Modèle de simulation pour le PNP/PNR-PA
30 novembre 2016 - Philippe Deverchère
L'image ci-contre montre la zone du Parc Naturel Régional des Pyrénées Ariégeoises mappée sur une carte dans un logiciel SIG. En effet, Otus produit automatiquement les points de géoréférencement de manière à facilité l'intégration dans un SIG.
Les cartes haute résolution produites par Otus montrent finement la concordance des zones de pollution lumineuse avec les quartiers des différentes agglomérations présentes sur la carte.
Une étude a été menée récemment avec pour but, entre autres, de produire des cartes de pollution lumineuse du Parc National des Pyrénées et du Parc Naturel Régional des Pyrénées Ariégeoises. Nous décrivons ici le modèle de simulation Otus qui a été utilisé dans ce cadre.
La première étape consiste à réaliser une simulation au niveau des sources lumineuses des communes des deux parcs. Un pas de 30 mètres est utilisé dans la cadre de cette simulation et le résultat montre les deux parcs avec les contours des agglomérations qui suivent la distribution de l'éclairage public. Il s'agit donc de la zone d'étude, mais il est clair que l'on ne peut pas se contenter de réaliser une simulation uniquement sur cette zone du fait de l'influence de grandes villes comme Toulouse et même Barcelone.
Cette carte montre la localisation de quelques agglomérations dans le PNP (à l'Ouest) et dans le PNR-PA (à l'Est).
La copie d'écran ci-contre permet de voir en haut et à gauche l'extension de la zone d'étude en latitude et longitude qui est utilisé pour produire les cartes au-dessus.
Le modèle de simulation mixte d'Otus permet de simuler une zone d'étude au niveau des sources lumineuses discrétisées avec un pas de simulation faible (ici 30 mètres) et de combiner le résultat de cette simulation avec les effets d'une zone d'influence beaucoup plus large qui elle est simulée avec un pas plus élevé. Cette approche permet de préserver les avantages d'une simulation locale détaillée sans ignorer l'influence des agglomérations distantes.
On voit sur cette carte que toutes les agglomérations en dehors de la zone d'étude sont simulées avec un modèle à symétrie sphérique basé sur les populations. Ceci n'est pas un problème dans la mesure où ce qui nous intéresse ici est l'influence que ces villes ont sur la zone d'étude et pas les villes elles-même en termes de niveau de pollution lumineuse locale.
Dans la cadre de cette simulation mixte, le pas utilisé pour la zone d'influence est de 0,3 kilomètres. La zone d'influence est définie par les coordonnées géographiques suivantes: 41,25° à 43,90° en latitude et -2.0 à 4.3° en longitude.
Il s'agit d'une très large zone qui va de Barcelone au Sud-Est à Bayonne au Nord-Ouest. Une simulation globale de toute la zone d'influence (sans utilisation de données discrétisées des points lumineux pour la zone d'étude) avec un pas de 200 mètres est montrée à titre indicatif ci-contre. On peut d'ailleurs y voir clairement la zone la plus sombre des Pyrénées au Sud du Mont Perdu en Aragon.
Les simulations montrent que l'on ne peut pas éliminer les grandes villes distantes dans le mode de simulation mixte. Elles ont en effet une influence sur la luminosité du fond de ciel même à des distance de plus de 200 km.
Voici à titre d'exemple une partie du Parc Naturel Régional des Pyrénées Ariégeoises: dans la simulation de gauche, on a pris en compte la ville de Barcelone dans la zone d'influence (qui est située à 200 km à vol d'oiseau de Saint-Girons) alors que dans la simulation de droite on a éliminé Barcelone et les villes espagnoles situées à une latitude inférieure à 41.75° de latitude Nord. On voit clairement que les zones sombres sont notablement modifiées et que des couloirs plus sombres disparaissent si l'on prend en compte une zone d'influence plus large qui inclut Barcelone.
L'image ci-contre montre la zone du Parc Naturel Régional des Pyrénées Ariégeoises mappée sur une carte dans un logiciel SIG. En effet, Otus produit automatiquement les points de géoréférencement de manière à facilité l'intégration dans un SIG.
Les cartes haute résolution produites par Otus montrent finement la concordance des zones de pollution lumineuse avec les quartiers des différentes agglomérations présentes sur la carte.
La vidéo ci-dessous montre le résultat de la simulation réalisée sur le PNP/PNR-PA et intégrée dans une carte 3D Google Earth. Le géoréférencement réalisé par Otus permet en effet d'appliquer facilement une carte de prédication de qualité du ciel dans l'environnement Google Earth puis de se déplacer dans la carte.
Dans cette vidéo, on commence par réaliser une plongée sur la ville de Lourdes puis on progresse dans la vallée des Gaves vers le sud. Sur cette vidéo, on peut voir que Lourdes, qui fait partie de la zone d'influence, est simulée avec un modèle à symétrie sphérique alors que les agglomérations situées au sud, qui font partie de la zone d'étude, sont simulées avec une modèle discrétisé qui permet de retrouver fidèlement leurs contours. On se déplace ensuite vers le Parc Naturel Régional des Pyrénées Ariégeoises puis on termine par le Pic du Midi, La Mongie et Luz-Saint-Sauveur.