Analyse de données thermiques LandSat pour l’identificaton de propriétés hydrodynamiques de subsurface en Afrique de l’Ouest

Formation : M2R STE, spécialité ECE, ou équivalent

Laboratoire d’acueil : LTHE
Encadrement : Jean-Martial Cohard, Basile Hector

Titre : Analyse de données thermiques LandSat pour l’identificaton de propriétés hydrodynamiques de subsurface en Afrique de l’Ouest

Sujet :
Les grands enjeux sociétaux de l’hydrologie sont principalement régionaux. Ils concernent notamment le monitoring à haute résolution temporelle et spatiale des surfaces (humidité de surface et de la zone racinaire, état de stress de la végétation, débit des cours d’eau). Ces enjeux hydrologiques sont particulièrement sensibles dans les zones semi-arides de la ceinture tropicale identifiées comme étant les plus vulnérables pour faire face aux aléas climatiques. Ce monitoring distribué ne peut être envisagé qu’avec les outils de la télédétection spatiale appuyés par des méthodes d’inversion pour obtenir les variables d’intérêt. En particulier, les observations dans l’infrarouge thermique (IRT) permettent d’accéder à la température de surface et d’en dériver des produits plus élaborés comme l’évapotranspiration (ETR), l’état de stress de la végétation, etc.
La gestion de la ressource en eau ou la prévention des risques hydrologiques nécessite la mise en œuvre de modélisation hydrologique régionale à haute résolution et à base physique pour laquelle il est souvent difficile de renseigner les propriétés hydrodynamiques de subsurface. La dynamique temporelle des données de télédétection IRT pourrait permettre de renseigner ces caractéristiques de subsurface.
Dans la perspective de la mission satellite ECOSTRESS (lancement 2017 - 2019) à haute résolution temporelle (cycle diurne) et spatiale (60-80m), il est proposé d’analyser leur potentiel à l’aide des données LandSat disponibles de résolution spatiale équivalente, mais moins résolues temporellement. A partir d’images disponibles pour un site de l’observatoire AMMA-CATCH en Afrique de l’Ouest, l’étudiant s’attachera à analyser la dynamique temporelle des températures de surface autour d’un évènement pluvieux pour chaque pixel. A partir de ces différences de dynamiques, des méthodologies seront élaborées pour la cartographie des éléments de paysage au comportement hydrologique spécifique. L’évaluation de la distribution spatiale des unités cartographiées sera réalisée par comparaison à des données in situ (géophysique, température de surface). L’association de propriétés hydrodynamique à chaque unité permettra d’améliorer significativement les simulations hydrologiques à haute résolution.