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En archéologie, comme dans bien d’autres disciplines, l’avènement du numérique a profondément bouleversé les méthodes et les outils quotidiennement utilisés, et plus globalement nos habitudes de travail dans leur ensemble. Toutefois, ces changements ont parfois conduit à l’émergence de travers que seules l’expérience et la pratique ont permis de mettre en évidence et de corriger progressivement. Un des exemples les plus flagrants concerne la photographie. En effet, si la photographie numériqu...

Bartoš K., Pukanská K., Sabová J., Weiss G. 2014 : The Application of Open-Source and Free Photogrammetric Software for the Purposes of Cultural Heritage Documentation, GeoScience Engineering, 60-2, p. 19-26. Boldo D. 2003 : Fabrication de vraies ortho-images et correction des ombres, Bulletin d’information scientifique et technique de l’IGN, n° 74, p. 25-36. Bully S., Čaušević-Bully M. 2011 : Le monachisme insulaire dans l’archipel du Kvarner (Croatie) entre le ve et le xie siècle. Projet de...

1.1. L’imagerie verticale en archéologie : définitions Avant tout, il est important de faire un point sur les différentes notions qui cohabitent lorsque l’on parle d’images verticales en archéologie. 1.1.1. Photographie zénithale Il s’agit d’une photo dont le plan de l’image est positionné le plus parallèlement possible du plan à relever, pour limiter les effets de déformation liés à l’axe de prise de vue. Elle se veut complémentaire des relevés techniques : la photographie offre une vision «...

Nous vous présentons ici une méthodologie de sauvegarde et de diffusion des données et résultats bruts telle que nous l’avons développée dans le cadre de notre travail de master. Les principes de sauvegarde des données brutes s’articulent autour de la conservation pérenne des données et de reproduction des résultats. Avec MicMac, il est assez simple de ne conserver que les données essentielles, dans des formats pérennes : JPG, TIFF, TXT, TFW. Avec d’autres logiciels, si l’on veut conserver le...

3.1. Présentation de la spécificité de MicMac pour le traitement des élévations MicMac est un logiciel très performant, qui nous permet de proposer ici une alternative à Metashape, qui est le logiciel actuellement le plus utilisé pour la production d’orthophotographies en archéologie. Seulement, ce dernier logiciel présente un inconvénient majeur à son utilisation dans des contexte scientifique, celui de produire des résultats difficilement voire même nullement reproductibles (particulièremen...

2.1. Présentation de MicMac Pour le traitement, nous avons fait le choix d’utiliser un logiciel libre, afin que ce protocole soit reproductible par le plus grand nombre. Plusieurs logiciels de photogrammétrie libres sont disponibles (Open-MVG, Visual SfM, COLMAP, etc.), mais étant orientés sur le traitement d’informations graphiques plutôt que vers les sciences géographiques, ils s’arrêtent pour la plupart à l’étape de la construction du nuage dense (Bartoš et al. 2014 ; Meshroom 2020). Or, n...

Si les applications de la photogrammétrie sont nombreuses et variées, l’emploi qu’en fait l’archéologie est aujourd'hui bien standardisé dans la grande majorité de ces usages. Il s’agit principalement de remplacer les traditionnels relevés en plan, en coupe et en élévation des vestiges archéologiques, par la production d'ortho-images, dites orthomosaïques. Le présent guide vise à proposer aux étudiants et aux professionnels de notre discipline un protocole complet (depuis l’acquisition sur le terrain à la sauvegarde des données), éprouvé, aux résultats reproductibles et intégralement basé sur des outils scientifiques, libres et gratuits. If the uses of photogrammetry are many and various, the use of it in archaeology is now well standardised in the large majority of these uses. It is mainly a replacement of the traditional plan, section and elevation measurements of archaeological remains by the production of ortho-images, known as orthomosaics. This guide aims to provide students and professionals of our discipline with a complete protocol (from field acquisition to data storage), which has been tried and tested, with reproducible results, and which is entirely based on free scientific tools. Aunque las aplicaciones de la fotogrametría son numerosas y variadas, su empleo en arqueología está ya bien normalizado en la gran mayoría de estos usos. Se trata principalmente de sustituir los tradicionales levantamientos en planta, sección y alzado de los restos arqueológicos por la producción de ortoimágenes, conocidas como ortomosaicos. El objetivo de esta guía es proporcionar a los estudiantes y profesionales de nuestra disciplina un protocolo completo (desde la adquisición de datos sobre el terreno hasta su almacenamiento), que ha sido probado, con resultados reproducibles, y que se basa por completo en herramientas científicas gratuitas.

Mes travaux se situent à un point de convergence entre plusieurs thématiques visant à comprendre l’organisation spatio-temporelle de la composition et de la structure des forêts tropicales. Mon travail de recherche a notamment visé à comprendre les mécanismes écologiques impliqués dans l’assemblage des communautés d’arbres tropicaux, principalement à partir de données de terrain extensives et à des échelles spatiales larges rarement traitées. J’ai également travaillé en collaboration avec diverses équipes et différents réseaux internationaux sur les stratégies de mesure de la biomasse ligneuse et sur les variations spatio-temporelles de la structure forestière sous les tropiques. En particulier, mes travaux établissent des liens entre divers outils de télédétection et des données de terrain pour suivre la structure et la composition des forêts tropicales dans le temps et dans l’espace. Actuellement, je vise à mobiliser des approches complémentaires d’expérimentation et d’observations à différentes échelles spatio-temporelles pour comprendre les conditions de réversibilité de la déforestation et de la dégradation forestière suite à des perturbations de différentes natures. Je m’intéresse notamment à la dynamique de recolonisation forestière en Thaïlande afin de comprendre les facteurs écologiques responsables d’une résilience plus ou moins rapide et vise à comprendre de manière plus générale comment la composition des communautés et leurs fonctions varie le long des gradients successionnels. Je développe également des projets en Afrique centrale sur des faciès forestiers d’apparences dégradés qui semblent correspondre à des successions dites arrêtées, voir à des états stables alternatifs, dus à l’envahissement du système par des formes de viesautres que les arbres, comme les herbacées géantes ou les lianes. Mes projets futurs s’inscrivent dans cette dynamique avec la volonté de mobiliser des outils complémentaires pour suivre la dynamique et la composition des forêts tropicales suite à des perturbations. L’ensemble de ces travaux se réalise en interaction étroite avec plusieurs instituts des Suds, avec un fort investissement dans le (co-)encadrement d’étudiants.

This thesis aim to monitor the exploited mangroves of Madagascar and study the spatial distribution of Scylla serrata crab. In Madagascar, crab resource has shown an increasing exploitation since 2009 and a rapid decline. Its management is currently relies on the maximum sustainable yield (MSY) estimation based on the country's mangrove area. Currently, the area used dates back to the 1980s, while many publications warn of a dynamic, even if the areas measured are not agreed. To address these objectives, mangrove dynamics is studied through satellite imagery processing of Sentinel-2 (2016-2018) at the country scale and Landsat data (1988-1998-2008 and 2018) at three crab exploited sites (Mahajamba Bay, Mahavavy Delta and Tsingilofilo Bay) scale. S. serrata crab spatial distribution are studied by field and remote sensing data statistical analysis. This study results show that the mangrove regress by only 1% in 2 years at national scale, but at regional scale, some areas with strong degradation are to be monitored. The calculation of the MSY from our results (8 350 tons/year) shows an increase of more than 10% compared to the current quota (7 500 tons/year). On the three exploited sites, the mangrove displays a non-linear dynamic where it progresses in the distal zone but loses vegetation cover in the back mangrove while displaying degradation and densification zones. Of the three study sites, Mahajamba bay has a higher productivity (524 burrows/ha). This productivity depends on the mangrove ecological health reflected by the canopy cover dynamics.In the mangrove, the crab prefers the seafront areas populated by Avicennia marina as well as the mangrove with a low density of vegetation cover. This study shows the feasibility and interest of Sentinel-2 data for the malagasy mangrove monitoring at different scales and the interest of spatial indicators in studying the spatial distribution of the crab. The estimation of the crab's MSY should integrate other criteria than the mangrove area.; Cette thèse a comme objectif le suivi de la mangrove exploitée de Madagascar ainsi que l’étude de la répartition spatiale du crabe Scylla serrata. À Madagascar, la ressource crabe a montré une exploitation croissante depuis 2009 et un rapide déclin. Sa gestion repose actuellement sur l’estimation de la production maximale équilibrée (PME) basée sur la superficie de la mangrove du pays. Actuellement, la superficie utilisée date des années 1980 alors que de nombreuses publications alertent sur une dynamique, même si les superficies mesurées ne font pas consensus. Pour ce faire, la dynamique de la mangrove est étudiée à travers des traitements d’imageries satellitaires Sentinel-2 (2016-2018) à l’échelle du pays et des données Landsat (1988-1998-2008 et 2018) à l’échelle des trois sites d’exploitation du crabe (Baie de Mahajamba, delta de Mahavavy et Baie de Tsingilofilo). L’étude de la répartition spatiale du crabe S. serrata est basée sur une analyse statistique des données collectées sur le terrain combiné à des données de la télédétection. Les résultats de cette étude montrent qu’en 2 ans et à l’échelle nationale, la mangrove ne régresse que de 1% mais à l’échelle régionale, quelques zones à forte dégradation alarmante sont a surveillé. Le calcul de la PME à partir de nos résultats (8 350 tonnes/an) affiche une augmentation de plus de 10 % par rapport au quota actuel (7 500 tonnes/an). À l’échelle des trois sites exploités, la mangrove affiche une dynamique non linéaire où elle progresse en zone distale mais perd son couvert végétal en arrière mangrove tout en affichant des zones en dégradation et en densification. Parmi les trois sites étudiés, la Mahajamba affiche une productivité plus importante (524 terriers/ha). Cette productivité dépend de l’état de santé écologique de la mangrove traduit par la dynamique de son couvert végétal. Dans la mangrove, le crabe affectionne les zones de front de mer peuplées d’Avicennia marina ainsi que les entités de mangrove à faible densité de couvert végétal. Cette étude montre la faisabilité et l’intérêt des données Sentinel-2 pour le suivi à différentes échelles de la mangrove malgache et l’intérêt des indicateurs spatiaux dans l’étude de la répartition spatial du crabe. L’estimation de la PME du crabe devrait intégrer d’autres critères autres que la superficie de la mangrove.

Sustainable water resources management is a major issue on a global scale in a context of over-exploitation due in particular to a growing population. It is also a crucial lever to cope with the consequences of global warming which leads to an increase in climatic, hydrological and agricultural droughts, particularly in arid and semi-arid regions. A current difficulty lies in the lack of knowledge of the resources available in the different hydrological compartments (surface water, unsaturated soil zone and groundwater), and this at multiple scales (surface reservoirs, irrigated areas, aquifer, region). The objective of the thesis is to develop innovative methods to better quantify water resources from multi-sensor remote sensing. This work focuses on the state of Telangana (114,800 km2) in India, characterized by a granitic aquifer with low storage capacity, whose recharge during the monsoons is as variable as the annual pumping for irrigation. In this region, 70% of irrigation comes from groundwater (GWS). The remaining 30% comes from 1) a monsoon runoff (RHS) harvesting system in upstream areas, made up of thousands of small reservoirs (called "tanks") and 2) large dams, canals and perennial rivers in downstream areas. We propose to make better use of multi-sensor/multi-resolution remote sensing to ensure multi-scale monitoring of the RHS and GWS and thus assess the impact of irrigation on the resource. A first axis of this thesis evaluates the potential of GRACE gravity and SMOS soil moisture data for the qualitative monitoring of the evolution of resources in Telangana. GRACE has provided since 2002 maps of monthly total water stock anomalies at a resolution of 300 km. The groundwater stock (GWS) obtained by subtracting the contributions of surface and soil reservoirs is well correlated with aggregated piezometric measurements at the Telangana scale (R2=0.70). Concerning SMOS data, the observation of a humidity peak in the dry season reveals the impact of irrigation and its amplitude even constitutes an early indicator of the quantity of rice cultivated (R=0.81). The second axis concerns the spatial downscaling of GRACE data for monitoring the GWS at a scale (50 km) more relevant for the management of territories. Several statistical and semi-empirical methods are proposed based on two hypotheses (GWS variations with or without interannual trend). In order to evaluate these methods, a new performance metric for downscaled products is developed. This validation approach estimates the spatial gain compared to non-downscaled data and here highlights the interest of empirical methods calibrated from GRACE data and auxiliary data (NDVI, soil moisture, precipitation). The third and last axis of the thesis exploits the capabilities of high-resolution images for RHS monitoring through two applications: 1) RHS volume monitoring in near-real-time with Pléiades digital elevation models (DEM) at a 50 cm resolution and water maps derived from Sentinel-2 at 10 m, and 2) the quantification of the capacity of the RHS at large-scale and the assessment of its contribution to the total surface water stock. These applications demonstrate the interest of finely resolved DEM for the establishment of drought warning systems and a better understanding of the impact of the RHS on recharge.; Une gestion durable des ressources en eau est un enjeu majeur à l'échelle mondiale dans un contexte de surexploitation liée notamment à une population croissante. C'est aussi un levier crucial pour faire face aux conséquences du réchauffement global qui entraîne une multiplication des sécheresses climatiques, hydrologiques et agricoles, particulièrement dans les régions arides et semi-arides. Une difficulté réside actuellement dans le manque de connaissance des ressources disponibles dans les différents compartiments hydrologiques (eaux de surface, zone du sol non saturée et eaux souterraines), et ceci à des échelles multiples (réservoirs de surface, périmètres irrigués, aquifère, région). L'objectif de la thèse est de développer des méthodes innovantes permettant de mieux quantifier la ressource en eau à partir de la télédétection multi-capteurs. Ces travaux se focalisent sur l'État du Telangana (114 800 km2) en Inde, caractérisé par un aquifère granitique de faible capacité de stockage, dont la recharge lors des moussons est aussi variable que le pompage annuel pour l'irrigation. Dans cette région, l'irrigation provient à 70% de l'eau souterraine (GWS). Les 30% restants proviennent 1) en amont d'un système de récupération des eaux de ruissellement de la mousson (RHS), composé de milliers de petits réservoirs (appelés "tanks") et 2) en aval de grands barrages, des canaux et rivières pérennes. Nous nous proposons de tirer un meilleur parti de la télédétection multi-capteurs/multi-résolutions pour assurer un suivi multi-échelle du RHS et du GWS et ainsi évaluer l'impact de l'irrigation sur la ressource. Un premier axe de cette thèse évalue le potentiel des données gravimétriques GRACE et d'humidité du sol SMOS pour le suivi qualitatif de l'évolution des ressources sur le Telangana. GRACE fournit depuis 2002 des cartes d'anomalies mensuelles de stock d'eau total à une résolution de 300 km. Le stock d'eau souterraine (GWS) obtenu en soustrayant les contributions des réservoirs de surface et du sol est bien corrélé avec les mesures piézométriques agrégées à l'échelle du Telangana (R2=0.70). Concernant les données SMOS, l'observation d'un pic d'humidité en saison sèche révèle l'impact de l'irrigation et son amplitude constitue même un indicateur précoce de la quantité de riz cultivé (R=0.81). Le deuxième axe porte sur la désagrégation spatiale des données GRACE pour le suivi du GWS à une échelle (50 km) plus pertinente pour la gestion des territoires. Plusieurs méthodes statistiques et semi-empiriques sont proposées à partir de deux hypothèses (variations du GWS avec ou sans tendance interannuelle). Dans l'objectif d'évaluer ces méthodes, une nouvelle métrique de performance des produits désagrégés est développée. Cette approche de validation estime le gain spatial par rapport aux données non-désagrégées et met ici en évidence l'intérêt des méthodes empiriques calibrées à partir des données GRACE et de données auxiliaires (NDVI, humidité du sol, précipitations). Le troisième et dernier axe de la thèse exploite la capacités des images haute résolution pour le suivi du RHS à travers deux applications : 1) le suivi volumétrique en quasi-temps réel du RHS avec des modèles numériques de terrain (MNT) Pléiades à 50 cm de résolution et des cartes en eau dérivées de Sentinel-2 à 10 m, et 2) la quantification de la capacité du RHS à large échelle et l'estimation de sa contribution au stock total d'eau de surface. Ces applications démontrent l'intérêt des MNT finement résolus pour la mise en place de systèmes d'alerte de sécheresse et une meilleure compréhension de l'impact du RHS sur la recharge.

