Bande X

Les travaux de modélisation en bande X sont peu nombreux, probablement parce que les SARs spatiaux fonctionnant à ces fréquences sont encore récents et que les efforts de modélisation ont été plutôt portés sur les bandes C et L qui sont disponibles depuis longtemps.

Le Toan et al. (1989) ont modélisé par l’approche du transfert radiatif les contributions respectives de la diffusion de volume (avec comme diffuseur les feuilles modélisées comme des cylindres) et de l’interaction surface-volume.

Les résultats ont montré qu’en début de saison, l’interaction surface-volume est le phénomène de diffusion dominant aux polarisations HH et VV à toutes les incidences (de 10° à 70°). A un stade plus avancé, l’interaction surface-volume est toujours dominante pour VV aux faibles incidences (10°-30°) et pour HH aux incidences faibles à moyennes (10° à 50°), mais pour VV aux incidences moyennes (30°-50°) et pour HH aux incidences élevées (50°-70°), la rétrodiffusion est caractérisée par une contribution mixte de l’interaction surface-volume et de la diffusion de volume, et est dominée pour VV aux incidences élevées par la diffusion de volume.

Le profil temporel des rétrodiffusions est également modélisé pour une incidence de 60°, et montre pour X-HH-60° une augmentation de la rétrodiffusion en début de saison (interaction

30 surface-volume croissant avec le volume) suivie d’un plateau (diminution de l’interaction surface-volume à cause de l’atténuation par le volume, compensée par l’augmentation de la diffusion de volume), et pour X-VV-60° une augmentation en début de saison suivie d’une diminution à partir de la mi-saison (diminution de l’interaction surface-volume non compensée par l’augmentation de la diffusion de volume qui atteint un plateau). En VV, l’atténuation due au volume est plus grande qu’en HH car le volume est constitué de structures verticales (tiges). Les résultats de ces modélisations sont en accord avec des mesures issues du SARs aéroporté VARAN-S sur des rizières en Camargue.

De plus, la rétrodiffusion HH est inférieure à la rétrodiffusion VV en début de saison, mais supérieure à maturité (de 4 à 10dB, corrélés positivement avec la hauteur des plantes). En effet, à cause de la plus forte atténuation en VV qu’en HH due aux structures verticales comme les tiges ou dans une moindre mesure les feuilles, le terme d’interaction surface- volume devient négligeable en VV alors qu’il reste important en HH. Cette particularité a permis aux auteurs de faire une carte des rizières en appliquant un seuil au rapport de polarisation HH/VV en fin de saison.

Dans cette étude, le profil temporel des co-polarisations n’a cependant pas été modélisé aux incidences plus faibles, et la polarisation croisée n’a pas été considérée.

Inoue et al. (2002) ont effectué des mesures de la rétrodiffusion de rizières sur un site expérimental au Japon à partir d’un diffusiomètre au sol, aux polarisations HH, VV et HV, et aux incidences de 25°, 35°, 45° et 55°, pendant toute une saison. Ces mesures ont été faites sur une gamme très large de fréquences : en bande Ka, Ku, X, C et L. Les résultats pour les bandes C et L seront commentés dans les parties correspondantes.

Toutes les configurations en bande X ont montré une augmentation assez rapide de la rétrodiffusion en début de saison (environ les 50 premiers jours), attribuée à l’augmentation de l’interaction surface-volume consécutive à l’augmentation de la densité de tiges, suivie d’une diminution légère pour les incidences faibles et plus importante pour les incidences fortes, attribuée au développement des feuilles qui atténuent le signal, et d’une augmentation légère en fin de saison avec l’apparition des épis.

Le comportement du rapport de polarisation HH/VV aux hautes incidences (45° et 55°) est le même que dans Le Toan et al. (1989) : HH/VV<1 en début de saison et HH/VV>1 en fin de saison. Ce n’est cependant pas le cas, ou de façon non significative, à 25° et 35°.

31 Les valeurs de la rétrodiffusion en polarisation croisée sont à peu près du même ordre de grandeur que celles des co-polarisations.

Les profils temporels rapportés par Inoue et al. (2002) sont globalement en accord avec d’autres mesures effectuées par Kim et al. (2000) en bande X à l’aide d’un diffusiomètre au sol, aux polarisation HH, VV et HV, et aux incidences de 10°, 20°, 30°, 40°, 50° et 60°, sur toute une saison de riz en Corée du Sud.

Dans cette expérience, la polarisation croisée présente comme prévu des valeurs de rétrodiffusion sensiblement inférieures à celles des co-polarisations.

Le comportement du rapport de polarisation HH/VV aux hautes incidences n’est pas comparable à celui décrit par Le Toan et al. (1989) et Inoue et al. (2002). Une explication avancée est que la densité des plantes de riz est très élevée dans ce site par rapport aux valeurs rapportées dans les autres travaux, et que par conséquent l’atténuation due au couvert peut être suffisamment importante pour que l’interaction surface-volume soit négligeable en HH aussi.

En résumé, en bande X, le comportement de la rétrodiffusion semble être marqué par une augmentation assez rapide en début de saison (plus d’une dizaine de décibels) à toutes les polarisations et à toutes les incidences, suivi d’une diminution et d’une nouvelle augmentation plus ou moins marquées.

Le rapport de polarisation HH/VV aux fortes incidences peut également avoir un comportement caractéristique, mais peut-être uniquement dans le cas où la densité des plantes de riz n’est pas trop élevée, ce qui est limitant.