Défi sous les palmiers : le relevé topographique de Masafi

Masafi est une oasis blottie dans les montagnes du nord de la chaîne des Monts Hajar, à cheval sur les émirats de Ras al Khaimah et de Fujairah (fig. 1). Ses abondantes sources d’eau, sa position au carrefour d’axes de passage et les proches ressources en minerai de cuivre en font un lieu stratégique convoité depuis les périodes anciennes. Les études menées dans l’émirat de Fujairah et orchestrées par Anne Benoist ont montré une occupation dès la fin de l’âge du Bronze (Benoist 2013).

Fig. 1 : l’actuelle palmeraie de Masafi (photo T. Sagory).

L’une des thématiques de recherche porte sur l’aménagement agraire : une mise en culture et des systèmes d’irrigation remontant à l’âge du Fer ont été mis en évidence par le travail de Louise Purdue (CNRS-CEPAM UMR7264) et Julien Charbonnier (Durham University). Un canal en pierres fouillé dans la partie sud-est de la palmeraie suggère la mise en place d’un réseau dès cette période.

Afin de circonscrire l’emprise des zones cultivées anciennes et de comprendre les pratiques de gestion de l’eau et d’exploitation agricole, des sondages géoarchéologiques ont été effectués le long d’un transect dans la zone d’étude. Au centre de la palmeraie, ils ont mis en évidence des structures hydrauliques et des niveaux cultivés de cette même période. Cette étude débute seulement, mais lève déjà le voile sur un des plus anciens témoignages d’exploitation agricole du pays (fig. 2).

Fig. 2 : la problématique agricole : emplacement des sondages le long d’un transect ; découverte d’un trou de plantation datant probablement de l’Age du fer. A droite, stratigraphie d’un sondage réalisé dans la première terrasse, où ont été dégagés un canal et un puits. Ces structures hydrauliques sont couvertes par des limons sans doute cultivés en alternance avec des épisodes de ravinements provenant de l’est de la palmeraie (photos : L. Purdue et J. Charbonnier).

La palmeraie de Masafi est aujourd’hui toujours exploitée. Elle est entamée par l’expansion de la ville proche, mais elle compte de ce côté de l’émirat encore près de 15 hectares de cultures, arbres et jardins, au milieu desquels surgissent des collines escarpées qui ajoutent une bonne quarantaine d’hectares à l’ensemble. Elle est divisée en terrasses qui se groupent en 5 niveaux principaux, organisation générale qui pourrait remonter au moins à la période islamique. D’une facture très reconnaissable, les murs de terrasses de cette période restent en effet toujours visibles, et rien n’exclut que la palmeraie ait été aménagée en terrasse dès le début de son exploitation.

L’étude de cette thématique agricole nécessite le croisement de données spatiales d’origines variées (aménagements actuels, prospections de surface, sondages, fouilles), d’emblée structurées dans un SIG par J. Charbonnier. Parmi ces données, une description topographique était évidemment nécessaire, bien que ne requérant pas toujours le même niveau de détail : le contexte général et les zones périphériques, très bouleversées par les aménagements modernes, n’avaient pas besoin d’une documentation trop minutieuse. Les zones cultivées et les terrasses, objets centraux de la problématique, devaient par contre être décrites plus finement. La troisième échelle de travail, axée sur les fouilles, devait répondre aux exigences d’une telle opération et offrir une information précise et détaillée. Pour mener à bien ce travail, je me suis assuré la collaboration de Carine Calastrenc du laboratoire TRACES (CNRS-UMR 5608) à Toulouse.

Les contraintes majeures de notre mise en œuvre venaient à la fois du temps imparti et des exigences du terrain. L’objectif de la première mission de 3 semaines était de documenter le centre de la palmeraie et de montrer le contexte général : les buttes nues et rugueuses perçant l’oasis, la grande incision du Wadi Abadilah à l’ouest, le tout représentant une quarantaine d’hectares.

L’ampleur de la surface n’est pas un problème en soi : un levé topographique de plusieurs dizaines d’hectares est tout à fait envisageable dans un temps court s’il est réalisé au DGPS. Mais il se trouve que la luxuriante palmeraie de Masafi regorge de palmiers prospères et triomphants. Et cette herbe géante, qui semble initiée à la notion d’espace pluridimensionnel, a rapidement montré qu’elle savait être un obstacle efficace tant sur le plan horizontal que sur le plan vertical. En effet, le GPS ne fonctionne pas sans un ciel dégagé d’où il capte les signaux des satellites. Si la feuille de palmier a un aspect plutôt ajouré, elle constitue tout de même un redoutable écran qui fait bafouiller l’appareil ; d’un positionnement à la précision sub-centimétrique, celui-ci passe à une estimation grossière, pratiquement inutilisable.

Sans GPS, la solution classique reste la station totale. Elle ne sait prendre que des points, aux attributs sommaires, et la production du relevé s’en trouve ralentie. En revanche la visée est horizontale, donc fonctionne parfaitement sous les frondaisons. Mais c’est sans compter les stipes des palmiers et les palmes basses des jeunes sujets (toujours placés de préférence entre le prisme et la station !), bridant sérieusement les possibilités de maillage de la zone (fig. 3).

