Question 2 : Pouvez vous nous préciser brièvement l’objectif initial de votre projet de numérisation?

Anne Probst : Deux objectifs ont été visés dans le projet de numérisation:

– d’une part, assurer une sauvegarde « patrimoniale » numérique des cartes au 1/200000^ème qui n’existaient qu’au format papier. Certaines cartes étaient aujourd’hui épuisées, et chaque déménagement des laboratoires de recherche successifs « héritiers et gardiens », réalisé au cours du temps engendrait des risques de pertes de ces documents sous format papier et des informations associées ; le risque de perte de cet ouvrage était donc important.

– d’autre part, pouvoir générer des données numériques spatialisées utilisables dans un objectif de recherche que l’on n’avait pas imaginé lors de l’édition des cartes !

Dans le cadre de la convention internationale de Genève sur la pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance, les réductions des émissions de polluants sont négociées en prenant en considération les impacts générés par les dépôts de ces contaminants. L’approche retenue pour quantifier la sensibilité des écosystèmes est basée sur le concept de charge critique, c’est-à-dire le dépôt atmosphérique limite de contaminants à partir duquel des effets sur les écosystèmes sont détectables. Pour améliorer la détermination des charges critiques en azote eutrophisant (contaminant aujourd’hui objet de toutes les attentions) pour le territoire national, il est nécessaire de disposer d’une carte numérique de la France indiquant précisément la composition de la couverture végétale.

_{Nuage noir – Clark avenue Bridge – Nara” ; Frank J. Aleksandrowicz}

En effet, la végétation est un indicateur sensible aux changements de dépôts azotés. Ceux-ci génèrent une modification des caractéristiques biogéochimiques des sols (pH, cycle de l’azote), évolution des conditions trophiques entrainant à son tour un changement de la composition de la communauté végétale. Une base de données numérique précisant les unités de végétation présentes sur le territoire ainsi que leur composition floristique faisait défaut pour améliorer l’évaluation de ces impacts des pollutions atmosphériques sur les écosystèmes, et ainsi envisager un modélisation de la sensibilité des écosystèmes (« charges critiques ») à l’échelle nationale dans un contexte d’évaluation européenne.

Ainsi cette numérisation permettait : (i) d’intégrer l’effet des pollutions atmosphériques, notamment azotées, sur la biodiversité comme recommandé par les récents travaux de la convention de Genève ; (ii) d’améliorer la définition des unités écosystémiques sur lesquelles est basée la modélisation spatiale des charges critiques ; (iii) de mieux modéliser les dépôts de polluants atmosphériques et leurs excès.

Cette carte de la végétation, bien que relativement ancienne, est la seule source cartographique, couvrant le territoire métropolitain, et qui apporte des informations détaillées sur la phytocénose à des échelles pertinentes pour une représentation nationale. En effet, les autres sources cartographiques disponibles ne présentent que des informations sur la physionomie de la végétation via l’occupation du sol, ou uniquement les essences et les traitements forestiers, ou les peuplements forestiers de l’Inventaire Forestier National (IFN), ou une échelle trop large, ou encore uniquement des limites d’aires phytogéographiques.

Le projet de numérisation permettait donc la cartographie des unités de végétation présentes en France ainsi que la description de leur composition floristique, et d’en assurer une harmonisation de légende à l’échelle nationale.

Le programme de “Homme, tu m’étonnes!” version 2015 s’annonce. D’ici la journée du 24 Novembre (Muséum de Toulouse), nous vous proposons de le découvrir et de faire plus ample connaissance avec les intervenants.

Anne Probst, du laboratoire Ecolab* a joué le jeu de l’interview. Elle nous dévoile dans une série de 4 Billets/Questions les dessous de ses travaux et de sa prochaine intervention : “La carte de la végétation de la France : renouveau numérique d’un patrimoine scientifique” ”

Question 1 : Votre travail s’appuie sur des cartes de végétations pré-existantes. Pouvez-vous nous faire un bref historique de l’origine de ces cartes et de leur vocation originale?

Anne Probst : A la sortie de la Seconde Guerre mondiale le CNRS a décidé d’impulser la réalisation de la carte de la végétation de la France au 1/200 000 en créant en 1947 à Toulouse une entité dédiée « le Service de la Carte de la Végétation » (SCV). En effet, il n’existait pas encore d’ouvrage conséquent de géographie botanique en France qui permettrait une meilleure connaissance du milieu naturel et de ses possibilités d’utilisation et il apparaissait alors urgent de s’attacher à la sauvegarde et à l’aménagement des ressources naturelles renouvelables. Un recensement des milieux naturels tels que les forêts et un inventaire des ressources et de leur mise en valeur rationnelle, était donc nécessaire.

La carte de la végétation éditée au 1/200 000, -seule échelle qui permettait raisonnablement d’envisager une couverture de l’ensemble du territoire national-, permettait à la fois un inventaire cartographique et statistique du « tapis végétal » et une indication du « dynamisme » de la végétation en vue de sa valorisation.

La carte de végétation du CNRS repose sur le constat que « la végétation se distribue en ensembles cohérents, selon des séries de végétation ou des étages de végétations en montagne et dont la répartition géographique est déterminée par les conditions du milieu, le climat et la nature des sols ». Chaque série ou étage de végétation se décline en différents stades de végétation tels que les pelouses, landes, landes boisées, bois. A partir de leurs relevés cartographiques, les auteurs des cartes avaient pour mission d’extrapoler, pour représenter la végétation potentielle du territoire dont ils avaient la charge : les entités cartographiées étaient les séries dynamiques de la végétation, c’est-à-dire l’ensemble d’une « végétation potentielle » (groupements qui évoluent vers celle-ci, ceux qui en dérivent par dégradation, des cultures qui peuvent lui être substituées, des types de reboisement possible). Cette végétation potentielle constitue donc un état de référence écologique pour les phytogéographes réalisateurs de la carte de végétation du CNRS.

(photo : Le Jardin botanique Henri Gaussen – La spirale ethnobotanique. copyright D. Descouens – Museum Toulouse)

Henri Gaussen a ainsi pris la direction de ce projet au sein du SCVS. Sous la houlette de Paul Rey, alors directeur technique, l’équipe a été dynamisée par le recrutement de nombreux techniciens et ingénieurs, docteurs pour la majorité, tous spécialistes de phytogéographie, et dont les activités étaient entièrement dédiées à l’élaboration des cartes, laissant de ce fait peu de place aux recherches plus fondamentales. Suite au départ à la retraite de Henri Gaussen, la direction du Service a été ensuite assurée par Paul Rey, assisté de Georges Dupias, sous-directeur, jusqu’à sa transformation en 1982 en un laboratoire plus axé vers la recherche, tout en ayant en charge d’achever la couverture cartographique totale de la France.

La plupart des feuilles (80%) ont été publiées sur une période de 20 ans entre les années 60 et 80. La dernière carte a été achevée en 1987. L’entreprise aura duré 40 ans et 64 feuilles auront été élaborées couvrant ainsi la France métropolitaine. Si 52 auteurs ont contribué aux cartes, 14 même auteurs ont été associés à toutes les cartes à l’exception de 4 d’entre elles, garantissant une harmonisation de la cartographie.

L’historique de ces cartes est très bien retranscrite dans les documents publiés par Gauquelin et al. (2005) et Rey (2009).

* Ecolab (UMR5245 CNRS-UPS-INPT)

Alors même que le programme 2015 de « Homme, tu m’étonnes !» se finalise plusieurs actualités sont en lien avec sa thématique « Patrimoine/Science et Numérique ».

Ainsi, la journée du 19 septembre au Muséum de Toulouse intitulée « patrimoine du XXI°s : la numérisation 3D » sera l’occasion de s’immerger dans la thématique, de s’émerveiller mais aussi d’initier et partager nos réflexions avant la journée HTME du 24 Novembre.

A l’occasion des journées européennes du patrimoine 2015, d’autres animations sur Toulouse sont prévues. Par exemple, jusque lundi 24 septembre se tient au Forum Louis Lareng de l’Université Paul Sabatier, l’exposition “Patrimoine en 3D, un nouveau regard sur les collections universitaires”, organisée par le service de Commun d’Etudes et Conservation des Collections Patrimoniales de l’Université Toulouse III-Paul Sabatier avec la participation de l’Institut de Mathématiques de Toulouse et la bibliothèque de Mathématiques et Mécanique de l’UPS.

Parmi l’ensemble présenté, cinq objets mathématiques en plâtre et cinq objets en origami, complété par un objet imprimé en 3D ont été réalisés par Arnaud Chéritat.
Nous avons eu le plaisir de le rencontreret lui avons demandé un retour sur cette expérience qui l’a fait naviguer des mathématiques « abstraites » à l’objet 3D « matérialisé »,

MG : Pouvez-vous nous donner un bref aperçu de la place qu’un objet 3D tel que le vôtre peut tenir au sein d’une collection d’objets mathématiques ?

A. Chéritat : Durant le 19e siècle, beaucoup d’universités avaient des modèles en plâtre d’objets mathématiques. Il y avait même des sociétés spécialisées dans leur réalisation. Aujourd’hui, ils ne sont plus utilisés ni renouvelés voire dépérissent.

Certains instituts ont pris conscience de cette perte : ils cataloguent, photographient, voire numérisent leurs collections. De son côté, l’impression 3D permet de les recréer plus facilement, soit à partir du modèle numérisé, soit directement à partir de leur équation quand on la connaît.
Ainsi ce patrimoine peut se préserver, se recréer, et s’étendre. En effet on peut maintenant produire des objets qu’il aurait été trop difficile de réaliser avec les techniques précédentes.
Nous ignorons la durabilité à long terme de ces nouveaux matériaux, mais si les imprimantes 3D se démocratisent, ils deviendront reproductibles à volonté et en grande quantité. On pourra peut-être, quitte à y mettre le prix, fabriquer des objets en une matière capable de survivre aux millénaires.

MG : Quelle a été votre démarche ou intention lors de la réalisation de cet objet 3D ?

A. Chéritat. Ma démarche : numériser signifie prendre un objet réel et le transformer en une représentation (données) informatique. En ce sens ma démarche est inverse : je crée d’abord des entités numériques, d’inspiration mathématique, que je réalise physiquement ensuite.

MG : Pouvez-vous nous en dire plus sur cet objet ? sur la façon dont l’impression 3D a ou non modifié votre perception même de ce dernier, sa faculté à être partagé?

A . Chéritat. Ces réalisations m’aident dans mon travail de recherche. La manipulation sur un écran d’ordinateur a ses limites, un modèle physique fait intervenir d’autres sens et d’autres intuitions, il a une “présence” qui marque.

Mais ces objets physiques ont aussi des qualités esthétiques et ludiques, on peut s’en servir pour la diffusion des sciences.

Par exemple, j’ai pris un polyèdre en 4D et l’ai projeté vers la 3D, obtenant ainsi un assemblage de polyèdres physiques, autrement dit un Puzzle en 3D.

Projection 3D d’un polyèdre à 4 dimensions : Objet créé par imprimante 3D, A. Chéritat

Une autre réalisation montre le processus d’éversion de la sphère. Une surface se déforme et se traverse elle-même dans un mouvement compliqué, finissant par redevenir une sphère, mais dont les faces intérieures et extérieures se sont échangées. Les modèles physiques sont découpés et aimantés, de sorte qu’on puisse voir et toucher les portions cachées à l’intérieur

Venez découvrir ces objets lors du forum mais également rencontrer Arnaud Chéritat qui vous en dira plus à l’occasion de la nuit européenne des chercheurs vendredi 25 septembre à la cité de l’espace de 18h00 à minuit.

http://www.univ-toulouse.fr/sites/default/files/flyer_toulouse_bd_0.pdf

Comme vous l’avez deviné HTME 2015 traitera de ” Patrimoine”, de “Sciences” et  de “Numérique”…..

plus de détail à suivre! mais en attendant que diriez vous d’un petit test avec le Quizz des savants de Bellevue et de profiter d’une première balade à travers les différentes facettes du patrimoine scientifique grâce aux films et photos du site CNRS-Patrimoine?

