Les environnements subarctiques sont des milieux très complexes et spatialement hétéro- gènes. De nombreux éléments affectent le signal radar ce qui rend complexe l’interprétation de données RSO ainsi que l’extraction des caractéristiques physiques du milieu. