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H2020

OPTWET — Résultat en bref

Project ID: 660391
Financé au titre de: H2020-EU.1.3.2.
Pays: Estonie
Domaine: Alimentation et Ressources naturelles, Changement climatique et Environnement

L’identification de sites appropriés pour les zones humides améliore la qualité de l’eau

Les zones humides jouent un rôle essentiel dans l’élimination des nutriments excédentaires des bassins versants agricoles, qui peuvent avoir un impact négatif sur la qualité de l’eau. Un projet financé par l’UE a déterminé la taille optimale des zones humides et cartographié leurs emplacements dans les zones agricoles dans le but de réduire les niveaux de nutriments.
L’identification de sites appropriés pour les zones humides améliore la qualité de l’eau
Le projet Horizon 2020 OPTWET, financé par l’UE, a élaboré une méthode rapide d’identification des emplacements appropriés pour la mise en place de zones humides artificielles. Cette technique a également évalué l’efficacité des zones humides pour l’élimination des nutriments et déterminé la meilleure façon d’utiliser les terres dans les bassins versants agricoles pour réduire les niveaux d’azote et de phosphore.

Le fait qu’un site soit approprié pour restaurer ou créer une zone humide dépend de nombreux facteurs, comme la géologie sous-jacente les sols, la topographie, l’hydrologie, le drainage et les considérations relatives à la propriété des terres. «L’enregistrement et la caractérisation des sols et de l’hydrologie d’un site nécessitent souvent des études de terrain approfondies, longues et coûteuses, et cela est donc limité à de petites zones», explique la chercheuse Evelyn Uuemaa. «L’une des solutions consiste à utiliser la topographie, l’étude de la forme et des caractéristiques d’un paysage, qui détermine fortement les modes de circulation de l’eau», ajoute-t-elle.

Les chercheurs ont donc utilisé des orthophotos et des données LiDAR (light detecting and ranging) en source ouverte et disponibles gratuitement en Nouvelle-Zélande, afin de mettre au point une méthode rapide et efficace pour identifier les emplacements appropriés pour les zones humides. Les orthophotos sont des photographies aériennes rectifiées géométriquement de manière à ce que l’échelle soit uniforme pour permettre de mesure les distances avec précision. Les données LiDAR, acquises par télédétection, fournissent des informations topographiques détaillées en éclairant la cible avec une lumière laser puisée et en mesurant les impulsions réfléchies à l’aide d’un capteur.

Utiliser des modèles

Une approche simple modélisant le caractère approprié d’un terrain, pondérant les emplacements les uns par rapport aux autres en fonction de critères donnés, a permis de déterminer la distribution spatiale des sites les plus adaptés à la création ou à la restauration de zones humides. «Pour la modélisation de l’adéquation, nous avons calculé plusieurs données dérivées du modèle numérique d’altitude – pente, indice topographique d’humidité, accumulation de flux et taille des cours d’eau – et nous les avons utilisées pour déterminer l’adéquation à l’implantation de zones humides», explique le Dr Uuemaa.

Comme les inondations d’infrastructures telles que les routes et les fermes doivent être évitées dans la zone retenue, les chercheurs ont eu besoin de données relatives aux infrastructures pour la zone d’étude. «Nous avons utilisé des orthophotos avec une taille de pixel de 30 cm pour une analyse plus détaillée des informations sur les infrastructures et pour déterminer la distribution spatiale des sites les plus adaptés à la création ou à la restauration de zones humides», commente le Dr Uuemaa.

Un autre résultat essentiel a été le développement d’un modèle dynamique simple permettant d’estimer l’efficacité de l’élimination des nutriments par les zones humides, qui a été appliqué aux zones humides naturelles. «Le modèle a montré que les petites zones humides d’infiltration dans les cours supérieurs des rivières pouvaient s’avérer très efficaces pour éliminer la charge azotée», affirme le Dr Uuemaa. «Il est également facilement applicable à d’autres zones humides et est actuellement en cours d’implémentation en France», ajoute-t-elle.

Cartographie des résultats

L’étude permet de mieux comprendre les fonctions et la valeur des petites zones humides d’infiltration pastorale situées dans la partie amont des bassins versants, qui sont importantes non seulement pour l’élimination des nutriments mais également pour la biodiversité. Comme leur efficacité d’élimination des nutriments par unité de surface terrestre est élevée, les agriculteurs peuvent être plus disposés à laisser en place ces zones humides naturelles non drainées et à les clôturer pour les isoler du bétail, qui pourrait endommager l’écosystème.

OPTWET a montré que l’analyse du terrain à l’aide de données topographiques à haute résolution permettait de produire des cartes d’adéquation pour les zones humides. Ces dernières peuvent être aisément utilisés par les décideurs et les planificateurs pour la gestion des bassins versants. «Cette technique rapide révèle des sites potentiels de création ou de restauration de zones humides à un coût raisonnable. Avec l’aide des cartes obtenues, les gestionnaires peuvent planifier la création ou la restauration de zones humides sans attendre la collecte de données de terrain», conclut le Dr Uuemaa.

Mots-clés

OPTWET, zones humides, nutriments, qualité de l’eau, bassin versant, orthophotos, LiDAR