Section 8 : entre les points 24 et 26, salle argileuse avec soutirage. Ramping et galeries suivantes au nord non explorées le 8/08. Section 9 : à partir du point 26, salle de grand volume (22x17m, hauteur 16m). Concrétionnement important : coulées stalagmitiques en dômes volumineux. Très argileux. La fiche d’inventaire est à compléter avec les données collectées par Olivier et Lucas lors de la sortie. La cavité globalement très concrétionnée, salle des fistuleuses remarquable. La sensibilité des concrétions est donc importante. De l’entrée à la salle des fistuleuses : état de conservation correct (concrétions cassées). La salle des fistuleuses est la mieux préservée grâce au balisage mis en place. Les sections suivantes, dont la grande salle terminale, sont en état de conservation correct, de nombreuses traces de passage sont dues à la recherche de nouvelles galeries. Du matériel d’exploration (cordes) est présent. L’état de conservation est jugé globalement bon.


Date : 8/08/16 GEOMORPHOLOGIE

Cavité :debaptisé

Présence Densité (préciser la section) Etat Remarques, caractéristiques, description

Rare Commun Abondant Cassé Galerie Syngénétique

Paragénétique

En écoulement libre oui

Paroi Coups de gouges

Banquettes limites oui

Sections 2,3 Sections 4,5

Stylolithes

Plafond Coupole oui

4 3

Anastomoses oui

7,8

Chenal de voute oui

2

Plancher Marmite

Chenal de surcreusement

Remplissage détritique

Argile oui 3,8,9 Argile rouge

Galets

Gélifrats

Sable oui 1, 2, 3, 5 4, 6 Sables micacés (muscovite) : transport par le paléo Chassezac ou la paléo Ardèche


Spéléothèmes Présence Densité (préciser la section) Etat Remarques

Rare Commun Abondant (Cassé)

Stalactite oui

7 1, 5, 8 2, 3, 4, 9

Stalagmite oui

1, 2, 7 3, 5, 8 4, 9 4 : coulée stalagmitique

8 : coulées et dômes stalagmitique volumineux

Colonne oui

3

Cascade

Disque de calcite

Draperies oui

1, 2, 3 4

Excentrique

Fistuleuse oui

4 7 Très bon état,

peu cassées 7 : Fistuleuses remarquables, certaines longues de plusieurs m, conservées intactes grâce au balisage

Fleurs de gypse

Gours oui

3,4 8,9 3,4 : micro-gours

8,9 : micro gours et gours

Méduse

Mondmilch (moonmilk)

Orgue

Perles des cavernes

9 ?

Pilier oui

4

Plancher stalagmitique

oui 4

« Choux fleurs » 7 Indique formation en régime noyé


Figure 20 : Topographie de la grotte des Débaptisés (grotte des Lyonnais)


Annexe D : indices de sensibilité et de perturbation, Grotte des Débaptisés, 08/08/2016

Le score final de l’indice est donné par la somme des notes obtenues pour les variables divisée par la somme totale possible. Les calculs des scores sont présentés dans les tableaux 2 et 3. Le degré de sensibilité et de dégradation est évalué à partir des tableaux 4 et 5.

Indice de sensibilité des cavités (Harley et al, 2011)

Ne cocher qu'une seule case par ligne !

Variable

Biota

Nombreux individus de quelques

espèces ou plusieurs individus de

nombreuses espèces ou espèces

menacées ou nouvelles espèces

découvertes

xPlusieurs individus de quelques

espècesUn individu de quelques espèces

Pas de

ressources

Hydrologie

Egouttements, suintements, bassins

généralisés ; ou connexion directe

avec l'aquifère ou courant

intermittent


dans plusieurs zones


épars ou localisésx

Pas de

ressources

Géologie Spéléothèmes répandus x Speleothèmes dans plusieurs zones Spéléothèmes épars ou localisésPas de

ressources

MinéralogiéGénéralisé ou nouveau minéraux

découverts

Recouvrement minéralogique dans

plusieurs zonesSparse or localized mineral coatings

Pas de

ressources

Paléontologie Fossiles répandus Fossiles dans plusieurs zones Fossiles épars ou localisés xPas de

ressources

Culturel/historiqueCavité classée ou d'importance

archéologiqueVestiges dans plusieurs zones Vestiges épars ou localisés x

Pas de

ressources Somme

Nb cases remplies 2 0 3 0 5

Score 6 0 3 9

Score final 0,6

Degré de sensibilité Sensible

3 2 1 0

Tableau 4 : Indice de sensibilité de la grotte des Débaptisés, 8/08/2016


Indice de perturbation des cavités (Harley et al, 2011)

Ne cocher qu'une case par ligne !

