Cette étude est basée sur les mesures collectées pendant la période d'observation de l'Expérience INDOEX (Indian Ocean Experiment) pendant l'hiver 1999. Le but de ce travail est premièrement d'examiner les propriétés des systèmes convectifs à mesoéchelle (MCSs) à l'aide des images METEOSAT-5 infrarouge; deuxièmement, d'étudier les précipitations en employant les données micro-ondes de DMSP-SSM/I et de TRMM-TMI; troisièmement, de présenter une comparaison des échantillonnages des données obtenus pour les orbites de différents satellites et de présenter un des avantages du nouveau satellite Megha-Tropiques. Dans la première partie, un algorithme de suivi des nuages sur les images Meteosat-5 IR a été appliqué pour calculer les paramètres radiatifs et morphologiques de chaque MCS. Les trajectoires de chaque MCS ont été construites, et les situations de dissipation, division et fusion des systèmes identifiées. La carte de fréquence d'occurrence montre que la plupart des systèmes se produisent dans la zone intertropicale de convergence (ITCZ) distribuée de l'Indonésie jusqu'au nord de Madagascar, deux autres secteurs distincts apparaissant au sud du Golfe du Bengale et au sud de Madagascar. Les résultats montrent que les MCSs qui ont un cycle de vie long sont fortement associés aux températures de brillance les plus froides, moins de 210 K, et à une surface énorme de couverture nuageuse, supérieure à 105 km2. Une autre étude porte sur l'orientation du mouvement de chaque MCS pour différentes durées de vie; elle indique les différentes directions préférentielles de propagation des MCSs dans chaque zone subdivisée: par exemple environ 63% des MCSs au sud de Madagascar vont vers l'est. La deuxième partie de l'étude a pour but de caractériser la relation entre la précipitation régionale et la distribution des MCSs. Les données SSM/I des trois satellites DMSP présents à cette période ont été employées pour estimer les précipitations. Le taux de pluie au-dessus de l'océan est dérivé à partir de l'algorithme de Scattering Index (SI) de Grody [1991]. Ces résultats sont comparés aux estimations de taux de pluie de TRMM TMI et au produit cumul de pluie mensuel et quotidien du Global Precipitation Climatology Project (GPCP). Une carte de taux de pluie moyen mensuel montre la corrélation élevée entre les précipitations et la fréquence de distribution des MCSs. Les variations journalières des précipitations montrent que la pluie a tendance à tomber le matin près des secteurs côtiers tandis qu'il n'y a pas de période préférencielle sur l'océan ouvert. Le dernier sujet concerne le rôle de l'amélioration de l'échantillonnage des mesures journalières sur un secteur spécifique de la région tropicale. Par comparaison avec les satellites DMSP et TRMM qui fournissent en moyenne une seule observation par jour, le futur satellite Megha-Tropiques fournira 3 à 6 observations par jour pour n'importe quel point entre 23°N à 23°S. Cela sera très utile pour les études des MCSs et des précipitations associées dans différentes phases de leur développement.

Cette recherche a pour objectif d'évaluer l'impact des politiques publiques de conservation et de gestion des aires protégées face aux logiques paysannes d'exploitation des ressources et de développement. Dans le cadre de cette réflexion, nous tentons d'estimer le poids réel des politiques nationales de conservation des aires protégées de l'Extrême-Nord Cameroun. Cette recherche se propose de répondre à la question suivante : l'analyse de la dynamique de l'occupation du sol à l'intérieur et autour des aires protégées permetelle de juger de l'efficacité de la politique de conservation dans les aires protégées de l'Extrême- Nord Cameroun ? Pour caractériser et évaluer la dynamique de la végétation, la méthode retenue privilégie une double entrée prenant en compte à la fois la spatialisation et le discours. De la sorte, l'exploitation à la fois des données historiques et juridiques, des données cartographiques et des images satellites acquises à des dates successives est complétée par des relevés de terrain et des enquêtes socio-économiques. L'ensemble des informations collectées constitue la base de données nécessaire pour la création d'un Système d'information Géographique (SIG), outil indispensable à la gestion durable des ressources dans les aires protégées.

