Le « terrain » des années 1980 aux années 2010 : deux approches scientifiques éloignées. 2/3

2^ème partie : les premiers apports, venus de l’espace

Le billet précédent traitait des difficultés de la recherche au début et au milieu des années 1980 dans des milieux désertiques dépourvus de toutes couverture cartographique correcte. Il montrait le long travail de prospection nécessaire pour réunir les données indispensables à une étude de paléoenvironnements lacustres holocènes

Les débuts de la transition : les progrès mécaniques

À la fin des années 1980, je pus enfin étendre les recherches à un secteur encore plus difficile d’accès : la zone centrale du Grand Erg occidental (appelé Erg dans la suite du texte). J’entends par là non pas son centre géographique, mais toute la partie qui diffère de sa périphérie, surtout au nord. Nous avons vu la complexité de cette périphérie dans le Mechfar (fig.1), mélange de plateaux, de cuvettes et de petites dunes. Si on s’avance vers le centre de l’Erg, on passe parfois progressivement, parfois en solution de continuité, à un système de grandes dunes séparées par des couloirs eux aussi sableux. Ces couloirs sont plus ou moins continus car ils sont coupés par des cuvettes sableuses que j’ai appelées « chaudrons ».

Je rêvais depuis le début de mon travail d’aller voir ce qui se passait là. Mais j’avais une thèse à boucler. Et je n’étais pas suicidaire. Impossible à l’époque de rentrer dans les grandes dunes par la région bordière d’Hassi Cheikh dont les cartes au 1/200 000^e (fig. 2) ne rendaient en rien compte de leur organisation. En revanche, d’autre cartes semblaient indiquer que ce serait peut-être possible à l’extrémité nord-est de l’Erg. Les dunes remontant loin au nord dans l’Erg el Annagueur (fig. 1) y paraissaient moins serrées. Ce « mieux » m’avait incité à acheter 130 photographies aériennes de cette région. J’imaginai alors de rentrer par-là dans l’Erg et de tenter de circuler dedans, mais en longeant son bord pour avoir des échappatoires au cas où cela « ne passerait pas ».

La chose fut tentée pendant les vacances des fêtes de fin d’année 1988-1989 (fig.1). Elle fut un succès, car elle montra :

• qu’il était assez aisé de circuler dans les feidjs, longs et larges couloirs sableux entre les grands ghourds (dunes en étoiles) de l’Erg : leur sable plus grossier diminue les risques d’ensablement. Il y a encore de rares affleurements rocheux. Je découvris aussi que certaines grandes dunes assez facilement reconnaissables servaient depuis des siècles de repères pour les nomades. La dune de Guern ech Cheikh (figs. 2 à 4) en est un bel exemple.

• que les photographies aériennes permettaient de bien se repérer dans les dunes alors que la carte topographique au 1/200 000^e était insuffisante. Cela se voit en comparant au nord d’Arich el Metnane un extrait de la carte (seul exemplaire, fort abîmé, que je possède) (fig. 2) à un extrait d’une photographie aérienne (fig. 5).

La mission permit surtout de découvrir dans l’erg de nouveaux paléolacs. Le plus intéressant fut celui de Guern-ech-Cheikh (fig. 6). Ils étaient tous d’eau douce, si différents de ceux étudiés dans le Mechfar qu’ils me valurent quelques jours de grand désarroi scientifique. Je crus que toute l’interprétation des données de ma thèse était fausse. Puis je réalisai qu’il s’agit d’un autre système de paléolacs, complémentaires de ceux du Mechfar et bien plus intéressants pour les reconstitutions paléoclimatiques : leurs eaux proviennent de précipitations locales assez importantes pour maintenir un aquifère dans les sables poreux de l’Erg (Callot & Fontugne 1992, 2008).

Les vrais changements : des données satellitaires utilisables

Aller dans le vrai centre de l’erg, un rêve qui peut devenir réalité ?

