APILand : simulation et analyse des paysages agricoles et des processus agro-environnementaux

APILand, pour Application Programming Interface Landscape : une boite à outils logiciels Java et open-source, permettant une méta-représentation 3D du paysage, des analyses spatiales par fenêtre glissante et la simulation de couverts sous contraintes agronomiques.

APILand, Application Programming Interface Landscape. © Inra, Hugues BOUSSARD

Depuis 2008, une équipe d’écologues, d’agronomes et d'informaticiens ont travaillé sur la mise en place d’une boite à outils logiciels utilisable pour des applications variées comme l'évaluation de la trame verte et bleue ou la lutte biologique.

APILand, pour quels usages ?

APILand est un outil essentiel pour mettre en œuvre une démarche de modélisation intégrative du paysage. En articulant différents points de vue disciplinaires dans un cadre commun de représentation, APILand permet de disposer d'un laboratoire virtuel pour tester des scénarios à l'interface entre processus agricoles, processus d'aménagement (ex : trame verte et bleue définie au niveau des collectivités) et processus écologiques. Capable de répondre à des questions pratiques comme la mise en place d’un plan de gestion territorial pour la lutte biologique, l’évaluation par modélisation de la trame verte et bleue, l’organisation concertée des cultures en vue d’optimiser des résistances aux maladies variétales, APILand est un outil générique.

APILand, un outil d’aide à la décision en matière de paysage

La boite à outils logiciels mise en place a été baptisée APILand. Elle permet de simuler et d'analyser des paysages agricoles et leurs processus agro-environnementaux. Elle comprend notamment une représentation du paysage, un outil d’analyse de la structure paysagère et un simulateur d'allocation de couverts végétaux sous contraintes agronomiques. D’autres fonctionnalités sont présentes dans cette boite à outils qui ne seront pas abordées dans cet article (détecteur de successions culturales, générateur de paysage virtuel, …).

  1. La méta‐représentation du paysage est une structure de données génériques qui prend en compte trois dimensions essentielles pour coupler processus agricoles et environnementaux dans les paysages : i) l'espace pour intégrer notamment les notions de distance, de taille, de proximité, de voisinage, ainsi que les notions de fragmentation, de diversité et d'accessibilité ii) le temps pour évaluer entre autre les dynamiques des pratiques agricoles de la biodiversité et iii) la perception pour modéliser les différences de représentation du paysage qu'ont les agriculteurs ou les populations de ravageurs par exemple.
  2. Le logiciel de cartographie Chloé est un outil d’analyse de la structure paysagère qui calcule des métriques paysagères. Il a été conçu pour exprimer un paysage agricole selon le point de vue d'une espèce ciblée en prenant en compte son environnement spatial (fenêtre) et ainsi identifier des continuités écologiques. Son algorithme intègre de nombreuses métriques éprouvées (ex : diversité de Shannon) et nouvelles (ex : hétérogénéité de composition vs hétérogénéité de configuration) ainsi que d'autres innovations (ex : formes des fenêtres).
  3. Enfin, le logiciel CAPFarm simule, à l'échelle des paysages, des allocations de couverts végétaux sous contraintes agronomiques. En effet, capable de prendre en compte les choix d'assolement des exploitations agricoles, il permet de mesurer les impacts de ces choix sur les processus environnementaux des paysages. Son algorithme prend finement en compte les contraintes agronomiques d'ordre spatial (surface, distance, accessibilité, ...) et temporel (délai de retour, répétition, durée d'implantation, ...).

Financement

Cette boite à outil a vu le jour grâce à une succession de projets financés par l’ANR (projets BIODIVAGRIM et GESTER), par le ministère de l’écologie (projets AGRICONNECT et TRAMIX), par le département de la Dordogne (ACE) et par l’INRA (projet PAYOTE).

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Hugues BOUSSARD Unité mixte de recherche Biodiversité, Agroécologie et Aménagement du Paysage UMR 0980 BAGAP, Inra / Agrocampus Ouest / ESA d'Angers, 65 rue de Saint Brieuc CS 84215 35042 Rennes
Département(s) associé(s) :
Sciences pour l’action et le développement
Centre(s) associé(s) :
Bretagne-Normandie

Exemple d’utilisation d’APILand par le Caue Dordogne

Le conseil d’architecture, d’urbanisme et de l’environnement de Dordogne (Caue 24) assure l’assistance continuité écologique (ACE) pour le compte des porteurs du plan local d'urbanisme intercommunal (PLUi) et du schéma de cohérence territoriale (SCoT) d’Aquitaine. Cette assistance lui confère une mission d’aide et de formation des acteurs locaux pour la prise en compte des continuités écologiques dans les documents d’urbanisme (élus, techniciens, bureau d’études). Dans ce contexte, le Caue24 s’est attaché à développer des savoirs faire et des outils pour identifier les continuités écologiques.
En 2017, l’ACE a le projet de promouvoir l’usage du logiciel Chloé pour produire des « indices écologiques » dont l’utilité a été éprouvée. Ces indices serviront, notamment dans les documents d’urbanisme, à l’élaboration des trames vertes et bleues et à définir les enjeux. Une interface conviviale du logiciel Chloé sera développée avec l’Inra afin que le plus grand nombre d’acteurs puissent l’utiliser et ainsi produire leurs propres métriques paysagers et écologiques utiles à l’aménagement des territoires. Ceci répond à un besoin de d’autonomie des acteurs locaux dans le développement d’une ingénierie en matière de cartographie et d’analyse des continuités écologiques.
Yannick COULAUD Chef de projet « Assistance Continuités Écologiques » en Aquitaine

La Dordogne traduite sous Chloé à l'aide de l'indice de naturalité. © Inra
La Dordogne traduite sous Chloé à l'aide de l'indice de naturalité © Inra

Où trouver APILand ?

APILand est un ensemble de logiciels en open-source, il est gratuit et téléchargeable depuis le site suivant : http://www6.rennes.inra.fr/sad/Outils-Produits/Outils-informatiques/APILand

A propos de l’UMR BAGAP

L'unité de recherche Inra SAD-Paysage est devenue au 1er janvier 2017 l’Unité mixte de recherche BAGAP (Biodiversité AGroécologie et Aménagement du Paysage), sous la triple tutelle de l’Inra, Agrocampus Ouest et de l'ESA d'Angers. BAGAP est dirigé par Alexandre Joannon, chargé de recherche Inra.

Les recherches de l'UMR BAGAP s'intéressent à la multifonctionnalité des paysages (fonctions de production, régulation biologique et maintien de la biodiversité) dans les territoires ruraux, périurbains et urbains du Grand Ouest. Les objectifs sont de développer des connaissances sur les pratiques et décisions des acteurs et leurs liens avec la biodiversité et les fonctions écologiques, afin de pouvoir définir et accompagner des actions visant à favoriser la biodiversité et la multifonctionnalité des paysages. La mobilisation de disciplines variées (agronomie, zootechnie, écologie, génétique, géomatique, informatique) permet à l'UMR BAGAP de s'inscrire dans une démarche innovante d'agroécologie pour l'action, à destination des agriculteurs et leurs conseillers, des acteurs de l’aménagement du territoire et des décideurs publics. Ces recherches reposent sur le développement de méthodologies spécifiques afin de caractériser les paysages, les territoires et leurs dynamiques et de les simuler de manière intégrée.