Bande C

Un modèle a été développé par Durden et al. (1995), reposant sur l’approximation de Born simplifiée, et représentant la diffusion de volume et l’interaction surface-volume en co-polarisation dans une couche de diffuseurs discrets au-dessus d’une surface réfléchissante. Les paramètres sont choisis proportionnels au LAI, et le modèle est calé sur des mesures de HH et VV à 50° en bande C et L effectuées sur 19 champs en Californie à une seule date en

32 fin de saison. Du fait que les mesures de LAI et les acquisitions SAR aient été faites à une seule période et non tout au long d’une saison, la variation du LAI est due non pas à une évolution saisonnière au sein d’un champ de riz mais plutôt aux différences de densité de plantations des champs, qui varie de 551 à 1378 tiges par mètre carré. Ainsi, les valeurs des rétrodiffusions données en fonction du LAI ne s’assimilent pas à des profils temporels, mais servent plutôt à mesurer la dépendance de la rétrodiffusion à la densité des plantes. Les mesures issues d’AIRSAR ont montré que seule la rétrodiffusion C-VV-50° était corrélée significativement au LAI, et de façon négative (r=-0,69), indiquant que la rétrodiffusion diminue quand le LAI - c’est-à-dire la densité des plantes - augmente.

La modélisation montre toutefois que pour des LAI très faibles (inférieur à 1), C-VV-50° augmente avec le LAI, et diminue ensuite pour les LAI plus élevés. La décomposition des mécanismes de diffusion indique que l’interaction surface-volume domine par rapport à la diffusion de volume pour les champs les moins densément plantés (LAI<4,3), mais pour les champs les plus denses, l’atténuation du couvert est tellement forte que l’interaction surface-volume devient inférieure à la diffusion de surface-volume.

Un modèle cohérent de la diffusion dans un couvert de riz reposant sur des simulations de Monte Carlo développé par Le Toan et al. (1997) et Wang et al. (2005) a montré que la rétrodiffusion en co-polarisation linéaire dans les rizières inondées est dominée par le double-rebond issu de l’interaction couvert-sol lorsque le riz est bien développé, les diffuseurs principaux dans le couvert étant les tiges des plantes de riz, pour les incidences faibles (23°) aussi bien qu’élevées (43°). La rétrodiffusion augmente considérablement dans la première partie de la saison de riz (stade végétatif) en configuration C-HH-23° et C-VV-23° (une dizaine de décibels), et de façon un peu moindre en C-HH-43°, et a tendance à plafonner ou à décroître légèrement dans la deuxième partie de la saison (stade reproductif). Ces comportements temporels sont confirmés par des séries de données issues d’ERS et RADARSAT.

Par ailleurs, la comparaison de C-HH-23° et C-VV-23° montre que le rapport HH/VV aux faibles incidences est élevé (supérieur à 4dB) pendant une grande partie de la saison, pour des raisons similaires à celles avancées dans le cas de la bande X : le mécanisme de diffusion dominant est l’interaction surface-volume atténuée par le volume, avec une atténuation supérieure en VV à cause de la structure verticale des diffuseurs intervenant dans le volume.

33 Koay et al. (2007) ont mis au point un modèle de transfert radiatif intégrant les effets cohérents et la diffusion de volume multiple.

Les résultats de ce modèle montrent une augmentation de plusieurs décibels au cours de la saison de riz de la rétrodiffusion à 41° d’incidence, à la fois en co-polarisation, ce qui confirme les résultats de Le Toan et al. (1997) et Wang et al. (2005), et en polarisation croisée.

Pour C-HH-41°, le mécanisme de rétrodiffusion principal est l’interaction surface-volume en début de saison, puis à mesure que la plante grandit et que l’atténuation due au couvert augmente, la diffusion de volume. Pour C-VV-41°, l’interaction surface-volume est négligeable à toute date, et la diffusion de volume domine. Pour C-HV-41°, la diffusion double de volume tend à prédominer, la diffusion simple de volume restant importante et la diffusion surface-volume négligeable. La modélisation montre aussi que dès la fin du stade végétatif, la rétrodiffusion est dominée par la diffusion simple de volume en C-HH et C-VV à toutes les incidences, et par une contribution mixte des diffusions simple et double de volume en C-HV. Néanmoins, la validation de ces résultats de modélisation par des jeux de données réels n’a été faite que sous deux configurations : en C-HH-41° (RADARSAT) et en C-VV-23° (ERS).

Les mesures d’Inoue et al. (2002) confirment que les profils temporels en co-polarisation et polarisation croisée sont caractérisés par une augmentation de la rétrodiffusion au cours du stade végétatif, approximativement jusqu’à l’épiaison, suivie d’un plateau ou d’une légère diminution, et ce pour toutes les incidences testées. Les résultats présentés montrent aussi que le rapport de polarisation HH/VV atteint des valeurs élevées (plus de 5dB) pendant au moins une partie de la saison, à toutes les incidences.

En résumé, l’augmentation de la rétrodiffusion au cours de la saison semble être une

caractéristique assez générale en bande C, qui a été observée en co-polarisation dans de nombreux pays asiatiques à partir de données ERS et RADARSAT : au Japon par Kurosu et al. (1995), en Indonésie par Le Toan et al. (1997) et Ribbes et Le Toan (1999), en Chine par Shao et al. (2001), en Inde par Chakraborty et al. (1997) et Chakraborty et al. (2005), aux Philippines par Chen et McNairn (2006), en Thaïlande par Aschbacher et al. (1995) et

34 Kaojarern et al. (2002), et au Vietnam par Liew et al. (1998) et Lam Dao et al. (2005). Les travaux de Durden et al. (1995) suggèrent toutefois que cette augmentation, due principalement à l’interaction surface-volume, pourrait être limitée en fin de saison pour les champs où la densité de plantes est très élevée.

Les valeurs élevées du rapport de polarisation HH/VV, notamment aux faibles incidences, semblent également être une caractéristique assez constante des rizières. Aucune mesure de ce rapport de polarisation issue de données satellitaires n’a cependant été encore publiée, bien que les données ASAR permettent depuis le lancement d’ENVISAT en 2002 d’acquérir simultanément les polarisations HH et VV.