Pour comprendre ces paléolacs, il s’avéra nécessaire d’aller plus vers le centre de l’erg : les précipitations avaient-elles été suffisantes pour en former ? La pente générale de la région étant vers le sud, on devait logiquement les trouver aussi dans la bordure méridionale de l’Erg. Il fut décidé de tenter de le traverser du nord-ouest vers le sud-est par l’itinéraire le plus court passant dans des secteurs typiques du centre de l’erg. Si j’avais les photographies aériennes de la partie nord, je n’avais rien sur la partie centrale. Et il fallait des centaines de photographies aériennes pour trouver son « chemin ».

Au même moment, il y avait de grands progrès en imagerie satellitaire et en télédétection. Rentré en France, j’avais obtenu une Action Thématique Programmée (A.T.P.), équivalent d’une A.N.R. actuelle. Elle portait sur un essai de cartographie automatique par télédétection des dunes… du nord-est du Grand Erg occidental.

Le projet utilisa des images Spot panchromatique, une révolution dans le domaine de la télédétection. Jusqu’au lancement du satellite SPOT en 1986, les images Landsat souffraient d’une mauvaise « définition ». Un pixel (chaque point de l’image) correspondait au sol à une aire qui passa de 80 m de côté sur les premières images Landsat MSS en 1972 à 30 m dans les images dites TM de la fin des années 1980. À partir de 1986, SPOT fournit des images à pixels de 20 m de côté en couleur et de 10 m en noir et blanc.

Or, à 10 m de définition, on « voit » les arêtes des dunes, on a suffisamment de détails pour se repérer sur des terrains difficiles. Lorsqu’on travaille sur un objet unique (les dunes) et de même couleur (sable…), la couleur n’a pas d’intérêt, d’autant plus que notre recherche utilisait des algorithmes dits de « morphologie mathématique » (terme curieux, car il n’y a rien de mathématique là-dedans). Ces ancêtres de la reconnaissance de formes travaillaient sur les contrastes de luminosité entre pixels, sans obligation d’utiliser la couleur.

Deux images Spot Panchromatiques furent achetées (fort cher à l’époque, car en bandes magnétiques) et exploitées au laboratoire de télédétection de l’I.R.D. (Institut de Recherche pour le Développement, autrefois appelé ORSTOM) de Bondy. Cela permit d’élaborer une méthode efficace de cartographie automatique des zones de dunes vives (Callot et al. 1994).

Une première mission prometteuse

Elle fut réalisée en avril 1990. Elle s’arrêta peu avant le cœur de l’Erg en raison de la découverte de remarquables paléolacs, comme celui d’Arich el Metnane (fig. 7-8) qu’il fallut étudier. Nous ne dépassâmes que d’une vingtaine de kilomètres à vol d’oiseau le point le plus méridional atteint en 1988-89. J’avais de grandes hésitations sur la suite de l’itinéraire : nous arrivions en limite de l’aire couverte par nos photographies aériennes ainsi qu’en limite de la partie nord de l’Erg, encore « facile ». La suite s’annonçait plus dure. La mission fut scientifiquement fructueuse car elle confirma l’importance des grands paléolacs de l’Erg.

Comment le rêve devint réalité

L’expérience de la première tentative servit pour réussir la seconde, en décembre 1990 – janvier 1991. Les images SPOT furent reportées sur papier photographique pour pouvoir les utiliser comme des photographies aériennes. La traversée fut préparée en France en cherchant les meilleurs passages de la totalité de l’itinéraire, intégralement dessiné au crayon gras sur les photos aériennes et les tirages des images SPOT.

La figure 9 montre les grands apports de l’image SPOT : on y voit les ghourds (dunes en étoiles A) ; les aklés (petites dunes vives B) recouvrant les ghourds ; les feidjs (couloirs interdunaires sableux) perforés de chaudrons de déflation (C). Dans ces chaudrons se trouvent des dépôts lacustres, mais pas ou très peu visibles, à la différence de grès pléistocènes (D) plus anciens. L’image et les photographies au sol (fig. 10-12) montrent aussi l’extrême difficulté pour se déplacer dans ce « cœur » : les couloirs sont étroits et coupés par les chaudrons qui sont dissymétriques (fig. 11 à 13) avec une pente forte vers le sud, donc à remonter en cas de demi-tour… Sur la carte, on ne voit rien.  On est loin des tribulations « aisées » dans les larges feidjs du nord.

