Le travail présenté s'attache à répondre aux questions suivantes :<br /><br />L'altimétrie spatiale radar peut elle être utilisée pour régionaliser les débits du Bassin du Rio Negro ? Si oui, les méthodologies développées peuvent elles être appliquées à un bassin encore moins bien instrumenté, par exemple celui du fleuve Caqueta, en Amazonie Colombienne ? <br /><br />Nous présentons le méthodologie utilisée pour définir une série temporelle de hauteur d'eau à une station virtuelle (intersection entre une trace satellite et un plan d'eau) à partir des mesures des missions radar Topex/Poseidon et ENVISAT. La mise en œuvre d'un modèle hydrodynamique permet de propager les débits à partir de quelques stations de mesures in-situ jusqu'aux stations virtuelles. Une courbe de tarage (relation hauteur/débit) peut alors être estimée aux stations virtuelles ce qui permet de compléter les mesures in-situ et de densifier le réseau hydrologique; ainsi que déterminer certains paramètres physiques tels que la profondeur moyenne de l'eau sur la section transversale, la pente du fond du lit et le coefficient de rugosité de Manning. L'introduction de 21 et 11 stations virtuelles respectivement sur le cours principal du Rio Negro et le Caqueta, nous a permis de réduire d'environ 10 fois les tailles des bassins pour lesquels on peut disposer désormais de mesures de flux à partir des mesures spatiales.

Sept ans après l'application de la loi sur l'air de 1996, toutes les villes de France de plus de 100 000 habitants possèdent désormais un réseau de surveillance de la qualité de l'air. La qualité de l'air s'améliore progressivement selon certaines études. Pour autant, des effets néfastes sur la santé des habitants et l'environnement subsistent. Il devient nécessaire de caractériser au mieux le risque induit par la pollution. Cela passe par une meilleure connaissance de la distribution spatiale des polluants. L'analyse des outils actuels de surveillance montre que cette dernière information n'est actuellement pas disponible en zone urbaine et à petite résolution spatiale. Pourtant ces outils sont complémentaires pour une bonne compréhension de la distribution spatiale des polluants. De cette analyse, nous proposons une méthode de fusion de toutes les informations pour une meilleure cartographie de la pollution atmosphérique en milieu urbain. La démarche repose sur la possibilité de cartographier les petites structures d'un champ de concentration de polluants, appelé « champ typique ». La cartographie est effectuée en densifiant le nombre de points pris pour une cartographie par interpolation. Cette étude est menée en trois étapes. La première étape concerne la caractérisation des stations de mesures et de la ville entière. Des images satellitaires Landsat, des mesures in situ, un cadastre d'émission et une base de données géographiques sont utilisés pour définir des « cartes d'identité ». La deuxième étape met à profit ces cartes d'identité pour localiser des « pseudostations », lieux de la ville présentant des attributs similaires à une station de mesures. Enfin la dernière étape s'intéresse à l'estimation de la concentration en polluants par télédétection. Les pseudostations deviennent alors des stations virtuelles. La démarche est originale dans le sens où elle fait appel à des données de sources diverses qui permettent d'assurer une cohérence de la cartographie entre les échelles spatiales.

Le Haut Comité de Santé Publique donne des recommandations sur les moyens d'améliorer la connaissance des phénomènes liés à la pollution atmosphérique dans le but d'aider à l'évaluation de l'exposition des citadins. Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans ce contexte global en s'orientant vers la cartographie de la concentration en particules en ville. Plusieurs outils existent aujourd'hui qui permettent de dériver des informations sur la qualité de l'air. Ce sont des cartes obtenues par des méthodes d'interpolation spatiale des mesures ponctuelles ou des modèles numériques. Ces deux approches ont des limitations. L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'établissement d'une stratégie de cartographie de la pollution atmosphérique sur l'ensemble d'une agglomération à l'échelle de la rue (100 m) en s'appuyant notamment sur l'imagerie satellitaire. La stratégie de cartographie comprend deux méthodes. La méthode des champs typiques vise à améliorer la représentation de la pollution en appliquant des méthodes de fusion de données à des cartes de pollution déjà existantes. Les méthodes de fusion de données sont appliquées à la cartographie de la qualité de l'air. Une formalisation de la méthode des champs typiques est donnée et un essai sur un cas pratique est réalisé. La méthode de densification du réseau de mesure vise à créer des cartes de pollution en interpolant les valeurs de concentration mesurées par les stations. Des stations virtuelles s'ajoutent au stations réelles du réseau de mesure pour le rendre plus dense et améliorer ainsi l'interpolation. Ces stations virtuelles sont déterminées à partir d'une classification sur des éléments décrivant l'environnement des stations. Pour la ville de Strasbourg, 635 stations virtuelles sont ajoutées aux cinq stations réelles existantes. La cartographie par interpolation avec ces stations est améliorée qualitativement et quantitativement (jusqu'à 70 %). Pour valider la définition des stations virtuelles, l'imagerie satellitaire est utilisée. Les longueurs d'ondes autour de 815 nm sont les plus sensibles aux particules. La bande spectrale TM1 du capteur TM de Landsat5 est appropriée pour la détection des particules et est utilisée pour valider les stations virtuelles. 70 % des stations virtuelles ont été validées avec cette approche.