Evaluation de la sensibilité de la végétation forestière aux incendies à l’aide de la télédétection et le S.I.G : Cas du canton forestier de Rchida (Maroc oriental)
Prepared by the researcher : Aziz Seghir – chercheur en hydro-climatologie, LAGEA-DD, Faculté des Lettres et des Sciences Humaines Fès Sais, Email : seghiraziz@gmail.com
Democratic Arab Center
Journal of Strategic and Military Studies : Sixteenth Issue – September 2022
A Periodical International Journal published by the “Democratic Arab Center” Germany – Berlin
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Résumé
À l’heure où le monde est devenu préoccupé par les récents changements climatiques que la terre a connus dernièrement, la menace des incendies de forêt s’est ajoutée à la liste des défis qui ont commencé à augmenter continuellement à travers le monde. Le présent travail essaie d’apporter une contribution nouvelle à la connaissance de la sensibilité de la végétation forestière à l’égard des incendies au sein du massif forestier de Debdou plus particulièrement dans la forêt de Rchida, et de classer les peuplements par grandes catégories d’inflammabilité afin de délimiter les zones pouvant être exposées au feu de forêts. Pour mener à bien cette étude nous avons utilisé un modèle basé sur la télédétection et le (S.I.G) Système d’Information Géographique. En premier temps il s’agit d’un modèle mis en place par DUCHE et DAGORNE (1994) testés sur les massifs forestiers de la région méditerranéenne pour l’établissement d’une carte de risque d’incendie. La mise au point de cette méthode pour l’élaboration d’une carte de risque d’incendie de la forêt de Rchida a fait intervenir trois paramètres influant sur le comportement du feu : la topo-morphologie du terrain, la combustibilité et l’activité humaine. Les résultats obtenus nous ont permis d’identifier les zones les plus sensibles au feu dans la forêt de Rchida qui se situent principalement sur les versants méridionaux de la chaîne du Debdo couverts de forêts d’Alfa et de romarin en mélange avec le Thuya et pin d’Alep. La même chose a également été extraite dans le nord et le nord-est de la forêt.
Introduction :
Au cours de chaque année, les incendies de forêt ravagent plusieurs centaines de milliers d’hectares dans la région méditerranéenne (E. RIGOLOT, 2008). Plus de la moitié des feux présentent une ou plusieurs sautes de particules incandescentes donnant naissance à des foyers secondaires. Le Maroc est l’un des pays méditerranéens qui présente de bonnes potentialités forestières associées à une forte sensibilité au feu provoquant régulièrement des dégâts très importants évalués à plus de 250 incendies par an et touchant en moyenne 3000 ha par an ou plus à mesure que la superficie brûlée augmente d’année en année (D. ALEXANDRIAN 1998)
Au fil des temps ce phénomène d’incendie se déclenche par des causes naturelles et anthropiques (recyclage des nutriments, réduction de la biomasse, endommagement du sol et accroissement de l’érosion, ainsi que la pollution de l’atmosphère avec des produits de combustion). (R. Vélez, 2000). Ces causes exercent une influence significative sur les fonctions des écosystèmes, ce qui entraîne de lourdes pertes économiques, qui ont un impact négatif sur la vitalité des zones rurales.
Dans ce contexte. Le domaine étudié, qui appartient à son tour à la région méditerranéenne, n’échappe pas non plus aux effets des conditions météorologiques méditerranéennes caractérisées par des années successives de sécheresse et de la fréquence des vents de « Chergui » et de la montée des dépressions sahariennes sèches et chaudes, ce qui impose des schémas d’exploitation particuliers tels que l’agriculture adaptative et l’exploitation des forêts et des pâturages.
Ainsi, notre zone d’étude est témoin, respectivement, de la fréquence des années de sécheresse et des incendies qui sont devenus courants ces dernières années.
Nous avons donc essayé ici de développer une approche géographique pour tenter de comprendre certaines des raisons de l’apparition d’incendies dans la zone étudiée selon une méthodologie scientifique intégrant certaines des dimensions naturelles et humaines en se basant sur des moyens géographiques modernes et rapides comme la géomatique et les SIG.
