Les départements du Nord et du Pas-de-Calais disposent de l’un des taux de boisement les plus faibles de France, entre 8 et 10 % selon les indicateurs employés. Afin de remédier à cela, l’institution régionale a initié entre 2010 et 2015 une politique volontariste, le Plan forêt régional (PFR) dont l’objectif était de doubler la superficie boisée sur l’ensemble du territoire d’ici une vingtaine d’années, tout en améliorant la multifonctionnalité de la forêt. Pour être opérationnelle et efficace, cette politique de boisement requiert alors de dresser l’état passé et actuel des forêts de la région. Dans le cadre de ces politiques, les demandes en matière d’analyse historique multiséculaire sont importantes.

Un premier état des forêts anciennes a été réalisé sur le secteur de l’Avesnois dans le cadre d’une thèse en histoire environnementale financée en contrat Cifre par le conseil régional [Debarre 2016]. Ce travail se devait de répondre à plusieurs objectifs au croisement entre recherches fondamentale et appliquée : analyser les modalités des actions humaines et leurs impacts sur les espaces forestiers, mettre en évidence des zones anciennement boisées pouvant faire l’objet de replantations lorsque l’occupation du sol le permet.

L’Avesnois se situe au sud du département du Nord, à la frontière du département de l’Aisne et de la Belgique. Le bocage et la forêt ainsi que des reliquats de cloisons forestières, bordant les anciennes haies médiévales, forment les paysages les plus caractéristiques de ce territoire. Avec 30 745 ha de forêts, soit un taux de boisement de 19 %, l’Avesnois est la sous-région la plus boisée des départements du Nord et du Pas-de-Calais.

L’histoire environnementale se définit aujourd’hui comme l’étude dans le temps, des interactions des sociétés avec leurs milieux. L’un de ses objectifs majeurs est de permettre de situer les évolutions contemporaines, rapides et parfois complexes, dans un contexte historique dont le rôle explicatif est essentiel. Autrement dit, l’historien de l’environnement considère le paysage d’aujourd’hui comme un héritage des actions anthropiques passées.

Au regard des questionnements précédemment évoqués au croisement de recherches fondamentales et de recherches appliquées, l’historien de l’environnement, dans le cadre de ce travail, se devait de renouveler les manières d’écrire le discours historique. Inscription dans le temps long, imbrication des échelles spatio-temporelles, mise en œuvre de sources diversifiées – dans le temps et l’espace – sont rendus possibles grâce à de nouvelles méthodologies et concepts. L’outil le plus efficient pour l’historien et les gestionnaires forestiers actuels, qui permet de retracer les dynamiques spatio-temporelles, est le système d’information géo-historique (SIG).

Les chercheurs en sciences naturelles, en sciences humaines et sociales [Gregory 2007] et en informatique [Dumenieu 2015] comprennent aujourd’hui l’intérêt d’employer la cartographie ancienne, qui offre des éclairages nouveaux sur des thématiques actuelles ([Buridant et al. 2013] ; [Dardignac et Le Jeune 2011]). Les projets de SIG historique se multiplient, justifiant l’intérêt de la démarche géo-historique ; ils concernent essentiellement les évolutions politiques et sociales des territoires. Nous pouvons citer, par exemple, le GBHGIS (système historique d’information géographique de la Grande-Bretagne) porté par l’Université de Portsmouth, qui est une collection numérique d’informations sur les localités britanniques.

Dans le domaine environnemental, les SIG historiques se sont également développés. Citons le projet GEORIA (base de données géoréférencées de données environnementales, sociales et sanitaires au Canada) porté par les Universités Laval et de Toronto, ou encore le GIS Research to Digitize Maps of Iowa (1832-1859) Vegetation, porté par l’Université de l’État de l’Iowa.

En France, quelques études sur les forêts anciennes ont été pionnières : celles menées par Jean-Luc Dupouey et Daniel Vallauri sur la carte de Cassini [Vallauri, Granier et Dupouey 2012] ou bien par Georges-Leroy sur le massif de la Haye en Meurthe et Moselle [Georges-Leroy 2009]. Ces études montrent que les outils SIG pour la numérisation, le géo-référencement et la digitalisation sont adaptés aux exigences des cartes anciennes (calage, échelle, qualité du raster etc.), mais qu’il est préalablement nécessaire pour les chercheurs d’élaborer des critères de sélection (lisibilité, accessibilité de la ressource, pertinence etc.).

Par ailleurs, le SIG s’applique aux différentes échelles spatiales (territoire, massif forestier, canton forestier etc.), un travail sur les lieux géographiques est alors primordial. Le logiciel SIG permet de superposer des cartes anciennes ayant été établies à des échelles différentes. Enfin, la cartographie en un temps donné, par l’emploi de la méthode régressive, peut éclairer une discipline travaillant sur des temporalités beaucoup plus longues que ceux des objets cartographiques. Cependant, une remarque s’impose : lorsque la donnée archivistique a été employée, elle s’est souvent avérée contemporaine aux données cartographiques ; l’emboîtement de la donnée spatiale et de la donnée attributaire issue de sources historiques ne pose alors aucune difficulté méthodologique. L’emploi d’une donnée plus ancienne induit d’autres problématiques. Dans le cas du projet SIG Avesnois, les données cartographiques couvrent une courte période (1730-1866). Les données historiques attributaires, quant à elles, issues des sources écrites, offrent un recul temporel plus important (XIIe–XVIIIe siècles). L’imbrication des géométries et des données historiques attributaires ne peut être aussi facile que pour les projets précédemment exposés. L’enjeu de ce travail est alors de projeter des données attributaires issues de sources historiques dans un espace pour lequel nous ne disposons d’aucune donnée spatiale contemporaine de ces données attributaires. La mise en place d’un SIG, avec de telles problématiques, oblige l’historien à s’interroger sur la notion habituellement étudiée par le géographe : le lieu. Au-delà de la simple définition du lieu pour l’historien, viennent s’agréger d’autres questionnements : le degré de pertinence de la localisation, les variations de la dénomination à travers le temps, la nature du lieu, l’emboîtement des échelles spatiales (province, circonscription administrative, massif forestier) et temporelles issu de sources variées.

1500 documents issus d’archives autant publiques que privées ont été étudiés. Il s’agit majoritairement de comptabilités issues du domaine royal ou seigneurial, de correspondances ... Afin d’établir la pertinence de ces sources pour l’étude des dynamiques spatiales et temporelles des massifs forestiers de l’Avesnois, il est nécessaire d’en connaître les apports, mais aussi les limites. Ce corpus de sources d’archives apporte une meilleure connaissance de l’objet d’étude sur les points suivants :

Pour autant, ce corpus documentaire présente aussi ses limites. Le déséquilibre entre les séries entraîne assurément une disproportion entre la quantité d’informations provenant des organisations comtales et des institutions religieuses, biaisant en quelque sorte notre analyse : en effet, les massifs forestiers du comte de Hainaut et des seigneurs influents de ce territoire sont plus aisément appréhendés que ceux des propriétés ecclésiastiques.

Autre point cette fois sur la répartition temporelle des documents : celle-ci fait entrevoir de grandes disparités entre les siècles : 0,5 % pour le XIIIe siècle, 4,7 % pour le XIVe siècle, 18 % pour le XVe siècle, 23,7 % pour le XVIe siècle, 33,3 % pour le XVIIe siècle, 18,5 % pour le XVIIIe siècle, 0,07 % pour le XIXe siècle, 1,3 % de documents non datés. Cette prééminence du XVIIe siècle pourrait « déséquilibrer » l’analyse puisque les informations sont plus nombreuses pour ce siècle qu’elles ne le sont pour les périodes antérieures.