Pascal Mouquet - IRD (UMR Espace-Dev) - Tuteur de stageChristophe Révillion - Université de La Réunion (UMR Espace-Dev) - Tuteur de stageJean-Pierre Chery - AgroParisTech - Enseignant-référant; National audience; Coral reefs act as barriers that protect the coastline from strong swells and surges. Due to anthropogenic pressures and intensified cyclonic swells, the vulnerability of these ecosystems increases. It is therefore essential to understand how reefs are maintained to assess their ability to protect coastal populations and ecosystems. To this end, the research lab ENTROPIE is conducting hydrochemical samplings on the Saint-Gilles reef in Reunion Island, a reef that is particularly exposed to the cyclones affecting the island and to anthropogenic pressures. As part of the multidisciplinary research project ReNovRisk-Transferts, this study, coordinated by Espace-Dev lab, evaluates the potential of multispectral satellite imagery to study the maintenance of coral reefs in relation to in situ hydrochemical measurements. Our results highlight the possibility of mapping live coral cover from Pleiades or SPOT imagery using a BIBG brightness index. The values produced by this index are sufficiently correlated with reference (R² = 0.53) and field (R² = 0.52) coral cover values to be considered valid. However, the low spectral resolution of multispectral imagery hinders the clear distinction of coral and photosynthetic organisms. This limitation must be considered when using this methodology for reef substrate mapping. This study also proposes a methodological approach to extrapolate hydrochemical point estimates of reef maintenance (carbonate budget) to the entire reef. This approach is the result of an interdisciplinary reflection and offers an innovative approach that requires the mapping of only one substrate, the coral cover, to establish a general carbonate budget. Future studies may test its validity.; Les récifs coralliens agissent comme des barrières qui protègent le littoral des fortes houles et de la surcote. Face aux pressions anthropiques et à l’intensification des houles cycloniques, la vulnérabilité de ces écosystèmes est accrue. Il est donc essentiel de comprendre comment se maintiennent les récifs pour évaluer leur capacité à protéger les populations et les écosystèmes côtiers. Pour ce faire, l’UMR ENTROPIE effectue des mesures hydrochimiques ponctuelles sur le récif de Saint-Gilles à La Réunion, récif particulièrement exposé aux cyclones touchant l’île et aux pressions anthropiques. Dans le cadre du projet multidisciplinaire ReNovRisk-Transferts, cette étude, avec l’UMR Espace- Dev, propose d’évaluer le potentiel de l’imagerie satellitaire multispectrale pour étudier le maintien des récifs coralliens en lien avec les mesures in situ hydrochimiques. Nos résultats mettent en évidence la possibilité d’effectuer une cartographie de la couverture corallienne vivante à partir de l’imagerie Pléiades ou SPOT en utilisant l’indice de brillance BIBG. Les valeurs produites par cet indice sont suffisamment corrélées avec les valeurs de couverture corallienne de référence (R² = 0,53) et de terrain (R² = 0,52) pour être considérées comme valides. La faible résolution spectrale de l’imagerie multispectrale entrave toutefois la nette distinction des organismes coralliens et des autres organismes photosynthétiques. Cette limite doit être prise en compte lors de l’utilisation de cette méthodologie pour la cartographie des substrats récifaux. Cette étude propose également une démarche méthodologique pour extrapoler les estimations ponctuelles hydrochimiques de maintien du récif (bilan des carbonates) à l’ensemble du récif. Cette démarche est issue d’une réflexion interdisciplinaire et offre une approche innovante qui ne nécessite la cartographie que d’un seul composant du fond, la couverture corallienne, pour établir un bilan des carbonates général. Des études et travaux futurs pourront tester sa validité.

Ce mémoire a pour objectif d’approfondir les connaissances scientifiques sur les comportements hydrologiques des bassins versants arctiques et subarctiques. Les rivières drainant ces bassins versants sont parmi les systèmes fluviaux les moins étudiés et compris, étant donné leur vaste étendue et leur localisation éloignée. L’approche utilisée, issue de la discipline de l’hydrologie paysagère, présente une technique de classifications non-supervisées jumelées à des données de télédétection afin de caractériser le comportement hydrologique et les changements à l’échelle du paysage qui se sont produits sur les 35 dernières années dans un bassin versant subarctique de 42 000 km2. Plus précisément, plusieurs analyses géographiques d’image orientées-objet (AGIOO), employant des variables hydrogéomorphométriques et combinées à l’algorithme de classification Fuzzy C-Means, ont été produites, puis comparées afin de classifier et identifier les changements dans le paysage du vaste bassin versant de la Rivière George (BVRG), situé au Nunavik (Canada). Nos résultats indiquent que le BVRG contient deux types distincts de sous-bassins versants typologiquement similaires, distribués selon un gradient latitudinal, mettant en lumière une hétérogénéité spatiale dans les structures des sous-bassins constituant le BVRG. De plus, une expansion du type de bassins versants du sud dans le nord du BVRG est observée depuis les 35 dernières années. Cette expansion est principalement due à une augmentation de la production végétale et de l’humidité contenue dans les sols et la végétation, elle-même induite par une augmentation des températures moyennes annuelles et des précipitations totales annuelles associée aux changements climatiques. Ces changements observés dans la couverture terrestre ont des impacts importants et à long terme sur les processus hydrologiques du BVRG en augmentant les taux d’évapotranspiration. Ce phénomène pourrait expliquer la diminution d’environ 1% des débits annuels observée dans le BVRG entre les années 1970 et 2017., The objective of this study is to develop scientific knowledge on the hydrological behaviors of Arctic and Subarctic watersheds. Rivers draining high-latitude watersheds are among the least studied and understood fluvial systems, given their large extent and their remote locations. Here we develop a landscape hydrology approach which pairs unsupervised classifications with remote sensing data to characterize the hydrological behavior and landscape scale changes that have occurred over a 42 000 km2 sub-arctic watershed over the last 35 years. More precisely, multiple Geographic Object-Based Image Analysis (GeOBIA), employing hydrogeomorphometric variables and combined to the Fuzzy C-Means clustering algorithm, were produced and then compared to classify and identify landscape change across the vast George River Watershed (GRW), situated in Nunavik (Canada). Our results indicate that the GRW contains two distinct subwatershed types which are distinct in their typology and distributed along a latitudinal gradient, which highlights spatial heterogeneity in the structures of the subwatersheds constituting the GRW. Moreover, an expansion of the southern type subwatersheds in the north of the GRW has been observed since the last 35 years. This expansion is principally due to increases in vegetation production and moisture content in soils and vegetation, themselves induced by increases in mean annual temperature (MAT) and total annual precipitation (TAP) associated with the changing climate in this northern watershed. These land cover changes are likely to have important and long-term impacts on the hydrological processes within the GRW by increasing rates of evapotranspiration. This phenomenon may explain the decrease of about 1% in the George River’s annual discharge observed between the mid-1970s and 2017.

Les années humides de la décennie 1990 ont réduit l'extension de la zone touchée par la sécheresse. Mais des études ont montré que le déficit pluviométrique a persisté dans les régions sahéliennes jusqu'à la fin de la décennie 1990. Face aux évolutions en cours, P. OZER et al. considèrent, en 2003, que la continuité de la période de sécheresse, ou au contraire l'identification d'une rupture pluviométrique vers des conditions plus humides, ne pourra se vérifier statistiquement qu'après dix années de données supplémentaires. C'est dans cette perspective que se situe le présent travail, qui a pour objectif d'analyser la tendance récente des séries pluviométriques annuelles de vingt deux stations réparties sur le territoire sénégalais, avec des données collectées jusqu'en 2013, afin de juger de la persistance ou non de la sécheresse. Les données couvrent la période 1940-2013 et l'approche adoptée comporte les opérations suivantes : (1) critique et comblement des données lacunaires, (2) calcul des indices de pluie standardisés, (3) détection des ruptures au sein des séries pluviométriques par l'application de trois tests (PETTITT, LEE et HEGHINIAN, HUBERT). L'application de ces différents tests aux indices de pluie standardisés (IPS) calculés à partir de l'ensemble des stations et à partir des stations regroupées en fonction de trois zones climatiques (sud-sahélienne, sud-soudanienne et nord-soudanienne) montre deux ruptures (significatives au seuil de 1 % selon t test de STUDENT). La première est comprise entre 1967 et 1969, tandis que la seconde se situe entre 1986 et 1998 selon le test de PETTITT et entre 1992 et 2007 selon les méthodes de LEE et HEGHINIAN et de HUBERT. En analysant chacune des stations, on constate que la seconde rupture se situe en général entre 1998 et 2002. Seule la méthode de segmentation de HUBERT ne détecte pas toujours de seconde rupture, mais l'absence de détection concerne 18 % des stations seulement. On identifie donc une discontinuité vers des conditions humides depuis 1999 (PETTITT) ou 2003 (LEE et HEGHINIAN ; HUBERT), même si les précipitations annuelles restent inférieures à celles d'avant 1970. The wet years of the 1990s have reduced the extent of the area affected by drought. But studies have shown that the rainfall deficit persisted in the Sahelian regions until the end of the 1990s. P. OZER et al., in 2003, thought that the continuity of the drought, or on the contrary the identification of a rainfall break towards weather conditions, could be verified statistically only after ten more years of data. This is the context in which the present work is conducted. It aims to analyze the recent trend of annual rainfall series of 22 stations on Senegalese territory, with data collected through 2013, to see whether the drought persists or not. These data cover the period from 1940 to 2013 and the approach includes the following: (1) review and standardization of data, (2) calculation of rain standardized indices, (3) break and trends detection in annual rainfall series by applying three rupture tests (PETTITT, LEE and HEGHINIAN, HUBERT). The applying of these tests to the rain standardized indices that was calculated from all stations and from stations grouped according to three climatic regions (South-Sahelian, South-Sudanian and North-Sudanian) highlights two rupture dates (significant at 1 % according to STUDENT's t test). The first break ranges out between 1967 and 1969, and the second one occurs between 1986 and 1998 according to the test of PETTITT and between 1992 and 2007 according to the method of LEE and HEGHINIAN and that of HUBERT. By analyzing each station, we notice that the second break in rainfall series occurs generally between 1998 and 2002. Only the HUBERT segmentation method doesn't always detect a second break, but the lack of detection covers only 18 % of the stations. So we identify a discontinuity towards wet conditions from 1998 (PETTITT) or 2003 (LEE and HEGHINIAN ; HUBERT) even though the annual rainfalls remain lower than pre 1970.