Fig. 3 : contraste des zones à relever (photos : T. Sagory et L. Purdue)

D’une façon logique, Carine Calastrenc et moi avons commencé le travail par le GPS : cette méthode permet de décrire la donnée au fur et à mesure de son enregistrement. Ainsi les différents éléments constituant le levé (ruptures de pentes, oueds, aménagements modernes, zones archéologiques) étaient-ils prêts pour leur intégration sous SIG dès le retour du terrain. Cela nous donnait en même temps l’occasion de circonscrire les zones qui pouvaient être relevées rapidement. Enfin et surtout, cela nous permettait de “mettre le terrain dans nos chaussures”, c’est-à-dire de faire sa connaissance, et… réfléchir à des solutions pour documenter les zones difficiles.

Sous les palmiers, plusieurs solutions s’offraient à nous. Un relevé schématique suffisait, la description de toutes les parcelles et leurs canaux d’irrigation actuels étant une information inutile. La station totale fut finalement déclarée adéquate : en cheminant de station en station le long du transect, elle permettait aussi de localiser précisément les sondages et de renseigner les stratigraphies. À chaque étape, une prise de point par rayonnement entre les stipes permettait de compléter la couverture, parfois assez loin pour atteindre les espaces levés au GPS. Lorsque la lisière de la palmeraie restait inaccessible à la station totale, les GPS mobiles furent alors mis en station aux endroits où les palmes laissaient voir un peu de ciel. En enregistrant une seule position pendant un minimum d’une heure, le GPS était alors à même de nous fournir une mesure fiable.

Restaient enfin toutes les zones périphériques, essentielles au plan d’ensemble. Mais résoudre le problème posé par les palmiers était fort long, et nous empêchait de consacrer assez de temps au reste du terrain. Thomas Sagory (photo-cervoliste/www.du ciel.com) intervient depuis plusieurs années à Masafi pour documenter les fouilles par photos aériennes réalisées au cerf-volant. En augmentant l’emprise de sa couverture, il a fourni une documentation parfaite pour procéder à une restitution photogrammétrique de l’ensemble de la palmeraie. Il a accompli cette tâche avec le logiciel Agisoft Photoscan, générant ainsi un Modèle Numérique de Surface (MNS), d’une échelle de validité plus que satisfaisante au regard de nos besoins.
La combinaison de toutes ces données différemment acquises s’est faite sous SIG. Il s’agissait ensuite d’en extraire une grille de points, régulière et d’une exactitude adaptée, qui servirait à générer les Modèles Numériques de Terrain (MNT).

Quelle est la différence entre un MNS (Modèle Numérique de Surface) et un MNT ? Le premier prend en compte tous les reliefs, y compris les habitations ou la couverture végétale. Le MNT rend compte de la surface du terrain sans les palmiers, ce qui nous a procuré, tout au long de sa confection, un ineffable petit gout de revanche…

Les données issues du DGPS ont été triées en fonction de leur précision : les mesures prises dans les zones dégagées étaient toutes valides, et pour les autres, seules celles précises au décimètre ont été conservées. Pour les points obtenus de la station totale, il fallait veiller à ne garder qu’un maillage régulier de la zone, sacrifiant les points trop rapprochés. Le MNS issu de la photogrammétrie est un document raster, c’est-à-dire qu’il est constitué de pixels dont la valeur correspond à l’altitude. La fiabilité du modèle a pu chaque fois être estimée par des points de contrôles pris au GPS. Pour les zones à compléter, nous avons donc extrait les valeurs d’altitude sous forme de points, en veillant à ce qu’ils correspondent au niveau du sol et non à celui de la végétation ou des bâtiments (fig. 4).

Fig.4 : Le relevé selon 3 outils : le GPS, la station totale, et le MNS issu du modèle photogrammétrique, permettant d’extraire des valeurs d’altitude.

On connaît la musique : manipuler les données brutes peut conduire à des incohérences. Il est donc important de qualifier les données de manière à ce que l’utilisateur ne confonde pas donnée brute et donnée construite. C’est la raison pour laquelle le SIG a été structuré selon 3 dossiers : dans l’un, la donnée de terrain, brute et sans retouche. Dans l’autre, les données triées, sélectionnées, combinées : ce sont celles qui ont servi à générer les MNT qui reflètent la réalité actuelle du terrain, décrit selon les besoins de la recherche en cours (fig. 5). Vient enfin le troisième dossier : c’est dans celui-ci que nous pourrons générer d’autres MNT, ceux des hypothèses visant à reconstituer l’aspect de la palmeraie aux époques révolues. Ces modèles-là naîtront avec l’avancée des travaux en cours ; c’est une nouvelle danse…

Fig. 5 : les résultats du relevé topographique orienté vers la problématique agricole : à gauche les MNT à deux échelles de travail, à droite la modélisation des terrasses actuelles.

Remerciements et hommages à tous mes co-équipiers de cette aventure sous les palmiers : Carine Calastrenc et Thomas Sagory bien sûr, Louise Purdue et Julien Charbonnier pour le partage scientifique, Anne Benoist pour avoir réuni la dynamique équipe de Masafi. Merci à chacun d’eux et à Olivier Barge pour leur active participation à l’élaboration du texte.

Bibliographie :
A. Benoist.2013. Fouilles et prospections dans l’oasis de Masafi (Fujairah, Émirat Arabes Unis), ArchéOrient-Le Blog (Hypotheses.org), 26 avril 2013. http://archeorient.hypotheses.org/814

L’auteur :
Emmanuelle Regagnon est Ingénieure d’Etude au CNRS
Topographe, Cartographe.
UMR 5133 – Archéorient, MSH Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon.