Vers une cartographie du réseau écologique wallon

Cela fait près de 30 ans que des projets de cartographie du réseau écologique ou des enjeux biologiques existent en Wallonie. Mais aucun des projets initiés n’a finalement n’a réellement pu couvrir l’ensemble du territoire de manière suffisamment systématique en utilisant une méthodologie homogène. Dans le cadre d’un appel à projet initié en 2018, une méthodologie de cartographie opérationnelle du réseau écologique a été proposée en 2019 (Boeraeve et al, 2020).

Cette méthodologie repose sur plusieurs principes avec trois grandes étapes :

• La réalisation d’un réseau écologique fonctionnel provisoire (REFp) qui identifie les enjeux biologiques (espèces, habitats, zones coeurs, connectivité, …) en réalisant un diagnostic régional qui mobilise et structure toutes les données biologiques disponibles et les complète avec de la modélisation et schématise les trames écologiques majeures. Le but est d’identifier les principales zones qui sont potentiellement candidates pour le réseau écologique.
• Ce travail de synthèse régional initial doit être validé localement avec des travaux d’inventaires biologiques et de cartographie des habitats dans les zones moins connues en mobilisant notamment les compétences naturalistes locales pour compléter et préciser les enjeux biologiques à l’échelle locale. Le réseau écologique fonctionnel (REF) obtenu confirme ou non le diagnostic réalisé à l’échelle régionale grâce à la validation du terrain permet de révéler les enjeux biologique du concept de réseau écologique.
• Les éléments identifiés dans le REF sont mobilisés pour la réalisation d’un réseau écologique opérationnel (REO) qui identifie les zones qui doivent être plus ou moins protégées et gérées pour la nature avec une démarche participative qui mobilise les éléments de diagnostic du REF. Ce REO est aussi destiné à améliorer le bien-être des humains, notamment en maximisant les contributions de la nature régulatrices (inondations, chaleurs, qualité de l’air, de l’eau des sols, contrôle biologique, pollinisation, …) et relationnelles (qualité de vie, expériences et relation avec la nature, lieu de rencontre, …).

Le but de la convention « ResEco » était de réaliser la première étape soit le réseau écologique fonctionnel provisoire en déclinant les informations en plusieurs produits décrits ci-dessous. Pour ce faire un référentiel cartographique est élaboré à partir de la cartographie des contextes écologiques et des habitats. Chacun des plus de 3.6 millions de polygones est ensuite décrit en mobilisant différentes bases de données écologiques, d’occupation et d’usages des sols.

Les zones candidates au réseau écologique (REFp)

Le principal produit réalisé est d’identifier les zones du territoire qui représentent des enjeux biologiques existants ou potentiels pour le projet du réseau écologique.

La méthodologie appliquée repose sur une série de critères de sélection (statuts de protection, habitats naturels ouverts et forestiers, gestion agricole extensive, …) et d’élimination (artificialisation, jardins, infrastructures sportives, cultures agricoles intensives, plantations de résineux, …) des polygones du référentiel cartographique complété par plusieurs analyses de la cohérence géographique. Les zones avec un fort potentiel de restauration des habitats et de la connectivité sont ajoutées. On applique enfin des corrections aux limites des polygones retenus pour que leurs limites soient les plus cohérentes en prenant les orthophotos de 2023 comme référence.

Le résultat final permet de sélectionner environ 450.000 ha (soit 26% du territoire wallon) qui comprend à priori quasi toutes les zones du territoire qui ont un usage destiné à la conservation de la nature ou un usage plus extensif ou qui sont abandonnées et délaissées (tiers paysages), dont l’intérêt biologique est démontré ou potentiel. Pour chacune des zones ainsi identifiées, on dispose d’informations sur son intérêt biologique (présence d’espèces ou d’habitats intéressants ou conditions écologiques intéressantes) et sur la fiabilité de l’évaluation en fonction des sources de données (données biologiques, cartographie d’habitats, …).