Ce numéro regroupe des textes issus des projets ayant travaillé dans le cadre du Programme PSDR 4, sous l’égide d’INRAE et de 10 Régions françaises.2.1 Fonctionnalité des écosystèmes, le paysage et l’eau; International audience; The aims of the Sebioref projet was to estimate the pollination service provided by wild bees and identify the landscape properties driving the delivery of this ecosystem service. The ultimate objective was to explore the potential coordination between ecosystem service providers and users at the landscape scale. The project was conducted by three laboratories (Dynafor, Cesbio, Lereps) and co-led by the Chambre Régionale d’Agriculture d’Occitanie. The Sebioref project has provided remote sensing tools to identify floral resources in grasslands over large spatial extents and spatially explicit modelling of both pollination service and stakeholders’ cooperation. We show that the management of pollination services for insect- dependent crops needs a landscape-scale approach, in order for the crop-pollinating bees to benefit from complementary floral resources provided by hedges, wood edges and grasslands. The agro-ecological transition should therefore take into account landscape-scale ecological processes to maximize pollination services. We have also showed that stakeholders feel very concerned by wild bee conservation and could generate insightful suggestions to promote wild bee diversity and pollination services. Collective action seems to be the best way to meet expectations for multifunctional landscape.; Le projet PSDR4 Sebioref avait pour objectif de qualifier le service écosystémique de pollinisation rendu par la biodiversité, et d’identifier les leviers paysagers pour améliorer ce service de pollinisation. In fine, l’objectif était d’envisager des coordinations entre producteurs et utilisateurs potentiels de services écosystémiques à l’échelle des territoires. Il a été mené par trois laboratoires (Dynafor, Cesbio, Lereps) et co-animé avec la Chambre Régionale d’Agriculture d’Occitanie. Le projet Sebioref a fourni des outils en télédétection pour l’identification des ressources florales dans les prairies sur de larges étendues, la modélisation spatialisée du processus de pollinisation et de concertation entre les acteurs. Nous avons montré que le service écosystémique de pollinisation, notamment vis à vis des cultures entomophiles, nécessitait une approche paysagère pour permettre la complémentarité entre les ressources florales présentes dans les haies, lisières de bois et prairies. Ainsi, la transition agro-écologique devra intégrer les échelles paysagères et territoriales. Nous avons aussi montré que les acteurs du territoire étudié sont très concernés par la protection des espèces d’abeilles sauvages et sont sources de propositions pour favoriser cette diversité et les services qu’elle rend. L’action collective semble donc être la plus à même de répondre aux attentes des acteurs dans la gestion d’un paysage qui produit et offre une multitude deservices.

La télédétection des végétaux, technique qui se base sur les signatures spectrales des plantes, s’avère être un outil formidable pour réaliser des inventaires de biodiversité végétale : il est maintenant possible d’identifier les plantes, de cartographier les traits fonctionnels des végétaux ou d'étudier l’impact des activités humaines à grande échelle. Cependant, il faut approfondir les connaissances sur les patrons de variation spectrale causés par les facteurs environnementaux et la phénologie. En effet, la variation spatiale et temporelle des spectres foliaires est source d’incertitude et d’erreurs lors de l’application des modèles utilisés en télédétection des végétaux. Dans le cadre de mon projet de recherche, j’évalue l’effet de l’environnement et de la phénologie sur les propriétés spectrales de neuf espèces d'arbres décidus de l’est de l'Amérique du Nord. J’ai mesuré les signatures spectrales foliaires de ces arbres dans des sites contrastés entre le 6 juin et le 8 octobre 2018 à l’aide d’un spectroradiomètre de terrain et d’une sphère d’intégration. J’ai également mesuré seize traits fonctionnels structuraux et chimiques des plantes échantillonnées. Les résultats de mon projet démontrent que les conditions environnementales n’ont pas toujours d’effet significatif sur la variation spectrale intraspécifique; lorsque c’est le cas, les sites d’échantillonnage expliquent entre 18 et 62 % de la variation intraspécifique. La phénologie quant à elle a toujours un effet significatif sur les spectres foliaires et explique entre 30 et 51 % de la variation spectrale intraspécifique. Toutes les régions spectrales sont affectées par la variation environnementale et phénologique et tous les traits structuraux et chimiques foliaires mesurés sont liés à la variation spectrale. Bien que les conditions environnementales et la phénologie affectent les spectres foliaires, cela n’empêche pas de différencier les espèces, même celles étroitement liées phylogénétiquement, à travers les sites d’étude et le temps (précision d’identification > 92 %). Il n’est pas toujours possible d’inférer les sites ou le moment d’échantillonnage de la plante échantillonnée à l’aide de sa signature spectrale; néanmoins, la variation environnementale et phénologique des spectres foliaires est suffisante pour empêcher la transférabilité de certains modèles de classification d’espèces à des contextes dissemblables de ceux qui ont servi à les construire. En effet, un modèle n’est applicable qu’à des données spectrales de variance moindre ou similaire aux données à partir desquelles le modèle a été construit. Ainsi, mon projet précise les limites d’application des modèles utilisés en télédétection des végétaux pour les milieux tempérés et forestiers peu diversifiés. Mes résultats indiquent que la variation interspécifique est supérieure à la variation intraspécifique et qu’il est donc possible de différencier les espèces malgré l’effet de l’environnement et de la phénologie sur les spectres foliaires d’arbres des forêts tempérées, démontrant le potentiel de la télédétection des végétaux pour la réalisation d’inventaires de biodiversité végétale à grande échelle., Remote sensing of plants emerges as a formidable tool to realize biodiversity assessments : it is now possible to identify plants, map their functional traits, and monitor human activities' impacts on the vegetation at large scales and almost continuously. However, we must develop knowledge about the spectral variation patterns caused by the environment and phenology to take full advantage of remote sensing products. Indeed, the environmental and phenological variation of foliar spectra leads to uncertainty and error in remote sensing models and applications. In my project, I assess the effects of the environment and phenology on the spectral properties of nine broadleaf tree species from temperate forests of North America. I measured these species' leaf spectra across contrasting sites between the 6th of June to the 8th of October 2018 using a field spectroradiometer and an integrating sphere. I also measured sixteen structural and chemical leaf functional traits on the sampled plants. My results show that the environmental conditions do not always significantly affect the intraspecific spectral variation; when it does, the sampling sites explain between 18 and 58 % of this variation. As for phenology, it always has a significant impact on leaf spectra and explains between 30 and 51 % of the intraspecific spectral variation. Every spectral region is affected by environmental and phenological variation, and all structural and chemical traits measured are linked to the spectral variation. Although the environmental conditions and phenology affect leaf spectra, it does not hinder our ability to differentiate tree species, even those closely related, across sites and time (identification accuracy > 92 %). Besides, it is not always possible to infer a plant's sampling site or date from its spectra. Nevertheless, foliar spectra's environmental and phenological variation is sufficient to limit classification models' transferability. My results show that a model applies only to spectral data of lesser or comparable variance to the data used to train the model. Therefore, my project helps define the application limits of models used in plant remote sensing in temperate and low diversity forest systems. It also demonstrates that interspecific spectral variation is greater than intraspecific spectral variation, and thus we can discriminate species despite the effects of the environment and phenology on the leaf spectra of temperate forest trees, validating the potential of vegetation remote sensing to conduct biodiversity assessments at spatial and temporal scales previously unattainable.