- Situation et présentation de la forêt de Rchida
La forêt de Rchida (Figure 1) se situe sur la chaîne des monts Debdou à la rive droite de l’oued Moulouya au niveau de l’axe Guercif Taourirt. Les monts Debdou sont délimités au nord-ouest par le bassin de Guercif au nord est par l’oued Za qui constitue la limite ouest de la chaîne des horsts (massif du Mekkam). Et au sud par les hauts plateaux (A. CHABLOU, 1996).
Figure 1 : Localisation géographique de la forêt de Rchida
Malgré sa superficie limitée (10.452 km2), sa structure géomorphologique est très diversifiée. Elle et située dans une zone enclavée et escarpée. La Structure géologique quant à elle comprend un socle rigide remontant au primaire représenté par des schistes violacés ou saumâtres et des bancs de quartzite affectés d’accidents WNW-ESE, marquants une pente douce vers le S et le SW culminant au NE à 1658. (A. HARRADJI, 1994).
Les conditions climatiques sont ceux du climat méditerranéen, étage bioclimatique semi-aride à variante tempérée avec une tendance continentale et sèche en s’avançant vers l’intérieur du pays. (L. EMBERGER, 1939). Les précipitations moyennes annuelles sont de l’ordre de 300mm/ an. Le régime pluviométrique est de type AHPE avec une période sèche s’étalant sur 6 mois, du mois de mai à celui d’octobre. Les vents dominants sont le chergui (vent chaud venant du sahara) et les vents d’origine méditerranéenne venant du Nord Est.
La végétation naturelle occupant la plus grande partie du pays se caractérise par une faible densité et un recouvrement moyen. Elle est dominée par ; la Steppe d’Alfa et le Romarin, 6552.6 ha (72.81%) de la superficie totale de la région de Rchida et l’Alfa associé au chêne vert occupe 1175.6 ha (13.03%). Puis on retrouve le Thuya et le Genévrier oxycédre qui couvrent 1289.2 ha (14.29%).
- Méthodologie adoptée pour la vulnérabilité au risque de feu
2-1. Présentation du modèle d’étude
Dans cette étude, on propose un modèle qui exprime la combinaison de la probabilité d’occurrence des avec une interaction des facteurs du milieu naturel qui peuvent aider au déclenchement et à la propagation des incendies. Parmi les nombreux indices relevés dans les références bibliographiques, nous avons opté pour un indice de risque qui paraissait à notre avis, adapté au problème étudié. Il s’agit de l’indice que proposent (A. DAGORNE et Y. DUCHÉ, 1990). Cet indice est conçu selon un modèle mathématique simple affectant à chaque paramètre un coefficient de pondération, en fonction de son influence sur la propagation de l’incendie.
Le modèle appliqué fait intervenir trois principaux facteurs pour l’évaluation du risque de feu de forêt à savoir : La topo-morphologie, le combustible et les activités humaines. Le modèle en question repose sur la formule suivante :
IR = 5.IC + 2.IH + IM
IR : Indice de risque de feu de forêt
IC : Indice de combustibilité (facteur lié au combustible)
IH : Indice d’occupation humaine (facteur lié à l’activité humaine)
IM : Indice topo-morphologique (facteur lié à la topo-morphologie du terrain)
La propriété de cet indice est fondée sur la variabilité spatiale du risque d’incendie dont la détermination est dérivée des paramètres physiques intervenant dans le modèle choisi. (A. DAGORNE, Y. DUCHE et al, 1994). Ainsi le modèle repose sur plusieurs indices d’après la formule dont le calcul peut être réalisé de la manière suivante :
a- Indice topo-morphologique (IM)
Les paramètres topographiques qui interviennent dans le modèle sont : la pente, l’exposition et l’altitude. Tous ces éléments sont soustraits à partir du modèle numérique de terrain (M.N.T) de la zone étudiée. Cet indice est exprimé par la relation suivante :
IM = 3p + (m x e)
p : la pente
m : la topo-morphologie
e : l’exposition
b- Indice de combustibilité (IC)
La précision de cet indicateur, qui représente l’indice de végétation, dépend de la variabilité spatiale des risques d’incendie, qui est déterminée par les paramètres physiques inclus dans le modèle choisi pour notre application.