Le contenu géographique de ces documents d’archives est un élément essentiel à la compréhension de l’emboîtement des échelles spatio-temporelles. Les XIIIe et XIVe siècles, caractérisés par un nombre croissant de documents, connaissent une évolution identique en ce qui concerne les mentions de lieux. Deux aspects majeurs distinguent les XVe et XVIe siècles, qui offrent par ailleurs une quantité non négligeable de documents.

Au XVIIe siècle, ce phénomène de précision de la donnée se poursuit et s’accentue. Le nombre de lieux s’accroît (environ soixante lieux) ; l’historien mène alors son analyse sur un espace géographique mieux défini. Cette étude peut être conduite à une échelle géographique plus fine en s’intéressant à la continuité ou discontinuité de l’état boisé. Ces éléments géographiques issus des sources écrites, forment des données complémentaires à la cartographie ancienne.

Afin de disposer d’un corpus cartographique cohérent, plusieurs critères de sélection de la donnée cartographique ont été retenus : la donnée doit être facile d’accès ; couvrir l’ensemble du territoire d’étude ; représenter les massifs (forêt, bois, haie, etc.), les micromassifs (bosquets, haies basses, vergers etc.) et les toponymes forestiers qui rappellent un ancien état boisé (par exemple : l’Épine, Bois Sarté, le défriché etc.) ou une proto-industrie (forge, verrerie, fourneau etc.) ; être facilement numérisable et géoréférençable.

Quatre cartographies ont donc été sélectionnées et ont subi des traitements informatiques[1] à des niveaux différents.

Pour chacune de ces quatre cartes, deux couches SIG ont été créées : l’une pour les « polygones forêts », l’autre pour les « toponymes ». La superposition des quatre couches de forêts permet de visualiser l’agencement spatial de ce territoire. Dans les couches SIG, chaque polygone « forêt » dispose d’un identifiant unique. Cet identifiant a été reporté dans la base de données historique (les 15000 données issues des sources écrites ont été organisées dans un tableur Excel) afin de faire le lien entre la donnée cartographique et la donnée d’archives.

Pour autant, de nombreux questionnements sur ce dispositif de jointure entre données cartographiques et données écrites sont apparus : tant du point de vue de l’analyse spatiale, de la variabilité des échelles géographiques que de l’imbrication de l’épaisseur temporelle aux lieux.

Cette méthode permet de mettre en place un système d’information générique et ouvert traitant l’information historique en prenant en considération à la fois les dimensions temporelle et spatiale de cette information [Butez 2013, 30]. Elle a été conçue dès 2007 par un groupe d’historiens appartenant au LARHRA et est développée actuellement au sein de son Pôle histoire numérique par une équipe d’historiens, d’informaticiens et de géomaticiens[3]. Ce projet s’est construit autour d’une réflexion sur une méthode de modélisation permettant aux historiens de partager entre eux, dans une base de données collaborative, les informations de qualité scientifique récoltées au cours de leurs recherches.

Une plateforme a été mise en place au sein de laquelle on peut stocker, de manière individuelle ou collective et de façon cumulative, des données historiques structurées, des données spatiales, etc. Le chercheur saisit ses données dans une interface web nommée BHP (Base d’Hébergement de Projets), tout en se référant à une documentation commune à tous les participants au projet qui le guide dans la création de ses objets et de ses informations historiques. Cette documentation est accessible sur le site principal du projet[4], ainsi que via un wiki réservé aux membres du projet et qui fait office de manuel.

La dimension géographique a été intégrée dès les débuts du projet SyMoGIH car la contextualisation spatiale joue un rôle capital pour l’interprétation comme pour la représentation de l’information historique [Butez 2013, 30]. Cette méthode de modélisation a amené à concevoir un modèle de données générique, indépendant de toute problématique de recherche et permettant le stockage collaboratif des informations historiques. Le modèle générique est instancié en fonction des demandes des chercheurs qui participent au projet afin de préciser le sens de chaque unité de connaissance retenue et de documenter l’opération de production des données. De ce travail de conceptualisation et de documentation est née une sémantique de référence.