Ce volume regroupe les textes issus du programme Casdar "Innovation et Partenariat" et "Recherche technologique" de 2016. Il a été réalisé sous l’égide du GIS Relance Agronomique.; Grazed grass is the cheapest feed item in a feed ration. Good grass management requires knowledge ofthe available amount of grass. Simplifying and automating these grass measurements can help inmaintaining or even developing grazing. The HERDECT project aims to build methods for estimating thequantity of grass from remote sensing tools (remote acquisition) and to estimate their operationalfeasibility. This research presents a comparison of regression methods on several variables extractedfrom Sentinel-2 images with field data. The goal is to develop predictive models of grass height andbiomass. A set of experimental field data was collected on 18 sites mainly located in the western part ofmainland France. These data were used to assess the reliability of the models. The biomass and grassheight estimates obtained with satellites were compared with field data from HERDECT project farms and"grass growth" network. The results showed a high forecast quality for common use by farmers.; L’herbe pâturée est l’aliment disponible le moins coûteux dans les exploitations d’élevage. L’optimisationde la gestion de l’herbe passe entre autres par une connaissance des quantités disponibles. Afin desimplifier et d’automatiser ces mesures d’herbe, et ainsi contribuer au maintien voire au développementdu pâturage, le projet HERDECT s’est attaché à construire des méthodes d’estimation de la biomassedes prairies à partir d’outils de télédétection (d’acquisition à distance) et à en estimer la faisabilitéopérationnelle. Cette recherche présente une comparaison de méthodes de régression sur plusieursvariables extraites des images Sentinel-2 avec des données terrains afin de développer des modèles deprévision de hauteur d’herbe et de biomasse sur pied. Un ensemble de données expérimentales deterrain, collectées sur 18 sites majoritairement situés dans la partie Ouest de la France métropolitaine, aété utilisé pour évaluer la capacité des modèles produits à estimer la hauteur d’herbe et la biomasse desprairies. Les estimations biomasses et hauteurs d’herbe obtenues grâce au satellite ont été comparéesaux données terrain issues des fermes du projet HERDECT et du réseau « pousse de l’herbe ». Lesrésultats présentés montrent une bonne qualité de la prévision utile pour un usage de masse.

Given the importance of lakes on the climate and their socio-economic role, it is important to implement them in climate models to understand their influence on the various cycles such as water, carbon, methane or energy cycle and their interaction with the atmospheric boundary layer. This thesis aims to implement lakes in the ORCHIDEE continental surface model. We have chosen the one-dimensional Flake model which simulates the energy balance of lakes.In a first part of this thesis we have performed a sensitivity analysis of the different parameters of the Flake model. We show that lake surface temperatures and surface heat fluxes are mainly sensitive to depth. However, depending on the chosen depth interval (shallow or very deep), we notice that the influence of the depth is more important for the shallow lakes. The extinction coefficient which measures the penetration of solar radiation in water is also influential for shallow lakes.In the following work, we coupled ORCHIDEE with FLake and test several depth aggregation strategies at several resolutions (0.25 and 0.5 degrees). We use the GloboLakes database to validate lake surface temperatures and the Global Lake and River Ice Phenology Database to validate freezing periods. We used five different atmospheric forcings and noticed the strong sensitivity of the coupling to the chosen forcings. The aggregation strategy of the lake depths has a small influence on the results.Finally, the coupled model shows good results. For each series, the median of the errors obtained on the temperatures varies between 2.7 K and 3.2 K. The freezing periods are generally overestimated. The median of the errors on the freezing period varies between 20 and 41 days depending on the forcing used.Future works are considered to improve the coupling, such as the spatial parameterization of the extinction coefficient and the temporal evolution of the depths constrained by the satellite measurements of the future SWOT instrument. Finally, in a longer term perspective, it is envisaged to couple the ORCHIDEE-FLake model with the atmospheric model LMDZ.; Au regard de l’importance des lacs sur le climat et de leur rôle sociétal, il estpertinent de les implémenter dans les modèles de climats pour comprendre leur influence sur les différents cycles comme ceux de l’eau, du carbone, du méthane ou encore leur interaction avec la couche limite de l’atmosphère. Cette thèse vise à implémenter les lacs dans le modèle de surface continental ORCHIDEE. Nous avons choisi le modèle à une dimension Flake qui simule le bilan d’énergie des lacs.Dans une première partie de cette thèse nous avons réalisé une analyse de sensibilité des différents paramètres su modèle Flake. Nous avons mis en avant que les températures de surface des lacs et les flux de chaleur de surface sont d’abord sensibles à la profondeur. Cependant selon l’intervalle de profondeur choisie (peu ou très profond), on remarque que l’influence de la profondeur est plus important pour les lacs peu profond. Le coefficient d’extinction qui mesure la pénétration du rayonnement solaire dans l’eau est lui aussi influent pour les lac de faible profondeur.Dans la suite du travail, nous avons couplé ORCHIDEE avec FLake et testé plusieurs stratégies d’agrégation des profondeurs à plusieurs résolutions (0.25 et 0.5 degrés). Nous avons utilisé la base de données GloboLakes pour valider les températures de surface de lac et la base de données « Global Lake and River Ice Phenology Database » pour valider les périodes de gel. Nous avons utilisé 5 forçages atmosphériques différents et nous avons remarqué la forte sensibilité du couplage aux forçages choisis. La stratégie d’agrégation des profondeurs des lacs à l'échelle de la maille de calcul, quant à elle, influence peu les résultats.Le modèle couplé a finalement montré de bons résultats. Pour chaque série, la médiane des erreurs obtenues sur les températures à varie entre 2.7 K et 3.2 K. Les périodes de gel sont en général surestimées. La médiane des erreurs sur la période de gel varie entre 20 et 41 jour selon le forçage utilisé.Des pistes d’amélioration du couplage sont envisagées comme la paramétrisation spatiale du coefficient d’extinction et l’évolution temporelle des profondeurs contraintes par les mesures satellitaires du futur instrument SWOT. Enfin, dans une perspective à plus long terme, il est envisagé de coupler le modèle ORCHIDEE-FLake avec le modèle atmosphérique LMDZ.

I - Introduction Au Quebec, dans le cadre des responsabilites devolues localement au milieu municipal en matiere d'amenagement du territoire, les municipalites doivent assumer la protection des milieux riverains et des plaines inondables en fonction des orientations et normes minimales definies par la Politique de Protection des Rives, du Littoral et des Plaines Inondables (PPRLPI) (MDDEFP, 2012). Cette politique propose un cadre normatif compose de deux types de zones inondables : un premier...