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse est dédié au développement des méthodes en télédétection radar polarimétrique et interférométrique.<br /><br />L'interférométrie radar à synthèse d'ouverture renseigne sur la topographie de la zone étudiée ou sur ses déformations. Nous mettons en place des traitements interférométriques pour obtenir un champ de déplacement au sol.<br /><br />La polarimétrie radar étudie les interactions de l'onde électromagnétique avec le milieu étudié et nous informe sur les propriétés physiques des rétrodiffuseurs. Nous examinons en détail les deux modèles de paramétrisation des vecteurs de rétrodiffusion : le modèle alpha/beta et le modèle TSVM. Nous proposons ensuite d'utiliser la distribution de Fisher pour modéliser la texture dans les images polarimétriques. En utilisant le modèle multiplicatif scalaire, nous dérivons l'expression littérale de la distribution de la matrice de cohérence et nous proposons d'implémenter cette nouvelle distribution dans un algorithme de segmentation hiérarchique.<br /><br />Les différentes méthodes proposées durant cette thèse ont été appliquées sur des données interférométriques en bande C sur les glaciers et sur des données polarimétriques en bande L dans le milieu urbain.

L'objectif des études en télédétection au Laboratoire de Glaciologie et de Géophysique de l'Environnement est de pouvoir mesurer de l'espace les paramètres géophysiques importants caractérisant la surface des calottes polaires, tels que les zones de fonte, la température et l'accumulation de neige. De plus, les mesures satellitaires dans le domaine des micro-ondes offrent l'avantage d'être peu sensibles aux effets atmosphériques et de fournir des informations sur une épaisseur du manteau neigeux de quelques centimètres à plusieurs mètres. Un modèle semi-empirique basé sur le transfert radiatif et un modèle thermodynamique simple ont permis, moyennant l'hypothèse d'une émissivité constante et l'ajustement du coefficient d'extinction dans le milieu, de reconstruire les températures de brillance mesurées par le satellite (données SSM/I), à partir des seules températures de l'air dont nous disposions. Cette méthode a été testée sur deux sites d'Antarctique présentant des caractéristiques de neige différentes. Ce modèle a ensuite été inversé de façon à déterminer la température de surface de la neige à partir des mesures satellitaires. Le problème est actuellement sous déterminé, cependant les résultats sont prometteurs. De manière à valider les modèles, nous avons acquis simultanément, en un site glaciaire du massif du Mont-Blanc, des mesures radiométriques à plusieurs fréquences et angles d'incidence, avec le radiomètre PORTOS du CNES, fixé à une télécabine, et des mesures des caractéristiques du manteau neigeux. Ces mesures ont été étalonnées, corrigées de l'angle local d'incidence, l'effet du diagramme d'antenne sur la mesure angulaire a été évalué. Elles ont alors été comparées aux valeurs simulées par un modèle d'émissivité de la neige pour un milieu uniforme et stratifié et à un modèle de transfert radiatif. Les problèmes de caractérisation de la structure de la neige pour les micro-ondes et de modélisation de la diffusion par les cristaux ont été soulevés.

La télédétection satellitaire est un outil privilegié pour estimer les caractéristiques des calottes polaires, régions difficiles d'accès de notre planète. Dans le spectre visible et proche infrarouge, les informations reçues proviennent des premiers centimètres du manteau neigeux. Or, la modélisation des propriétés optiques de la neige dans ces gammes d'ondes montre que la réflectance de la neige dépend de la taille de ses grains. Le sujet de cette thèse est d'étudier les relations entre les données de télédétection et la réflectance théorique de la neige pour calculer la taille des grains de la couche de surface d'un manteau neigeux. Une méthode de détermination de la taille des grains est proposée et on effectue une étude de sensibilité aux paramètres intervenant dans le processus: atmosphère, étalonnage, topographie. Deux modèles théoriques sont etudiés et utilisés, sur l'Antarctique et sur les Alpes. De simples rapports de réflectances mesurées dans des canaux différents donnent par ailleurs des résultats prometteurs, et permettront peut-être un suivi opérationnel du manteau neigeux. Enfin, une collaboration avec le Centre d'Etudes de la Neige de Météofrance a donné lieu à une étude des propriétés optiques de la neige polluée par des composants atmosphériques