Les trames écologiques majeures

Ces zones candidates au réseau écologique sont déclinées en trames écologiques qui rassemblent des espèces et des habitats qui partagent des exigences écologiques similaires. Pour ce faire, on a défini à partir du référentiel cartographique des enveloppes des conditions écologiques qui combinent les principaux gradients écologiques structurants que sont les gradients de niveau d’humidité et de niveau trophique.

Dix enveloppes écologiques ont ainsi été identifiées et modélisées à partir des la cartographie de la végétation naturelle potentielle (Bourdouxhe et al, 2022) et de données écologiques descriptives disponibles dans le référentiel cartographique mais aussi la cartographie détaillée des habitats (voir méthodologie). Ces dix enveloppes résument les enjeux écologiques pour de nombreuses espèces et une large diversité d’habitats. Elles sont identifiées en fonction des habitats forestiers qui y sont présents et caractérisent le stade final en principe des successions végétales d’ensembles écologiquement cohérents.

Ces enveloppes servent de base à la définition des trames écologiques en fonction de la présence de milieux ouverts, qui initient la succession végétale naturelle et de ceux qui la terminent avec les milieux forestiers (voir les cahiers d’habitats forestiers pour identifier les successions retenues). Par exemple, l’enveloppe BTO, observée sur les sols tourbeux, se subdivise ainsi en trame BTO_O avec les tourbières et les bas-marais acides et la trame BTO_F avec les boulaies tourbeuses. Les trames d’une enveloppe peuvent aussi se superposer pour tenir compte de la présence conjointe des différents stades de la succession définie par la hauteur de la végétation.

On dispose ainsi de 14 trames écologiques pour identifier les enjeux du concept de réseau écologique :

Enveloppes écologiques	Trames ouvertes (% arboré < 25%)	Trames forestières (% arboré > 75%)
Boulaies tourbeuses (BTO)	Tourbières et bas-marais acides	Boulaies tourbeuses
Chênaies boulaies à molinie (CBM)	Landes humides et prairies humides oligotrophes	Chênaies boulaies à molinie
Forêts alluviales (FAL)	Milieux ouverts humides de fond de vallée	Forêts alluviales et marécageuses
Forêts fraîches (FFR)	Prairies hygroclines	Forêts feuillues hygroclines
Forêts mésophiles (FMx)	[Cfr trames PSE]	Forêts mésophiles sur sols secs à frais
Forêts de ravin hygrosciaphiles (FRH)	[trop rares]	Forêts de ravins hygrosciaphiles
Forêts sur sols secs acides (FSA)	Milieux ouverts acides secs	Chênaies acidiphiles sèches
Hêtraies chênaies calcaires (HCC)	Pelouses et rochers calcaires	Hêtraies et chênaies calcicoles

Entre 25 et 75% de couvert arboré, les deux trames sont mobilisées (_FO).

Deux autres trames écologiques, indépendantes des enveloppes, complètent cette liste :

• Trame des Prairies Semi-Extensives (PSE) : définie à partir de la cartographie détaillée des habitats réalisée par le DEMNA pour identifier des prés de fauche généralement qui ont un intérêt biologique et qui sont sur des conditions écologiques mésophiles ou parfois d’autres situations.
• Trame AQuatique (AQx) : définie à partir de la cartographie détaillée des habitats et de l’occupation du sol dérivées des écotopes.

Les enveloppes et les trames sont les éléments structurant les différents enjeux biologiques du réseau écologique qui permettent d’identifier les zones coeurs de biodiversité existante, leur importance pour le maintien de la cohérence géographique et la connectivité ainsi que les zones à restaurer pour l’améliorer.

Visualisation cartographique

Le module de visualisation cartographique donne accès actuellement à la cartographie :

• des enveloppes écologiques : la couche proposée a été simplifiée et couvre l’ensemble du territoire wallon avec les 10 enveloppes de base indépendamment de l’occupation du sol.
• des zones candidates au réseau écologique : cartographie des limites des contours des zones retenues comme candidates au réseau écologique comprenant les zones identifiées avec des enjeux biologiques et les zones restaurables.
• des trames écologiques : déclinaison cartographique des trames écologiques pour les zones candidates au réseau écologique.

D’autres informations (intérêt biologique, niveau de fiabilité, …) seront ajoutées par la suite.