L'évapotranspiration est une composante majeure du bilan hydrologique, car elle exprime les échanges de masse et d'énergie entre le système sol-eau-végétation et l'atmosphère. Sa connaissance précise est indispensable dans plusieurs applications environnementales, telles que la climatologie, l'hydrologie et l'agronomie. La télédétection est un outil incontournable pour l'évaluation de l'évapotranspiration, à la fois dans l'espace et dans le temps.Dans cette contribution, le modèle de spatialisation METRIC (Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with Internalized Calibration) est appliqué pour l'estimation de l'évapotranspiration d'un agro-système semi-aride situé dans la plaine du Sersou en Algérie. Deux images du satellite Landsat 7 acquises le 13 mars 2012 et le 30 avril 2012 ont été utilisées. Le modèle METRIC se base sur la résolution de l'équation du bilan d'énergie à la surface, où l'évapotranspiration est estimée comme le terme résiduel lorsque le rayonnement net, le flux de chaleur sensible et le flux de chaleur du sol sont connus. Différents indices d'alimentation en eau de surface dérivés de l'évapotranspiration ont été ensuite calculés : la fraction d'évapotranspiration de référence, le paramètre de PRIESTLEY-TAYLOR et la résistance de surface à l'évaporation. Ces indices permettent le diagnostic quantitatif de l'état hydrique du pixel. Les résultats obtenus concernent la validation du modèle utilisé pour l'analyse de la distribution spatiale de l'évapotranspiration et des flux énergétiques de surface. En conclusion, les résultats montrent que le modèle peut être considéré comme une approche prometteuse de spatialisation de l'évapotranspiration dans le cas des régions où les informations de terrain sont rares ou difficiles à collecter. The quantification of evapotranspiration from agricultural areas is important for agriculture water management, especially in arid and semiarid regions where water deficiency is becoming a major constraint in economic welfare and sustainable development. Remote sensing based energy balance models are presently most suited for estimating evapotranspiration at both field and regional scales.In this contribution, METRIC (Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with Internalized Calibration), a remote sensing of spatializing, has been applied for the estimation of actual evapotranspiration in the Sersou plain, a semiarid region in Algeria with heterogeneous surface conditions. Two images acquired by the Lansat 7 satellite on March 13th, 2012 and April 30th, 2012 were used. The METRIC model followed an energy balance approach, where evapotranspiration is estimated as the residual when the net radiation, sensible heat flux and soil heat flux are known. Different moisture indicators derived from the evapotranspiration were then calculated: evaporative fraction, PRIESTLEY-TAYLOR parameter and surface resistance to evaporation. These calculated indicators facilitate the quantitative diagnosis of moisture stress status in pixel basis. The obtained results concern the validation of the used model for spatial distribution analysis of evapotranspiration and moisture indicators. The evaluation of evapotranspiration and surface energy fluxes are accurate enough for the spatial variations of evapotranspiration rather satisfactory than sophisticated models without having to introduce an important number of parameters in input with difficult accessibility in routine. In conclusion, the results suggest that METRIC can be considered as an operational approach to predict actual evapotranspiration from agricultural areas having limited amount of ground information.

In recent years, environmental degradation has become one of the most worrying issues and challenges in Haiti. This alarming situation is above all characterized by deforestation and deforestation which lead to land degradation, the weakening and disturbance of the underlying habitats and ecosystems. Consequently, it endangers biodiversity and causes climate disruption by disrupting the water and carbon cycle. Based on this observation, understanding the dynamics of the forest and tree cover becomes a prerequisite, even sine qua non, in the search for a sustainable and effective solution against this environmental drift.The objective of this thesis is to carry out a diachronic analysis of the forest cover at the level of Haitian national parks and reserves housing the forest relics of the country in order to determine the meaning and the causes of the conversion of the landscape by means of remote sensing. This study is carried out on three land sites, namely the National Natural Parks of Forêt des Pins, La Visite and Macaya and a coastal and marine site, the Three Bays National Park (PN3B). The first three are made up mainly of pine forest (Pinus occidentalis), apart from Macaya Park, which contains a large part of deciduous trees, while the last is made up mainly of mangroves.To achieve the set objective, a multi-date mapping of physical land occupations was carried out on each of the study sites considered. Thus, Landsat images (TM, ETM and OLI) were used as a basis for the thematic classification of soils. From the results of the classification for each of the dates that were considered, a change matrix was established. This approach made it possible not only to detect spatiotemporal changes in the landscape, to establish the conversion relationships between the different categories of land use, but also to determine the directions, speed and rate of changes in land use for each period defined.The results obtained showed a continuous decline in forest cover in favor of the extension of other identified occupations, for all periods and for each of the study sites. In view of these results and from the information gathered in the field, the destruction of forest areas would result mainly from anthropization. The latter is most often characterized by poor agricultural practices, artificialization of forest areas (urban development), exploitation of wood fuels, extraction of timber and construction, and intentional fires. These actions are drawn, influenced and exacerbated by the governance and regulatory failure associated with socio-economic precariousness and political instability.Now, due to the existence of data, the managers of National Parks and the various actors concerned have a decision support tool that will allow them to better plan the effective and sustainable management and development of their areas. respective interventions., Depuis quelques années, la dégradation environnementale est devenue l’un des enjeux et défis les plus préoccupants en Haïti. Cette situation alarmante est surtout caractérisée par le déboisement et la déforestation qui induisent la dégradation des terres, la fragilisation et la perturbation des habitats et écosystèmes sous-jacents. Par conséquent, cela met en péril la biodiversité et engendre le dérèglement du climat en perturbant le cycle de l’eau et du carbone. Fort de ce constat, comprendre la dynamique de la forêt et du couvert arboré, devient une condition préalable, voire sine qua non, à la recherche d’une solution durable et efficace contre cette dérive environnementale.L’objectif de cette thèse est de procéder à une analyse diachronique du couvert forestier au niveau des parcs et réserves nationaux haïtiens abritant les reliques forestières du pays en vue de déterminer le sens et les causes de la conversion du paysage au moyen de la télédétection. Cette étude est réalisée sur trois sites terrestres, à savoir les Parcs Nationaux Naturels de Forêt des Pins, de la Visite et de Macaya et un site côtier et marin, le Parc National des Trois Baies (PN3B). Les trois premiers sont constitués essentiellement de forêt de pins (Pinus occidentalis), hormis le Parc Macaya contenant une bonne partie de feuillus, alors que le dernier est formé principalement de mangrove.Pour parvenir à l’objectif fixé, une cartographie multi-date des occupations physiques du sol a été réalisée sur chacun des sites d’étude envisagés. Ainsi, des images Landsat (TM, ETM et OLI) ont servi de base pour la classification thématique des sols. A partir des résultats de la classification pour chacune des dates qui ont été considérées, une matrice de changement a été établie. Cette démarche a permis non seulement de déceler les changements spatiotemporels du paysage, d’établir les relations de conversion entre les différentes catégories d’occupation du sol, mais aussi de déterminer les sens, la vitesse et le taux de changements des occupations du sol pour chaque période définie.Les résultats obtenus ont permis de constater un recul continu de la couverture forestière au profit de l’extension des autres occupations identifiées, pour l’ensemble des périodes et pour chacun des sites d’étude. Au vu de ces résultats et à partir des informations recueillies sur le terrain, la destruction des superficies forestières résulterait principalement de l’anthropisation. Cette dernière est le plus souvent caractérisée par les mauvaises pratiques agricoles, l’artificialisation des espaces forestiers (développement urbain), l’exploitation des combustibles ligneux, l’extraction du bois d’oeuvre et de construction et les incendies intentionnels. Ces actions sont soutirées, influencées et exacerbées par la défaillance de gouvernance et règlementaire associée à la précarité socio-économique et l’instabilité politique.