Indice 7 : Un patrimoine Unesco revisité en 3D

“Saint Benezet in Southeastern France”, by Chiugoran

_{Crédit “Saint-benezet in southeastern France” by Chiugoran – Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons}

Une restitution 3D pour découvrir l’enquête scientifique qui nous permet de découvrir le pont d’Avignon tel qu’il devait être au Moyen Age. Retrouvez la vidéo (CNRS/Le Monde)

Indice 5 : L’archéologie aérienne

_{« Grezac » par J. Dassié}

_{Credit : « Grezac » par cliché J. Dassié — http://archaero.com/Arch%E9ologie-a%E9rienne.htm. Sous licence CC BY 2.5 via Wikimedia Commons – http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grezac.jpg#/media/File:Grezac.jpg}

Une nouvelle façon d’explorer/prospecter, de restituer l’image des sites et leur histoire.

Envie d’en savoir plus : découvrez le module ludo-educatif du ministère de la culture et de la communication

Indice 4 : l’Histoire via les archives en ligne

Livre I des annales (1295-1532). L’entrée du roi Charles VII à Toulouse (1441-1442). Ville de Toulouse, Archives municipales, BB 273 feuillet 9 verso. (CC BY-SA 2.0, via Flickr)

Retrouver également le projet Urbanist!

Indice N°3 : revisiter l’espace grâce au 3D….

This visualisation of the three-dimensional structure of the Pillars of Creation within the star formation region Messier 16 (also called the Eagle Nebula) is based on new observations of the object using the MUSE instrument on ESO’s Very Large Telescope in Chile. The pillars actually consist of several distinct pieces on either side of the star cluster NGC 6611. In this illustration, the relative distance between the pillars along the line of sight is not to scale. CP : eso1518,  credit : ESO/ M. Kornmesser

Voir en video? : http://www.eso.org/public/france/videos/eso1518b/

Si vous êtes sur Toulouse le Jeudi 04 juin venez assister à la conférence grand public de T. Contini “Explorer l’Univers en 3D avec MUSE”. RDV 21.00 , salle Senechal, 17 rue de Rémusat, Toulouse

Indice N°2 : La Nouvelle Calédonie, le muséum de Toulouse en parle, et n’est pas seulement pour ses magnifiques paysages…

Nouvelle Calédonie, SeaWiFS

Retrouvez les informations sur “Quand le masque Kanak passe au scanner 3D…”

Ce carnet est un volet numérique du projet “Homme, tu m’étonnes !” (HTME) organisé par le CNRS et le Muséum de Toulouse. Le projet HTME vise à s’interroger sur l’Homme, les milieux dans lesquels il vit et interagit, ses questionnements et les connaissances qu’il produit. Les trois objectifs principaux de ce projet sont 1. de proposer une vision des actualités et processus de la recherche passée au prisme de l’humain 2. d’offrir une plateforme d’échanges interdisciplinaires favorisant l’émergence d’idées nouvelles 3. Replacer la science dans la société via des échanges publics. Ce carnet en tant que support numérique permettra tout au long de l’année de développer les thèmes présentés lors de la journée tenue au Muséum de Toulouse avec pour objectif : 1. d’enrichir et prolonger les échanges interdisciplinaires programmés à l’occasion de la journée Homme, tu m’étonnes ! 2. de générer une plateforme ouverte au milieu académique et au-delà.