Contribution de la télédétection satellitale radar pour le suivi des paramètres de surface d une zone sahélienne agro-pastorale

Les diffusiomètres à bord des satellites ERS sont des capteurs radar à faible résolution spatiale (50 km) et à haute résolution temporelle (une acquisition tous les 3-4 jours environ), bien adaptés au suivi des surfaces continentales à l échelle globale et régionale. Du fait de leur sensibilité aux fortes variations saisonnières des paramètres de surface tels que la masse végétale et l humidité du sol, ils offrent des perspectives intéressantes pour le suivi des régions semi-arides comme le Sahel d Afrique de l Ouest. Des études antérieures menées sur les régions pastorales sahéliennes, relativement homogènes, ont permis l élaboration de cartes de production de masse herbacée à partir des données des diffusiomètres. Afin de pouvoir étendre ces travaux à l ensemble de la ceinture sahélienne, l objectif de cette thèse est d évaluer le potentiel de ces instruments pour le suivi de zones agro-pastorales, caractérisées par une plus grande hétérogénéité spatiale à l échelle de la cellule de résolution considérée. La zone retenue est localisée dans la région du Fakara (Niger), pour laquelle de nombreuses mesures in situ ont été effectuées sur la période 1992 2000. Dans un premier temps, l influence de l hétérogénéité de la zone d étude sur le signal est étudiée par comparaison avec les données acquises par le Radar à Synthèse d Ouverture du satellite ERS, qui sont caractérisées par une résolution spatiale de l ordre de 20 m. Puis une analyse quantitative est réalisée, basée sur le couplage d un modèle de fonctionnement de la végétation sahélienne décrivant l évolution de la scène observée, avec un modèle de rétrodiffusion simulant le signal tel qu il serait mesuré par un capteur radar. Les résultats obtenus montrent que le rôle de la végétation est négligeable dans le signal en raison du faible taux de couverture végétale rencontré sur les zones agro-pastorales. Ces résultats permettent de montrer que l humidité du sol peut être estimée à partir des seules données du diffusiomètre sur de telles zonesWind scatterometers (WSC) are radar sensors that operate at coarse spatial resolution (50 km) and high temporal resolution (one acquisition every 3-4 days approximately). They are well suited to land surface monitoring at global and regional scales. Due to their high sensitivity to strong biomass and soil moisture seasonal variations, they show good potential for the monitoring of semi-arid regions such as the Sahel in West Africa. Previous studies conducted over the relatively homogeneous Sahelian pastoral areas have led to the output of herbaceous mass maps derived from WSC data. In order to extend those studies to the entire Sahelian belt, the objective of this thesis is to investigate the potential of scatterometers for the monitoring of agro-pastoral zones, which are characterized by greater spatial heterogeneity at the scale of a resolution cell. The study area, where numerous in situ measurements have been carried out during the 1992 2000 period, is located in the Fakara region, Niger. First, the influence of the study area s spatial heterogeneity is investigated by comparison with ERS synthetic aperture radar data, whose spatial resolution is higher (around 20 m). Then, a quantitative analysis is carried out by coupling a Sahelian ecosystem process model, which describes the evolution of the observed scene, with a backscattering model that simulates the signal as a radar sensor would measure it. Results show that the influence of vegetation on the signal is negligible due to low vegetation cover in agro-pastoral areas. This allows the retrieval of surface soil moisture from WSC data alone over such areasPARIS-EST Marne-la-Vallee-BU (774682101) / SudocSudocFranceF