International audience; The Sahel is a fragile region, characterized in recent decades by profound changes in land use, which are the result of complex interactions between societies and their environment. These phenomena, which modulate and transform the landscape, take place on several spatial and temporal scales. However, few studies have highlighted this multidimensional reality, most generally focusing only on the local or regional level, and on a single site. In this study, we mobilized two scales (local and regional) on three different sites. On the one hand, we performed a diachronic mapping of land cover by the analysis of multispectral Landsat images and, on the other hand, we studied its articulation with NDVI and rainfall time series.The results bring out an original synthesis of the land cover trends observed in the Sahelian agro-pastoral zone. They help understanding the complexity of the multi-scale phenomena that characterize the evolution of Sahelian areas. If the analysis of the time series confirms, as has been observed by several authors, an overall regreening trend on a regional basis as a result of the improvement in rainfall conditions from the 1990s, the diachronic analyzes proposed in this study found significant contrasts at finer scales. Considering the total area mapped (Landsat images covering each region), the areas of vegetation cover progression between 1999 and 2010 represent 18 % of the Gourma area and 27 % for Fakara. In terms of net change between 1999 and 2010, in Fakara which has the highest rate of progression (+13 %), the Dantiandou municipality shows, in contrast, a negative rate (-35 %) which is not the case in the two other studied municipalities: +7 % for Téssékré (in Ferlo) and +12 % for Hombori (in Gourma).; La bande sahélienne est une région fragile, caractérisée ces dernières décennies par des changements profonds de l'occupation du sol, résultats de processus biophysiques et de complexes interactions entre les sociétés et leur environnement. Ces processus, qui modulent et transforment le paysage, s'expriment à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Pourtant peu de travaux mettent en valeur cette réalité multidimensionnelle et rares sont les approches comparatives multiscalaires. Dans cette étude, deux échelles (locale et régionale) ont été conjointement mobilisées, sur trois sites. La cartographie diachronique de la couverture du sol par l'analyse d'images multispectrales Landsat et son articulation avec l'analyse des séries temporelles (pluviométrie et NDVI) ont été couplées.Les résultats mettent en lumière une synthèse originale des tendances observées concernant les changements d'occupation du sol par la végétation en zone agropastorale sahélienne. Ils permettent de mieux cerner la complexité du caractère multiscalaire de l'évolution des espaces sahéliens. À la suite de nombreux auteurs, l'analyse des séries temporelles confirme globalement une tendance au reverdissement à l'échelle régionale comme résultat de l'amélioration des conditions pluviométriques à partir des années 1990. Cependant les analyses diachroniques proposées dans cette étude ont révélé d'importants contrastes puisque par rapport à la surface totale cartographiée (emprise des images Landsat couvrant chaque région) les surfaces de progression de la couverture végétales entre 1999 et 2010 correspondent à 18 % de la zone du Gourma et 27 % pour le Fakara. En termes d'évolution nette entre 1999 et 2010, dans le Fakara, qui présente le plus fort taux de progression (+13 %), la commune de Dantiandou montre, à l'inverse, un taux négatif (-35 %), ce qui n'est pas le cas des deux autres communes étudiées : +7 % pour Téssékré (dans le Ferlo) et +12 % pour Hombori (dans le Gourma).

Sea ice plays a major role in ocean circulation as well as in the climate and weather system. In the context of global warming, the extent of the Arctic sea ice has been decreasing steadily over the last 40 years and monitoring of the Arctic is essential. Microwave instruments on board satellites allow the study of this region of the Earth under all weather conditions, and regardless of the day/night cycle. Particularly suited over polar regions with high cloud cover and a six-month polar night, microwave satellite provide key observations for estimating geophysical parameters of the sea ice. Nevertheless, the understanding of the physics underlying the observed microwave signatures is still partial. This thesis aims at improving our understanding of the microwave signals of the sea ice and is part of the preparation of two upcoming Earth observation missions led by the European Space Agency: the Copernicus Imager Microwave Radiometer (CIMR) and the Copernicus Polar Ice and Snow Topography ALtimeter (CRISTAL). In a first part, the covariabilities of passive microwave signals, highlighted by an unsupervised classification technique, will be analyzed and interpreted jointly with active microwave signals, using a microwave radiative transfer model. The results showed that it is possible to identify specific behaviors of sea ice concentration and thickness, and snow structure. The importance of metamorphism within the snowpack for the interpretation of passive microwave signals was highlighted. In a second part, an algorithm for estimating sea ice thickness from passive microwave observations was developed using an artificial intelligence technique. The results were compared to in situ sea ice thickness measurements and also showed good performance compared to other satellite-based sea ice thickness products. By applying the algorithm to a long collection of intercalibrated satellite data, a time series of Arctic sea ice thickness was constructed between 1992 and 2020, making it the longest to date. A final section deals with microwave altimetry techniques for measuring geophysical parameters of the sea ice. The sensitivity of microwave altimetry waveforms to the thickness of the snow cover of the Arctic sea ice is analyzed., La banquise joue un rôle majeur dans la circulation océanique ainsi que dans le système climatique et météorologique. Dans un contexte de réchauffement climatique, où l’étendue de la banquise arctique ne cesse de décroître depuis les 40 dernières années, le suivi et la surveillance de l’Arctique est essentiel. Les instruments micro-ondes à bord de satellites permettent l’étude de cette région terrestre par tous les temps, indépendamment du cycle jour/nuit. Particulièrement adaptées à l’observation des régions polaires où la présence de nuages est importante et où la nuit polaire dure six mois, les observations satellites micro-ondes sont la pierre angulaire des estimations des paramètres géophysiques de la banquise. Néanmoins, la compréhension de la physique sous-jacente aux signatures micro-ondes observées est encore partielle. Cette thèse a pour but d’améliorer notre compréhension des signaux micro-ondes de la banquise et se place dans le cadre de la préparation de deux prochaines missions d’observation de la Terre menée par l’Agence Saptiale Européenne : le Copernicus Imager Microwave Radiometer (CIMR) et le Copernicus polaR Ice and Snow Topography ALtimeter (CRISTAL). Dans une première partie, les covariabilités des signaux micro-ondes passifs, mis en avant par une technique de classification non supervisée, seront analysées et interprétées conjointement avec des signaux micro-ondes actifs à l’aide d’un modèle de transfert radiatif micro-onde spécifique à la banquise. Les résultats ont montré qu’il est possible d’identifier les comportements spécifiques de la concentration et de l’épaisseur de la glace de mer, et de la structure de la neige. L’importance du métamorphisme au sein du manteau neigeux pour l’interprétation des signaux micro-ondes passifs a été mis en évidence. Dans une deuxième partie, un algorithme d’estimation de l’épaisseur de la glace de mer à partir d’observations micro-ondes passives a été développé en utilisant une technique d’intelligence artificielle. Les résultats ont été comparés à des mesures in situ d’épaisseur de glace de mer et ont aussi montré de bonnes performances en comparaison à d’autres produits satellitaires d’épaisseur de glace de mer. En appliquant l’algorithme à une longue collection de données satellitaires intercalibrées, une série temporelle d’épaisseur de glace de mer arctique a été construite entre 1992 et 2020, ce qui en fait la plus longue à ce jour. Une dernière partie traite des techniques altimétriques micro-ondes pour la mesure des paramètres géophysique de la banquise. Une analyse de la sensibilité des formes d’ondes altimétriques micro-ondes à l’épaisseur du manteau neigeux de la banquise arctique est menée.