Méthodologie

Construction d’un référentiel cartographique

La stratégie de départ pour construire le réseau écologique fonctionnel provisoire (REFp) a été de définir un référentiel cartographique qui découpe le territoire en fonction des enjeux écologiques et de l’occupation/usage des sols.

Ce référentiel cartographique combine la carte des contextes écologiques (version 3.5), la cartographie détaillée des habitats (DEMNA 2024) et la cartographie de l’occupation du sol (Ecotopes 2018). Le référentiel initial produit compte ainsi plus de 3.8 millions de polygones.

Chacun des polygones obtenus est ensuite décrit avec des informations dérivées de la cartes des sols, du référentiel utilisé pour le fichier écologique des essences, de la cartographie de la végétation naturelle potentielle, de la cartographie des habitats et de l’occupation du sol, des informations sur les usages agricoles (SIGeC), des statuts de protection, … sous la forme de pourcentage ou de valeurs quantitatives. Plus de 150 variables sont ainsi définies pour chacun des polygones [voir le rapport NT1 de la convention ResEco et son annexe].

Ce référentiel peut être mis à jour régulièrement à la fois pour redéfinir les contours utilisés et le contenu des variables descriptives.

Modélisation des enveloppes des conditions écologiques

Les enveloppes des conditions écologiques sont une manière de découper le territoire pour structurer les enjeux écologiques en zones du territoire avec des exigences écologiques spécifiques (cfr le concept de biotopes) qui sont habités des cortèges d’espèces qui partagent des exigences similaires (cfr le concept de biocénose). Avec 30 à 35.000 espèces présentes en Wallonie, on a potentiellement autant de niches écologiques spécifiques et de réseaux écologiques spécifiques à prendre en compte. A travers le concept d’enveloppes, on se base sur la redondance de ces différents réseaux individuels pour retenir des facteurs structurants communs. En Wallonie comme ailleurs, la combinaison des gradients hydrique et trophique sont retenus comme facteurs écologiques structurants majeurs du concept de réseau écologique.

Quelles sont alors les sources d’informations à mobiliser ?

On dispose d’un côté des données de cartographie détaillée des différents habitats qui caractérisent les enveloppes pré-identifiées et de l’autre côté des données brutes d’origines très différentes comme les cartes des sols, des aléas d’inondations, du modèle numérique de terrain, du fichier écologique des essences, … et de premiers résultats de synthèse de modélisation de principaux types de végétation naturelle potentielle (Bourdouxhe et al, 2022) réalisées à l’échelle de pixels de 10x10m.

Pour chacune des enveloppes correspondant à des conditions particulières (identifiée sur la Figure 1 en couleurs vives), on réalise une sélection d’habitats cartographiés et de conditions écologiques associées qui sert de référence pour une modélisation (analyse discriminante) qui va généraliser le modèle sur l’ensemble du territoire. Par exemple, pour l’enveloppe FAL des conditions alluviales très humides, on va sélectionner tous les polygones occupés par des aulnaies alluviales, des mégaphorbiaies alluviales, des saulaies, … qui sont dans un contexte alluvial ou dans des zones d’aléa d’inondations moyen avec des niveaux hydriques et trophiques élevés. Cette sélection est utilisée pour construire un modèle qui est ensuite généralisé sur l’ensemble du territoire wallon. Globalement, les résultats obtenus sont considérés comme bons (70 à 80% de prédiction correcte) voire très bon (>80% de prédiction correcte) [voir le rapport NT2 de la convention ResEco].

La qualité des modèles dépend de la qualité des données de base, tant de la cartographie des habitats, qui pour rappel inclut un tiers de complexes d’habitats, que des données écologiques explicatives qui mobilisent des cartes parfois anciennes (plus de 50 ans pour la carte des sols à l’origine de nombreuses autres sources d’informations) et qui ne tiennent pas compte du rôle des activités humaines qui ont pu modifier le régime hydrique (drainage par exemple) et le régime trophique (apport d’intrants en zones agricoles et forestières). C’est notamment pour cela que la modélisation mobilisant une cartographie plus récente des habitats était utile pour mieux s’adapter à la réalité actuelle du terrain et qu’il a été décidé que l’habitat naturel cartographié sur le terrain imposait d’office une enveloppe. Par exemple, chaque fois qu’une aulnaie ou une mégaphorbiaie alluviale est présente, l’enveloppe finale retenue = FAL.

