Cadre général

Les maladies virales constituent l‟enjeu majeur de menaces de l‟agriculture dans de nombreuses régions du monde. Plus de mille virus de nos jours, infectent les plantes cultivées et baissent considérablement la production.

Les symptômes provoqués par ces virus varient en fonction du type de virus lui même mais aussi en fonction de la variété de la culture, de l‟environnement et de l‟état physiologique de la plante. De nombreux virus provoquent sur les feuilles des colorations irrégulières visibles sur les jeunes feuilles. Ces colorations sont parfois associées à des déformations au niveau de certains organes vitaux de la plante. D‟autres maladies virales provoquent des jaunissements de feuilles, plus marqués au niveau des feuilles adultes, des nécroses plus ou moins prononcées sur les fleurs, les feuilles, les tiges et les fruits. Ces symptômes sont la conséquence de l‟affectation des fonctions vitales de la plante (la photosynthèse, le métabolisme de sucres) par le virus provoquant ainsi le dépérissement des plantes (Partiot et

al, 1978).

Ces conséquences influencent considérablement la photosynthèse en baissant l‟activité chlorophyllienne des plantes dans les zones infectées. Cette baisse de l‟activité chlorophyllienne peut être caractérisée et être suivi à partir des images de satellites, permettant ainsi de caractériser radiométriquement les couverts de cacaoyers malades et les couverts de cacaoyers sains à des échelles géographiques plus larges dont l‟échelle du territoire ou l‟échelle de la région.

Les images satellites sont de plus en plus utilisées ces dernières années pour suivre des épidémies, surtout chez les animaux à cause des émergences des maladies à vecteur (maladie transmises par des arthropodes) (Gubler, 2002, Morse., 2004). Ces applications commencent à avoir un intérêt dans le suivi des épidémies végétales depuis peu de temps en prenant en compte plusieurs facteurs dont les modifications environnementales liés au climat, les mouvements démographiques, l‟évolution et l‟adaptation des pathogènes (Morse, 1995). Les plus déterminants de ces facteurs de réémergences sont associés aux anciens foyers d‟infection (Gubler, 2002) et aussi aux changements environnementaux qui comprennent les pratiques agricoles et les changements climatiques.

Dans le contexte actuel, il est important d‟établir le lien entre le développement de la maladie et l‟environnement sous jacent. Les outils de la géomatiques que sont la télédétection, le Système d‟information Géographique (SIG), le GPS, la cartographie, peuvent véritablement contribuer à visualiser les foyers d‟infection et suivre les épidémies en temps réel à partir des cartes. Ces outils contribuent aujourd‟hui à la mise en place en place des systèmes de suivi précoces des épidémies à moyen terme et à long terme.

1.2. Problématique

La question essentielle que pose le suivi des épidémies végétales avec la télédétection et les SIG est la résolution spatiale la plus appropriée. La plupart des plantes cultivées poussent dans des milieux parfois très hétérogènes où il est difficile de dissocier la réponse

147

radiométrique des cultures de celles des autres plantes cultivées. Dans les paysages forestiers, la question est plus accrue car les arbres forestiers font ombrage aux couverts cacaoyers. Mais les foyers d‟infection de Swollen shoot dans ce paysage s‟apparentent à des clairières dans le couvert végétal à cause des cacaoyers atteints qui y meurent.

Plusieurs études sont menées depuis longtemps pour détecter les clairières dans les couverts forestiers et aussi dans les écosystèmes agricoles. Ces études pourraient servir de base pour suivre les épidémies de CSSV. En effet, les clairières dans le couvert forestier constituent des changements qui peuvent être détecté à partir des images satellite à haute résolution spatiale. Les premières méthodes qui ont été utilisées depuis l‟apparition des images satellites pour suivre ces changements dans les couverts ont été basées pour la plupart sur les indices de végétation. Ces indices rendent compte de l‟activité chlorophyllienne des plantes et de leur structure (Asrar et al., 1989). De tous ces indices, le NDVI a été l‟indice de végétation le plus utilisé pour établir les cartes de changement et d‟occupation de sol. Cet indice a été aussi un paramètre important dans la modélisation de la biomasse des plantes cultivées (Lambin et al, 1993). L‟un des ces inconvénient majeure dans son utilisation est qu‟il sature pour des couverts végétaux très denses (Tucker, 1980). C‟est la raison pour laquelle, son utilisation s‟accompagne des données de terrain pour renforcer l‟information radiométrique acquise. Cet indice bien que étroitement lié à la biomasse est très limité quand au suivi des épidémies végétales à cause l‟effet de bruits radiométrique provoqué par l‟hétérogénéité des agrosystèmes forestiers. Mais il peut servir de bon indicateur dans le cas où la résolution spatiale de l‟image satellite est fine et est couplée avec des informations détaillées au sol. Depuis l‟apparition des images à haute résolution spatiale (LANDSAT) en 1972, le suivi des épidémies par télédétection a pris un essor à cause de nouvelles capacités spectrales, spatiales et temporelles qu‟elles offrent pour explorer les facteurs de risques des épidémies (Louisa et