La méthode SyMoGIH repose sur deux principes fondamentaux : l’atomisation de l’information et un effort d’objectivation de la production des données. Il s’agit de décomposer l’information historique en données primaires, c’est-à-dire d’identifier des unités de connaissance atomique auxquelles on associe tous les objets qu’elles relient, tout en spécifiant quel est le rôle de chaque objet. Chaque connaissance produite est authentifiée et dispose d’une source afin de favoriser le partage des données et de garantir leur traçabilité. Cette méthode permet de reconstituer l’environnement historique des objets concernés à partir d’informations cumulées au cours des dépouillements des sources archivistiques et de la documentation cartographique disponible. Comme les objets participent à de multiples unités de connaissance, celles-ci permettent de reconstituer de manière plus ou moins accomplie l'existence historique de chaque objet.

Dans le modèle SyMoGIH, tous les événements ou informations descriptives qui portent sur des lieux, par exemple une forêt, sont traités en tant qu’unités de connaissance. Les unités de connaissance peuvent être de deux types : soit de type « contenu », dans le cas où l’historien souhaite retenir le récit des événements tel qu’il se trouve dans la source étudiée, soit de type « information », pour les connaissances produites par l’étude critique d’une ou plusieurs sources.

SyMoGIH comprend des objets historiques regroupant une collection ou une classe d’individus (exemple : collection « Acteurs collectifs », classe d’individus « abbaye de Liessies », « abbaye de Maroilles », « abbaye du Val de Mons » etc.) qui présentent les mêmes propriétés et partagent la même « essence »  [Beretta et Vernus 2012, 88]. Ces objets sont définis par des types et des classes permettant de les organiser adroitement. Le type opère une séparation exclusive entre individus, en créant des sous-ensembles sans intersection, puisqu’un individu ne peut appartenir qu’à un seul type (exemple : un lieu est soit un élément géographique naturel, soit un lieu habité). En revanche, les classes permettent de créer des sous-ensembles avec intersections : un individu peut appartenir à plusieurs classes [Beretta et Vernus 2012, 88]. Chaque objet historique dispose d’un identifiant unique utilisé dans l’ensemble du système d’information. Cet objet est identifié par un certain nombre d’éléments comportant des notices qui en décrivent les caractéristiques principales (type, classe[s]). Finalement, dans la méthode SyMoGIH, un objet historique n’existe que par les informations auxquelles il est associé et grâce aux liens créés avec les autres objets.

En définitive, la méthode SyMoGIH permet de rendre compte des différentes étapes du travail historique, du dépouillement de sources jusqu’à la production de connaissances fondée sur un examen critique, en les stockant comme tels [Beretta et Vernus 2012, 102]. Ce concept SyMoGIH est particulièrement intéressant pour l’étude des évolutions des lieux dans le temps. Il permet d’atteindre une dimension plus efficace face aux questionnements historiques, répondant à l’une de nos problématiques majeures : celle du différentiel temporel entre données historiques et cartographiques. Le SIG n’est plus conçu comme une superposition de couches auxquelles viennent se superposer des données historiques attributaires mais comme un système d’information où objets cartographiques et historiques sont évolutifs et interdépendants.

C’est au sein de ce système d’information que l’historien traite, à partir de ses sources, ce qui relève classiquement du domaine attributaire du « lieu ». Ce dernier devient ainsi le point d’ancrage de toutes les données (spatiales et attributaires) qui le concernent, tout en sachant que pour identifier un « lieu », le chercheur ne peut se fier qu’à son toponyme qui évolue au cours du temps ou à sa localisation prise en aparté, mais qu’il doit faire converger toutes les informations historiques et géographiques dont il dispose, issues de différentes époques et sources.