Identification des zones candidates au REFp

La construction du référentiel cartographique a aussi pour but de permettre la sélection de zones qui sont candidates pour être identifiées dans le réseau écologique et donc d’identifier celles qui ne le sont pas parce que les usages du sol actuels sont beaucoup trop intensifs et contradictoires avec des enjeux biologiques significatifs. Théoriquement, toutes les zones du territoire jouent ou peuvent jouer un rôle en matière de biodiversité, que ce soit pour servir de zones de reproduction, de nourrissage, de repos régulier ou lors de migrations. La spatialisation du réseau écologique définit de fait une hiérarchie des enjeux biologiques en identifiant des zones qui sont plus stratégiques que d’autres et où l’intensité des activités humaines devraient être régulées.

L’identification des zones retenues s’est réalisée en plusieurs étapes avec :

• d’abord l’identification des zones retenues avec une gestion différenciée : zones protégées de la Loi de la Conservation de la Nature; réserve intégrale forestière, prairies intéressantes cartographiées par le DEMNA, zones de restauration LIFE, milieu ouvert extensif identifié dans les Ecotopes, zones agricole en MC4 ayant bénéficié de la visite d’un expert;
• ensuite l’identification des zones éliminées qui sont trop artificialisées (bâtiments, infrastructures, jardins, …), les cultures intensives, les plantations de résineux et peupliers;
• en ajoutant ensuite des forêts feuillues en sélectionnant des éléments boisés significatifs et limitant les alignements d’arbres ou les massifs trop limités;
• en ajoutant ensuite une sélection de milieux ouverts extensifs sélectionnés sur les orthophotos grâce à la texture et à la couleur révélatrice à priori d’un usage extensif ou d’un abandon;
• en ajoutant ensuite les habitats naturels cartographiés de manière détaillée par le DEMNA;
• en analysant manuellement enfin la cohérence géographique des sélections sur la base de l’analyse des orthophotos (2021-2023) pour ajouter des polygones ou en désélectionner et pour identifier les zones restaurables.

Ce processus qui combine un approche automatique standardisée avec un contrôle final manuel permet de retenir 420.000 ha de zones candidates. Le processus de sélection et les critères utilisés sont évalués comme étant très performant car à l’étape 3, plus de 95% des habitats Natura 2000 qui sont naturels et qui seront sélectionnés à l’étape 4 le sont déjà.

Statistiquement, les résultats obtenus de l’affinage des critères de sélection et la cohérence finale sont assez impressionnants. Toutefois, lorsqu’on utilise les cartes avec les zones retenues pour le diagnostic régional, la tentation est forte de zoomer à des échelles inférieures au 1/50.000^ème qui ne correspondent pas à la nature des données mobilisées. En effet, la couche des Ecotopes (2018) a été sélectionnée pour sa capacité à bien distinguer des milieux ouverts apparemment extensifs des milieux ouverts intensifs comme des pelouses artificielles, des jardins, des prairies intensives. Mais comme la définition des limites entre milieux ouverts et forestiers ou entre des milieux naturels et des infrastructures n’est pas systématique, si on zoome trop vers des échelles plus fines, les limites peuvent montrer des différences de 20 à 30 m par rapport à la réalité. Ces problèmes restent très rares puisque que globalement la précision est très correcte.

On a toutefois décider d’apporter une amélioration significative en corrigeant les limites des zones retenues avec différents masques comme les cultures du SIGEC et la sélection ou la modification de parcelles cadastrales lorsque cela était nécessaire. Ces corrections ont nécessité un investissement très important mais elles améliorent la cohérence des limites des zones retenues.

Dès lors, la couche géographique des zones candidates au réseau écologique est devenue indépendante du référentiel cartographique initial et peut être corrigée, complétée et mise à jour de manière totalement indépendante. Ces corrections sont encore en cours mais plus de 80% du territoire wallon a été corrigé.