al, 2000). Progressivement ces informations radiométriques ont été couplées avec le

traitement informatique, le système d‟information géographique et le système mondial de positionnement pour faciliter l‟intégration des données des paramètres environnementaux issus de la télédétection. Ces paramètres sont relatifs aux pathogènes, aux vecteurs, aux réservoirs de pathogènes et à l‟écologie de l‟hôte. Ils permettent de développer des modèles de surveillance et de contrôle des maladies à vecteur. Les images Spot avec une radiométrie plus fine sont apparues plus tard et ont aussi contribué à l‟amélioration des cartographies d‟occupation de sol et de détection de changement de paysage (Compton et al, 1984 ; Oro et

al, 2002).

Mais les applications de la télédétection au suivi des épidémies végétales sont récentes et nécessitent des résolutions spatiales plus fines à cause de l‟hétérogénéité des couverts végétaux. A cet effet, des études ont été menées dans le cas de la détection des clairières en paysages forestiers. Ces études sont basées sur des approches qui minimisent l‟effet d‟hétérogénéité (Timo et al, 2003). Parmi ces approches figurent les approches de différenciation pixel par pixel et de segmentation, les approches de différenciation de bloc de pixels et de seuillage et les approches de classification non supervisée (Varjo, 1996). La méthode basée sur le pixel n‟est pas très applicable quand les données ont une très haute résolution spatiale et l‟analyse de changement est souvent très sensibles aux erreurs de géoréférencement de l‟image (Häme, 1991 ; Varjo, 1997). Ce problème peut être résolu lorsqu‟il s‟agit d‟une unité large de pixels plutôt qu‟un seul pixel. Les méthodes les plus usuelles sont les classifications non supervisées dont les K mean, les isodata.

148

D‟autres méthodes plus récentes détectent le changement à partir des réseaux de neurones (Gopal & Woodcook, 1996). Ces méthodes se sont avérées plus efficaces dans la détection des changements mais elles sont encore au stade de développement. Les nouvelles générations de Spot (Spot5) à très haute résolution spatiale répondraient davantage à la problématique de l‟hétérogénéité des paysages forestiers. C‟est la question à laquelle se consacre ce chapitre dont le but principal est de caractériser radiométriquement les paysages cacaoyers dans les couverts forestiers du Litimé au Togo à partir des images Spot5 à 2.5m de résolution spatiale.

1.3. Objectifs

Dans ce chapitre, on veut étudier les relations entre la radiométrie des paysages agroforestiers avec les cacaoyers et les motifs de paysage décrit sur le terrain afin de :

1) Reconnaître et cartographier les cacaoyères pures dans les agroforêts par rapport aux cacaoyères associées à d‟autres cultures.

2) Caractériser radiométriquement et cartographier les couverts cacaoyers sains par rapport aux couverts cacaoyers malades.

2. ZONE D’ETUDE

Figure 63 : Position géographique du Togo en Afrique de l‟Ouest et présentation des zones de production de cacao dans le Litimé et le Kloto. (a) : Localisation du Togo en Afrique de l'ouest. (b) : Les zones de production de cacao au Togo avec en (d), le Litimé caractérisé par des forêts humides et en (c), le Kloto, première zone de production de cacao caractérisée par des forêts de montagne.

Le Kloto et le Litimé sont les deux principales zones de production cacaoyère situées dans la partie Ouest de la région de Plateaux (Figure 63). Ces deux zones appartiennent à la zone

éco-(a) (b)

(d)

149

floristique IV (Aubréville, 1937) caractérisée par les forêts denses semi-décidues qui perdent partiellement leurs feuilles une fois dans l‟année. Ces forêts sont exploitées de manière importante à cause de la culture du cacao et aussi de la pression démographique. Ces pressions font disparaitre progressivement la forêt au profit des îlots forestiers. Le Kloto, est particulièrement caractérisé par des montagnes dont les plus connues sont le Mont Agou et le Mont Haito sur lesquelles sont installées des forêts de montagne.

3. MATERIELS ET METHODES