Trois éléments identifient le lieu nommé Named Place (NaPl) : son nom (le lieu peut être associé à un ou plusieurs noms -historique, actuel- dont l’un est obligatoirement qualifié de nom standard) ; son type unique (élément géographique naturel, surface d’infrastructure, surface de territoire etc.) ; sa classe (une ou plusieurs classes : bois, forêt, étang dans le cas d’un élément géographique naturel par exemple) et sa localisation (la localisation peut être renseignée sous une forme ponctuelle ou une emprise spatiale et associée à un degré d’incertitude). Ces quatre composants identifient le lieu de manière singulière ainsi qu’un identifiant unique alphanumérique (NaPl1, NaPl2, NaPl3 etc.).

Le « named place (NaPl) » représente un lieu ayant une existence historique. Il s’agit d’un objet abstrait, c’est-à-dire de la classe de toutes les instanciations effectives que ce « lieu » a connu au cours de son histoire et qui peuvent varier dans leur forme. À chaque objet de type « lieu » seront associées toutes les connaissances issues des sources et des cartes pour chaque époque qui le concernent, indépendamment des formes que le lieu a effectivement eues au cours de son existence. Si deux lieux, d’abord traités séparément, s’avèrent identiques, ils pourront être fusionnés ; il sera alors possible d’associer les « contenus » et « informations » qui les concernent respectivement.

Pour traiter les évolutions spatio-temporelles du lieu au cours de son histoire, la méthode SyMoGIH introduit une deuxième entité, la « forme concrète du lieu », appelée concrete time specific form. Cette entité représente la reconstitution par l'historien de la forme propre à un lieu, son étendue, ses contours, à un instant spécifique ou durant une période de temps donnée. Comme tout autre objet, la forme concrète est construite par le chercheur, mais, à la différence du lieu qui ne dispose que d’une localisation générique, elle décrit la forme plus ou moins précise attribuée au lieu à une époque donnée, en fonction des sources.

Un lieu sera donc associé à une ou plusieurs formes concrètes que l’historien construit à partir de connaissances tirées des sources, écrites ou cartographiques, qui décrivent les contours du lieu à un moment précis du temps. Un événement historique comme un acte de déboisement ou un feu de forêt ravageant un quartier de forêt peut donner lieu à l’apparition d’une nouvelle forme concrète, munie d’un identifiant unique, indiquant que l’historien a identifié à cet instant un changement significatif concernant l’étendue spatiale ou les contours du lieu.

Quant aux géométries, elles n’interviennent qu’en dernier lieu en tant que représentation des formes concrètes reconstituées grâce aux données archivistiques et cartographiques. La forme concrète n’est pas forcément associée à une géométrie, elle reconstitue virtuellement une évolution spatiale qui sera ensuite matérialisée grâce à une géométrie en fonction des connaissances disponibles portant sur la forme concrète. À défaut de représentation cartographique concernant un lieu, sa géométrie peut être construite artificiellement en fonction des données attributaires disponibles. L’origine et les raisons du choix de la forme de toute géométrie est ainsi documentée [Butez 2013, 32]. Concernant les géométries, les métadonnées liées à la production des géométries ont été intégrées au système et normalisées d’après la directive INSPIRE (conditions d’accès, descriptif, encodage de caractères, langue, etc.).

Cette méthode propose une articulation plus développée que celle associant directement les géométries et les données attributaires, qui garantit plus de souplesse et permet de traiter les cas d’incertitude et de différentiel chronologique entre les données historiques et les représentations cartographiques disponibles.

La forme concrète représente la reconstitution par le chercheur de la forme propre à un lieu, son étendue, ses contours, à un instant spécifique ou durant une période de temps donnée. Comme tout autre objet, la forme concrète est construite par l’historien, mais, à la différence du lieu qui ne dispose que d’une localisation générique, elle décrit la forme plus ou moins précise attribuée au lieu à une époque donnée. Un lieu sera donc associé à une ou plusieurs formes concrètes que l’historien construit à partir de connaissances tirées des sources, écrites ou cartographiques, qui décrivent les contours du lieu à un moment précis du temps.