La réflectance de la neige est un paramètre climatique important qui suscite l'intérêt de plusieurs disciplines telles que la glaciologie, la climatologie, la météorologie, la prévision des risques d'avalanches. Le but de cette thèse est l'étude théorique et expérimentale de la réflectance de la neige sur la partie visible et proche infrarouge du spectre solaire. Une grande partie de ce travail de recherche a été consacrée à la modélisation des propriétés optiques de la neige en fonction de ses caractéristiques physiques (taille et forme des cristaux) et de sa pollution par le carbone suie. Le modèle développé fait appel a la théorie du transfert radiatif à l'aide de la méthode adding-doubling et fournit la polarisation du rayonnement réfléchi. Les limites de la théorie (forme des cristaux de neige dans le proche infrarouge) ont été mises en évidence lors de confrontations avec des mesures effectuées en laboratoire et sur le terrain. Cette étude s'inscrit aussi dans le cadre de la télédétection satellitaire et a pour but l'analyse des futures données du polarimètre-imageur P.O.L.D.E.R. (polarization and directionality of earth's reflectance) au dessus de l'Antarctique. Pour cela, un modèle prenant en compte la B.R.D.F. (bidirectional reflectance diffusion function) et les rugosités de surface (sastrugi) a été mis au point. Des mesures terrain de B.R.D.F. au pôle Sud nous ont été fournies et les résultats de comparaison avec le modèle sont prometteurs

Les vallées du bassin versant de la Maine forment des paysages diversifiés soumis à des enjeux multiples(étalement urbain, activités agricoles, boisements). Les interactions entre l'eau et les activités humainesprésentent une certaine variabilité. Pour rendre compte des caractéristiques des vallées, de leurs diversités et deleurs singularités, la recherche est fondée sur les descripteurs objectifs (matériels) en utilisant d'une approchemultiscalaire et reproductible. Une typologie des types de vallées est réalisée en s'appuyant sur une approchemorphologique (MNT/analyse spatiale) pour caractériser les morphologies de vallées et une approche des modesd'occupation du sol (traitement d'images LANDSAT ETM+7) pour renseigner les types de couvertures du sol.23 types des paysages de vallées sont identifiés. La typologie met surtout en évidence la diversité de paysages devallée, pourtant souvent négligée par les approches classiques. La confrontation des résultats de cette typologieavec les atlas des paysages valide les types de vallées. Un suivi des changements dans les vallées du bassinversant de la Maine est mesuré, à partir d'images LANDSAT TM 1984 et ETM 2003, en utilisant les outilsgéomatiques (télédétection, SIG et techniques statistiques). Les méthodes et les procédures adoptées dans cetterecherche sont la cartographie de l'occupation du sol, l'obtention d'indicateurs et la cartographie deschangements. Les vallées intermédiaires sont les vallées les plus soumises aux changements, alors qu'aucontraire, les vallées jugées remarquables (gorges, vallées très encaissées et les basses vallées) sont les valléesayant le moins évolué. La détection des changements par type de vallées met en avant l'intérêt de combinaisond'approches morphologiques et d'approches d'occupation du sol, ce qui permet de montrer l'influence de naturedes reliefs à l'évolution d'occupation du sol. La confrontation des types de vallées avec les politiques paysagèrespermet de mettre en évidence le rôle des acteurs dans la gestion de ces espaces. Ainsi, le travail avec d'autrestypes des données, d'autres zones et avec une échelle plus fine permet de valider les résultats tirés des vallées dubassin versant de la Maine.

Les herbiers de Zostera noltii constituent des habitats remarquables dans les zones intertidales des baies et estuaires bordés par l'Atlantique Nord. Ces herbiers étant soumis à des pressions naturelles et anthropiques, l'estimation de la dynamique spatio-temporelle se révèle alors primordiale afin de mettre en place des mesures de gestion et de protection appropriées. La télédétection visible - proche infra-rouge à partir de capteurs aéroportés et satellitaux a été utilisée pour leur identification et leur cartographie à macro-échelle. La méthodologie proposée repose sur l'analyse des spectres de réflectance des feuilles (partie épigée de l'herbier) pour des longueurs d'ondes allant de 400 à 900 nm. A partir de librairies spectrales réalisées en laboratoire par spectroradiométrie, des relations quantitatives entre la biomasse et des indices de végétation ont été obtenues, intégrant l'influence du substrat et des variations phénologiques. Cette approche spectroradiométrique a facilité l'interprétation et le traitement d'images multi et hyperspectrales (SPOT et HySpex) couvrant la baie de Bourgneuf (2°10'O, 46°57'N), révélant une extension régulière des herbiers de 1991 à 2011, probablement expliquée par un phénomène d'accrétion naturelle dans la baie, entrecoupée cependant de brèves périodes de régression (2006-2009) dont les causes ne sont pas expliquées.