Les principaux critères qui interviennent dans l’apparition d’un feu dans un espace végétal, sont la structure spatiale du combustible (recouvrement horizontal et stratification verticale) et la nature des espèces dominantes. Les espèces dominantes qui caractérisent les formations en raison de leur importance constitutive influent sur l’inflammabilité et la combustibilité des peuplements intrinsèques (L.TRABAUD, 1980). L’indice de combustibilité IC a été calculé à partir de la formule mise au point par (CEMAGREF, 1990). Il s’exprime sous la forme suivante :
IC = 39 + 2,3 BV (E1 + E2 – 7,18)
BV : biovolume de la formation végétale.
E1 : notes de combustibilité pour les ligneux hauts.
E2 : notes de combustibilité pour les ligneux bas ou les herbacées.
Le biovolume de la formation végétale est obtenu par addition des taux de recouvrement de chacune des 4 strates de végétation (ligneux hauts, ligneux bas, herbacées, litière) auxquels on ajoute le taux de recouvrement des chicots et bois morts, s’il y a lieu. Chacun de ces taux de recouvrement est compris entre 0 (absence de strate) et 10 (strate formant un couvert fermé); le biovolume est donc compris entre 0 et 50.
Les notes d’intensité calorique sont comprises entre 1 et 8 pour les deux espèces dominantes : E1 pour les ligneux hauts et E2 pour les ligneux bas ou herbacées.
Il est à signaler aussi que le bio volume intervient de façon différente suivant la valeur de la somme E1 + E2. Si cette somme est inférieure à 7,18 (espèces peu combustibles ou à pouvoir calorifique par unité de bio volume faible), l’indice reste inférieur à 40. Dans le cas contraire, il sera d’autant plus élevé que le bio volume sera important (CEMAGREF, 1990).
c- Indice d’occupation humaine (IH)
Cet indice sera alors, exprimé par la combinaison linéaire des deux indices soit:
IH = IV + ID
IV: indice de voisinage
ID: indice de présence humaine.
2-2 Collecte des informations disponibles sur les incendies
L’acquisition des données sur le nombre d’incendies et leurs aires d’extension ainsi que leurs dates de déclenchement dans la zone d’étude et les combustibles affectés, avait constitué une démarche difficile à réaliser. Les rapports disponibles des centres forestiers qui décrivent les graves incendies nous ont été utiles, mais elles n’étaient pas classifiées d’une manière homogène et organisée et ne fournissaient pas les mêmes informations pour un incendie donné.
En 2013, sur la région orientale du Maroc, 75 incendies ont été enregistrés sur une superficie de 156 hectares de forêt, soit une moyenne de 2 hectares par feu. En ce qui concerne la répartition de ces incendies au cours de la même période, la plus grande proportion d’incendies a été enregistrée dans la province de Nador (32 hectares par incendie), suivie de la province de Jarada (21 hectares), tandis que la plus forte intensité d’incendie a été enregistrée dans la province de Taourirt, où les incendies ont dévoré environ 50 hectares dans la forêt d’Ayat et 29 hectares de la forêt de Rchida.
En 2017 la zone la plus touchée au Maroc est la région de l’Oriental (Jerada, Taourirt, Nador, Figuig, Oujda et Driouech) avec 48 incendies et 950 ha brûlés (dont 65% d’Alfa).
En juillet 2022 plus 10.000 hectares ont été déclenchées presque dans tous les provinces du nord du Maroc, sons exclure notre region oriental, ces incendies forestier sont considérés comme les plus dévastateurs jamais enregistré dans le pays, Même la région de l’Est, notamment la forêt de Rchida, a également connu le déclenchement de deux incendies consécutifs les 26 et 27 juillet de la même année. (Figure 2)
Ainsi il s’est avéré que le nombre de feux est plus important lorsque les conditions climatiques chaudes enregistrent une température supérieure à 39°C associées à un vent fort dont la vitesse et supérieure à 25 km/h. Nous constatons aussi que tous les incendies se produisent entre juin et octobre, avec une fréquence maximale pour les mois d’août et de septembre (25 à 27 % des incendies). Les forêts de Chêne vert et les steppes d’Alfa et du Romarin sont les plus affectées. Le moment de départ pendant la journée se produit entre midi et 18 heures du soir. (Centre de Développement Forestier ; Guercif).
