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Apport des données satellitaires Sentinel-1 et Sentinel-2 pour la détection des surfaces irriguées et l'estimation des besoins et des consommations en eau des cultures d'été dans les zones tempérées / Yann Pageot (2021)  

Public Titre : Apport des données satellitaires Sentinel-1 et Sentinel-2 pour la détection des surfaces irriguées et l'estimation des besoins et des consommations en eau des cultures d'été dans les zones tempérées Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Yann Pageot, Auteur ; Valérie Demarez, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 158 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, spécialité Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] Adour (bassin) [Termes IGN] bassin hydrographique [Termes IGN] bilan hydrique [Termes IGN] carte thématique [Termes IGN] cultures irriguées [Termes IGN] évapotranspiration [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] irrigation [Termes IGN] maïs (céréale) [Termes IGN] Normalized Difference Vegetation Index [Termes IGN] pédologie [Termes IGN] ressources en eau Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) L’eau est une ressource naturelle, qui depuis des millions d’années participe au cycle de la vie. Mais depuis peu, le changement climatique et les activités humaines remettent en cause l’équilibre du cycle de l’eau, alors même que les besoins en eau ne cessent d’augmenter. En effet, les besoins en eau de l’agriculture représentent 70% de l’utilisation de l’eau douce et ces besoins vont croître avec une population mondiale grandissante. Pour préserver cette ressource, il est nécessaire d’améliorer la connaissance sur les surfaces irriguées ainsi que les besoins et consommations en eau des cultures sur de grandes surfaces, mais elle n’est pas simple à appréhender à cause de la forte variabilité spatiale des sols, du climat et des pratiques agricoles. La télédétection a un rôle fondamental à jouer et plus particulièrement les données Sentinel-1 et Sentinel-2. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont vocation à fournir des outils de diagnostics pour assurer une gestion optimale de la ressource en eau à l’échelle des bassins versants. Pour cela une approche cartographie des surfaces irriguées en zones tempérées à partir d’images satellites Sentinel-1 & 2 a été développée. Cette approche basée sur le couplage de données satellitaires (optique et radar) et un algorithme de classification supervisée (Random Forest) a permis de cartographier à l’échelle parcellaire les pratiques d’irrigation (présence / absence) des cultures d’été sur deux territoires du bassin versant de l’Adour - Garonne (Adour amont et Tarn aval). La méthodologie a pu être validée grâce aux données collectées par les partenaires, soit la CACG, et les chambres d’Agriculture Hautes-Pyrénéens et du Tarn. En parallèle, la méthode a été développée dans un but opérationnel, en prenant en compte les contraintes techniques que les gestionnaires de la ressource en eau peuvent rencontrer face à la quantité importante de données que représentent les images satellitaires. Pour cela, l’approche développée se base sur les cumuls mensuels d’indices de végétation et des polarisations radars. L’utilisation de ces cumuls permet de réduire l’utilisation de la ressource informatique, pour générer une carte, tout en conservant les performances de l’approche. Pour la modélisation des besoins et des consommations en eau du maïs irrigué, le modèle SAMIR a été utilisé. Ce modèle utilise des images satellites d’indice de végétation (NDVI et FCover) pour simuler le bilan hydrique de culture. Il a été appliqué à différentes échelles spatiales et sur différents jeux de données de validation. Le modèle a été calibré et validé sur la parcelle expérimentale de Lamothe pour laquelle nous disposons, depuis 2008, de mesures d’évapotranspiration réelle (ETR) acquises par la méthode d’Eddy-Covariance. Cette phase de calibration/validation a permis d’apporter des modifications sur l’estimation de l’évaporation du sol et sur le suivi du développement de la végétation. Les estimations des besoins en eau ont ensuite été validés sur un ensemble de parcelles ainsi que sur quatre périmètres irrigués (ASA) et deux périmètres élémentaires (BV Adour amont et Neste). Les résultats montrent que le modèle est capable de reproduire de façon satisfaisante les besoins en eau d’irrigation des parcelles des partenaires lorsque la réserve utile du sol (RU) est estimée à partir de données GlobalSoilMap et de la profondeur d’enracinement maximale estimée par le Référentiel Régional Pédologique. A l’échelle des ASA et des BV, le modèle a tendance à sous-estimer les volumes saisonniers. Les résultats illustrent la nécessité d’une bonne estimation de la RU, à une échelle compatible avec une approche de modélisation du bilan hydrique, c’est à dire à la parcelle pour pouvoir estimer correctement les irrigations saisonnières et les volumes. Ces conclusions sont toutefois dépendantes du jeu de données disponible, du modèle et de la méthode de calibration choisie et ce travail nécessiterait un jeu de données plus conséquent et probablement une analyse plus poussée. Note de contenu : 1- Introduction 2- Présentation des données 3- Détection des surfaces irriguées 4- Estimation des besoins et cosommation en eau du maïs irrigué 5- Conclusion et perspectives Numéro de notice : 24068 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2021 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : https://www.theses.fr/2021TOU30281 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102105