La forêt couvre 40 % de la superficie terrestre, et le Canada en possède 10 % à lui seul, en majorité en milieu boréal. Le besoin de planification et de gestion que cette réalité entraîne n'a pu jusqu'ici être qu'imparfaitement satisfait par des méthodes traditionnelles de mise à jour de l'inventaire forestier, d'où la nécessité de recourir à la télédétection, et principalement à l'interprétation des images satellitaires. Dans ce contexte, les perturbations causées par les insectes constituent l'un des défis majeurs pour la mise à jour de l'inventaire forestier national (IFN). Pour effectuer le suivi de la détection des dommages causés par les insectes avec plus d'efficacité, il faut comparer des images de télédétection multidates afin de localiser les changements et d'identifier, parmi ces derniers, ceux qui découlent d'épidémies d'insectes. L'évolution des capteurs spatiaux (pannes, nouveaux lancements, etc.) nous pousse à rechercher des solutions fiables et à effectuer des comparaisons multidates à l'aide de capteurs différents. Les différences qui existent au niveau des caractéristiques de ces capteurs nous incitent à analyser chaque situation pour identifier les couples compatibles de capteurs, eu égard de plus aux exigences de la détection des dommages causés par les insectes. Après l'analyse des caractéristiques de plusieurs capteurs, nous avons trouvé que les satellites LANDSAT et SPOT répondent parfaitement aux conditions de détection de changements de notre étude. Pour faire une telle comparaison, des calculs entre bandes spectrales et indices de végétation ont été réalisés. À travers les différents calculs que nous avons appliqués pour cette étude, nous pouvons dire que pour LANDSAT, les différences entre bandes et rapports de bandes sont bien marquées par rapport aux degrés de dommages par comparaison à SPOT et LANDSAT. À cause de l'incohérence et de la faiblesse de certains résultats, des tests statistiques ANOVA et ANCOVA ont été réalisés; ils nous ont montré que les différences entre les bandes et rapports de bandes selon l'intensité des dommages sont significatives. En conclusion, pour réaliser une bonne détection des dommages, un même capteur serait préférable tandis que le choix de deux capteurs différents rendrait la détection difficile. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : télédétection, images multidates, dommages d'insectes, détection des changements, forêts.

Le point de départ d'un peuplement est normalement une perturbation majeure qui détruit la végétation présente sur un site. Cela permet la colonisation par une nouvelle cohorte. Cependant, en forêt feuillue tempérée, le renouvellement des arbres s'effectue principalement par les processus de formation et de fermeture de trouées. Cela a un effet structurant sur les peuplements d'âge mur. À l'échelle du paysage, les caractéristiques spatiales et temporelles du régime des trouées expliquent comment et à quelle vitesse la forêt se régénère. Deux types de trouées peuvent être distingués sur la base de leurs caractéristiques. Les trouées biotiques sont formées par la mort d'un ou plusieurs arbres. Elles se referment par la croissance des arbres en bordure ou sont comblées par la croissance de la régénération. Les ouvertures édaphiques sont dues à la présence de facteurs qui limitent ou empêchent l'établissement et la croissance d'arbres. Elles ne sont habituellement pas incluses dans les recherches sur les trouées qui utilisent les méthodes traditionnelles d'échantillonnage, puisqu'elles ne contribuent pas directement au régime des trouées. L'objectif de ce projet de recherche est de mesurer certaines propriétés du régime de trouées de la forêt feuillue tempérée par télédétection Lidar, ce qui n'a jamais été réalisé au Québec. En premier lieu, nous avons tenté une méthode novatrice, soit la prédiction de l'âge des trouées à partir de la structure des bosquets composés d'arbres en régénération mesurée par Lidar. Notre hypothèse est que cette structure dépend du temps écoulé depuis l'ouverture de la canopée. Cependant, nos résultats montrent une relation faible entre la structure et l'âge des trouées. La structure des bosquets d'arbres serait plutôt liée à leur historique de perturbations. Nous avons aussi essayé de créer un modèle statistique capable de distinguer les trouées biotiques des ouvertures édaphiques à partir de données Lidar, ce qui n'a jamais été tenté. Les résultats du modèle montrent que 19,5% de la surface totale en trouées est constituée d'ouvertures édaphiques. Elles occupent 1,37% des sites étudiés. Les trouées biotiques représentent 80,5% de la surface totale des trouées, et couvrent 5,71% des sites à l'étude. Ces résultats indiquent une plus faible proportion des sites en trouées que ce que la littérature rapporte pour la forêt feuillue tempérée. Ces résultats pourraient être pris en compte pour l'aménagement écosystémique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : trouées, lidar, ouvertures édaphiques, régime des trouées.