L’analyse statistique des données récoltées sur les incendies pour une période de 9 ans (2013- 2022) nous a permis de déterminer les facteurs responsables de la propagation des incendies dans la forêt de Rchida. L’application de l’approche retenue a été conduite sous ARC/MAP. Ce système d’information géographique, offre la possibilité de s’ajuster aux données et aux problématiques de tous les usages qui nécessitent la manipulation de l’information spatiale. Dans cette optique nous avons adopté le mode raster pour exposer la distribution spatiale d’un phénomène, puisqu’il présente un maximum de souplesse pour la combinaison de variables entre elles. (F. BLOMAC, et al, 1994).
Figure 2 : Déclenchement du feu sur les Steppes d’Alfa dans la forêt de Rchida
26Juillet 2022 (source Centre de Développement Forestier ; Guercif)
- Elaboration du modèle numérique de terrain (MNT)
Le Modèle Numérique de Terrain (MNT) permet de dériver la pente, l’exposition et la topo-morphologie de la zone d’étude. Ces produits dérivés sont utilisés pour calculer un paramètre retenu et utilisé dans l’approche méthodologique (Indice Topo-morphologique).
3-1. Etablissement des cartes topo-morphologiques
3-1-1. Carte de classes des pentes
L’obtention du MNT a permis d’extraire la carte des pentes directement par calcul du TIN (Triangular irregular network). (Figure 3).
Figure 3 : Les types Pentes de la forêt de Rchida
La pente « p» est un facteur d’accélération du front de feu ; elle est classée en quatre classes selon les seuils suivants:
– P < 15%: pente faible sans incidence sur la propagation
– 15% < P < 30%: pente moyenne provoquant une accélération modérée du front de feu
– 30% < P < 60%: pente forte avec accélération importante du front de feu
– P > 60%: pente très forte avec risque de turbulence, saute de feu, embrasement.
Les classes de pentes faible et moyenne sont les plus dominantes sur notre région d’étude (plus de 87 %). Les différents pourcentages pour les quatre classes sont représentés par les valeurs suivantes :
– Classe de faible pente P < 15%. Cette classe représente 63.31 %.
– Classe de moyenne pente 15%< P < 30%. Cette classe représente 24.44 %.
– Classe de forte pente 30%< P < 60. Cette classe représente 12.13%.
– Classe de pente très forte P > 60%. Cette classe représente 0,09 %.
3-1-2. Exposition des pentes aux vents
L’exposition joue également un rôle indirect sur la progression d’un feu. Un feu se propage plus facilement sur un versant exposé au vent que sur un versant sous le vent. En général, les versants sud et sud-ouest présentent les conditions les plus favorables pour une inflammation rapide et pour la propagation des feux. L’exposition a été également extraite à partir du MNT (figure 4).
Figure 4 : Type d’exposition des versants de la forêt de Rchida
Dans cette région on distingue trois classes d’exposition en relation avec les vents dominants (Direction moyenne NO – NE – SO et vitesse moyenne de 15 m/s). Chaque exposition correspondant à un quartier de 50° centré sur la valeur moyenne de cette exposition. Nous signalons que pendent la saison d’été les vents de NO et NE sont les plus dominants dans la région. Dans ce cas aussi, nous utilisons un codage pour faciliter l’opération de calcul de l’indice de risque.
Tableau 1 : Codage d’orientation et fréquence des expositions dans la zone d’étude
| Orientation | Code | Pourcentage (%) |
| NW-N-NE | 4 | 5.90 |
| W-E | 3 | 17.01 |
| SW-S-SE | 2 | 15.98 |
| Plat | 1 | 61.10 |
Afin de réaliser la couche topo-morphologique, quatre classes ont été retenues selon les contraintes des reliefs :
– Plaine P < 3% : représente une moyenne surface 60.21 %.