Le travail de préparation et la précision de SPOT permirent même de repérer LE passage-clef de l’itinéraire, impossible à contourner : une longue descente de sable, sans difficulté à l’aller, mais très problématique pour remonter au cas où on bloquerait plus loin. Cela permit d’y réfléchir à l’avance et de décider qu’à l’aller, on ferait descendre le 4×4 le moins performant pour le faire remonter aussitôt. S’il n’y parvenait pas, on parviendrait bien avec les trois autres véhicules en haut à le remonter avec des tôles et des câbles et on ferait demi-tour.

Les « limites » de la technologie : le GPS qui n’a pas marché

Le dernier outil technologique « issu de l’espace » mis en œuvre fut un GPS qui commençait à se répandre, bien qu’encore coûteux. Nous en avions un pour la dernière mission. Mais elle eut lieu dans les derniers jours de 1990 et les premiers de 1991, trois semaines avant le début de la première guerre du Golfe, le 17 janvier 1991. Le GPS calcula bien nos positions, mais les effaça aussitôt sans les afficher, pour recommencer un calcul, probablement programmé ainsi par les gestionnaires américains du site pour ne pas donner de positions dans les pays arabes. Le 7 janvier, il fonctionna de nouveau parfaitement… à Paris. Il ne fut donc jamais utilisé pour cette recherche…

Des résultats scientifiques importants

Les missions dans le Grand Erg occidental confirmèrent la présence de paléolacs toujours exclusivement d’eau douce jusque dans les étroits chaudrons de l’Erg (Callot & Fontugne 2008). Un modèle de fonctionnement (Callot & Fontugne 1992, 2008) (fig. 14) permit d’expliquer leur présence  par l’existence d’une première nappe située dans les sédiments néogènes du substratum de l’Erg, appelée Nappe de la Hamada et salée parce qu’elle est alimentée par des eaux venues de l’Atlas saharien. Au-dessus, la nappe de l’Erg s’est formée dans les grandes dunes de l’Erg. Elle était douce parce qu’alimentée uniquement par les pluies et circulait dans les sables dunaires siliceux. Et elle ne se mélangeait pas avec la nappe de la Hamada car l’eau douce reste toujours au-dessus de l’eau salée plus dense.

La dernière mission affina cela en montrant que les précipitations avaient été suffisantes pour former les paléolacs du « cœur » de l’Erg. Ils étaient de petite taille, quelques hectares (Guern es Guesmia 1, fig. 11), parfois encore plus petits (Guern es Guesmia 2, fig. 12-13) lorsqu’ils étaient « coincés » dans des chaudrons étroits et pentus. Leur intérêt majeur fut de fournir les dates précises de l’optimum de l’humide holocène dans la région que la figure 15 place entre 9000 et 7500 ans cal. BP. Nos efforts ne furent donc pas inutiles. Néanmoins, cela ne permit pas de déterminer l’extension de ces sites dans l’Erg. Les outils et les ressources développés par la suite et utilisés à l’heure actuelle allaient le permettre, comme nous le verrons dans le prochain billet.

Bibliographie

Callot Y., Fontugne M. 1992. Les étagements de nappes dans les paléolacs holocènes du nord-est du Grand Erg Occidental (Algérie).  C. R. Acad. Sci., Paris, 315, II, 471-477.

– 2008. Les sites lacustres d’âge holocène dans l’est du Grand Erg occidental (nord-ouest du Sahara algérien). Géomorphologie : relief, processus, environnement, 3, 187-200.

Callot Y., Mering C., Simonin A. 1994. Image-analysis and cartography of sand-hill massifs on high-resolution images: Application to the Great Western Erg (NW of Algerian Sahara). Int. J. of Remote Sensing, 15, 18, 3799-3822.

L’auteur

Yann Callot est Professeur émérite de Géographie – Université Lumière Lyon 2. UMR 5133 – Archéorient, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon, Antenne de Jalès, Berrias, Ardèche.

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