Catégorie Variable

Déchets Généralisé Plusieurs zones Localisé Aucun x

Dégradation spéléothèmes Généralisé Plusieurs zones Localisé x Aucun

Graffitis Généralisé Plusieurs zones Localisé x Aucun

Piétinement Généralisé Plusieurs zones x Localisé Aucun

Destruction de vestiges culturels

(pourcentage détruit)>50 20-49 1-19 0

x

Corrosion par condensation Généralisé Plusieurs zones Localisé Aucun x

Dessiccation Généralisé Plusieurs zones Localisé Aucun x

Destruction de fossiles Généralisé Plusieurs zones Localisé Aucun x

SedimentationGénéralisé Plusieurs zones

xLocalisé

Aucun,surface

rocheuse

Faune-richesse spécifique (% de déclin) >50 20-49 1-19 0

Faune-densité population (% de déclin) >50 20-49 1-19 0

Déforestation (% sur zone tampon 1km*) >50 20-49 1-19 0

Agriculture (% sur zone tampon 1km*) >50 20-49 1-19 0

Urbanisation (% sur zone tampon 1km*) >50 20-49 1-19 0

Activité extractive (carrière) Cavité dans une carrière

Ancienne carrière qui a

affecté la cavité à

plusieurs endroits

Ancienne carrière

avec effets localisésAucun x

Somme

Nb cases remplies 0 2 2 6 10

Score 0 4 2 6

* Dans l'étude, choix d'un buffer de 1 km à partir de l'entrée de cavité. Le choix est justifié par la taille du plus grand développement parmi les cavités étudiées. Eventuellement à adapter

Score final 0,2

Degré de perturbation Perturbation mineure

0

Souterrain

Surface

3 2 1

Tableau 5 : Indice de perturbation de la grotte des Débaptisés, 8/08/2016


Score Degré de perturbation

0,81-1,00 Perturbation critique

0,71-0,80 Perturbation sévère

0,61-0,7 Perturbation majeure

0,51-0,60 Perturbé

0,40-0,50 Perturbation modérée

0,20-0,39 Perturbation mineure

0,00-0,19 Immaculée*

Score Degré de sensibilité

0,81-1,00 Sensibilité critique

0,71-0,80 Sévèrement sensible

0,61-0,7 Considérablement sensible

0,51-0,60 Sensible

0,40-0,50 Modérément sensible

0,20-0,39 Légèrement sensible

0,00-0,19 Pas sensible*

Les scores obtenus pour ces indices permettent d’apprécier le degré de sensibilité et le degré

de perturbation des cavités étudiées suivant les tableaux ci-dessous :

Tableau 7 : Degré de perturbation des cavités

*Cela n'indique pas que la cavité n'est pas sensible aux perturbations humaines mais qu'elle contenait peu ou pas de

ressources sensibles incluses dans l'indice lors de l'inventaire.

Tableau 6 : Degré de sensibilité des cavités

*Cela n'indique pas que la cavité n'est pas sensible aux perturbations humaines mais qu'elle contenait peu ou

pas de ressources sensibles incluses dans l'indice lors de l'inventaire.

Dans le cadre de ma deuxième année à l’Ecole Nationale Supérieure en Environnement, Géoressources et Ingénierie du Développement Durable (ENSEGID) à Bordeaux INP, je réalise un stage du 18 mai au 30 septembre 2016 au sein du Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes. J’ai participé à l’élaboration et au test d’une méthodologie partagée de description et de hiérarchisation des cavités, permettant de définir une stratégie globale de préservation du milieu souterrain. L’objectif est de proposer un outil informatique de portée à connaissance et d’aide à la décision à destination des acteurs du territoire : services de l’Etat, collectivités Agence de l’Eau, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), gestionnaires d’espaces naturels… Le patrimoine karstique est riche et diversifié, tant d’un point de vue naturel que

culturel. Il est donc essentiel de préserver ses ressources patrimoniales tout en

permettant le développement économique des territoires concernés.

Ce rapport présente l’élaboration de la méthodologie, les missions réalisées durant le stage, les résultats obtenus et les perspectives du projet en date du 26 août 2016.

Coralie Dode

En collaboration avec :

Avec le soutien de :