– Bas piémont P entre (3-12,5%) : représente une grande surface 31.43 %.
– Haut piémont P entre (12,5-25%) : représente une faible surface 8.26 %.
– Montagne P>25% : représente une surface très faible 0.08 %.
Le croisement de ces trois couches, pentes (p), expositions (e) et topo-morphologie (m) a donc permis de calculer l’indice topo-morphologique (IM).
3-2. Indice de l’occupation humaine IH
La présence de l’être humain et des habitations près des forêts constituent l’enjeu dont l’importance détermine le degré de vulnérabilité du milieu: Donc, cet indice dépend de l’occupation humaine de l’espace (figure 5) et de son activité qui est particulièrement représentée dans le pastoralisme mobile, l’agriculture « Bour » dans les marges forestiers, l’exploitation des ressources forestières pour la construction, le commerce et l’énergie.
Figure 5 : Occupation du sol dans la forêt de Rchida
3-3. Carte de l’indice de végétation NDVI
Pour les exigences de l’étude, notre approche est basée sur l’analyse de l’évolution temporelle de l’indice de végétation (NDVI) (figure 6). Une baisse de celui-ci est supposée être en relation avec une augmentation du danger du feu. Cet indice a été calculé à partir d’une combinaison des bandes rouge et proche-infra-rouge de l’image RASTER. Il est employé pour bien distinguer les deux composantes éco systémiques : sols et plantes d’une part et pour calculer le biovolume de la forêt d’une autre part. La formule utilisée pour calculer le NDVI est la suivante :
NDVI = PIR – R / PIR + R
Avec PIR : la bande Proche-infra-rouge.
R : La bande rouge
Figure 6: NDVI de la forêt de Rchida
D’après l’observation de la carte, on constate que les valeurs NDVI élevées pour les sols à forte couverture végétale correspondant aux espèces du nord-est sur des altitudes peu élevés. Les valeurs de NDVI pour les sols à couverture moyenne désignent des terres irriguées et des steppes arborées sur des versants orientés vers le nord et le nord-est, alors que les faibles valeurs de NDVI se trouvent généralement dans les zones arides steppiques.
- résultats et discussion
4-1. Aptitude à la combustibilité de la forêt de Rchida
La carte de l’indice de combustibilité a été extraite à partir de la couche de l’indice de végétation et la couche d’occupation du sol (figure 7). Le biovolume a été calculé à partir de la couche de l’indice de végétation, en revanche les notes d’intensité calorique (E1 et E2) ont été extraites à partir de la couche d’occupation du sol.
Figure 7 : carte de l’indice de combustibilité de la forêt de Rchida
Figure 7: map of the combustibility index of the Rchida forest
On remarque très bien que la moitié de la superficie de la forêt de Rchida se situe dans la classe d’un indice de combustibilité fort et moyen (plus de 67.08%) surtout dans les zones couvertes par l’espèce de l’Alfa et le chêne vert à une altitude de 1400 m. Alors qu’une moyenne d’un taux de 32.9 % de la superficie porte un indice de combustibilité moyenne et faible, ce qui correspond à l’étalement des steppes de Romarin en mélange avec le reboisement du pin d’Alep et aussi des champs cultivés à une hauteur ne dépassant pas 1100 m dont la plupart de ses versants sont orientés vers le nord et le nord-ouest.
4-2. Situation topo-morphologique
IM = 3p + (e x m)
Cet indice intervient comme un facteur dans le calcul de l’indice de risque, en fonction de la situation topographique et de l’exposition rencontrée et la pente. Ses éléments aggravent plus ou moins la propagation et la puissance de l’incendie (figure 8).
Figure 8 : La Topo-morphologie (IM) de la forêt de Rchida
Le résultat obtenu nous a permis d’obtenir quatre classes topo-morphologiques récapitulées selon leur importance dans le tableau qui suit :
Tableau 2 : Les classes de l’indice topo-morphologique
| Code | Signification | Pourcentage |
| 1 | peu favorable IM < 9 | 57.48% |
| 2 | moyen favorable 9 < IM < 14 | 21.53% |
| 3 | favorable 14 < IM<19 | 14.09% |
| 4 | très favorable IM > 19 | 6.88% |
On remarque que 57% de la superficie de la forêt de Rchida se trouve dans des situations topo-morphologiques peu favorables à l’accentuation de feu. Les conditions moyennement favorables au risque incendie sont de 21%, et seulement 14% dans la tranche favorable et uniquement 6% dans la gamme très favorable.
4-3. Aléa du feu en rapport avec l’occupation Humaine (IH)
IH = IV + ID
Nous considérerons que le risque d’éclosion diminue en s’éloignant des zones occupées par l’homme. Pour cela nous allons créer des buffers concentriques autour des zones artificialisées, c’est-à-dire des anneaux successifs : un à 200 m, un à 500 m, un à 1 km et un à 2 km des zones artificialisées. Après avoir créé ces nouveaux objets nous allons découper la forêt en fonction de ces anneaux. Dans l’état actuel nous prendrons en compte également la pente l’exposition des versants.
Nous avons obtenu des zones préférentielles d’éclosion. Pour pouvoir aisément croiser cette information avec les autres indices élémentaires. Toujours dans le souci de pouvoir croiser nos zones préférentielles d’éclosion avec d’autres indices, nous allons remplacer les valeurs de la distance par les classes de 1 (faible potentiel d’éclosion) à 4 (fort potentiel d’éclosion). (Figure 9).
Figure 9: Indice d’occupation Humaine (IH) de la forêt de Rchida
4-4. Etat d’exposition au risque de feu dans la forêt de Rchida.
Le calcul de l’indice de risque du feu est le résultat de croisement entre la couche de l’indice de combustibilité et la couche de l’indice topo morphologique en appliquant la formule suivante :
IR = 5.IC + 2.IH+ IM
La réunion des facteurs décrits précédemment a permis la production de la carte de vulnérabilité du risque d’incendies (Figure10). Les classes de risques fort et très fort occupent une superficie de 34.46 km², ce qui représente 38.04 % de la superficie totale de la forêt. Elles sont principalement localisées sur les pentes sud de la chaîne de Debdou couverte de forêts de l’Alfa et de Romarin en mélange avec le Thuya et pin d’Alep. Elles sont aussi observées au nord et au nord Est de la forêt.
Les terrains rocheux spécifiquement dans les zones escarpées et les terrains non couverts ne montrent aucun risque d’incendie. Les Steppes d’Alfa et le Chêne vert fortement réparties d’Est vers L’Ouest de la région appartiennent à la classe de risque faible et Moyen (61.95 %).
Figure 10 : Indice de risque de feu (IR) de la forêt de Rchida
Tableau 3 : les classes de l’indice de risque de feu
| classe | Pourcentage | Superficie en km² |
| Très Fort | 16.92% | 15.77 |
| fort | 21.11% | 18.69 |
| Moyen | 48.22% | 25.61 |
| faible | 13.72% | 12.02 |
Conclusion :
Les incendies font partie des principaux défis auxquels sont confrontés les écosystèmes fragiles et les zones sensibles du changement climatique.
Cette étude nous a permis de donner une idée générale de la sensibilité de la forêt de Rchida aux incendies, compte tenu de leur exploitation face à l’augmentation des besoins des populations voisines.
Il convient de noter aussi que cette forêt ou d’autres forêts voisines sont maintenant fortement exposées au feu. L’ampleur de ce phénomène est généralement aggravée par la fréquence des vents chauds de sud et sud-est liés au vents sahariens, en particulier au cours des années de sécheresse récurrente des trois dernières décennies en raison du réchauffement de la planète.
Cela entraîne de très lourdes charges pour la société dans son ensemble, ainsi que pour l’État et les communautés locales en particulier, qui tentent de protéger les ressources forestières et de lutter contre toutes sortes d’interventions irrationnelles visant à détruire les zones humides.
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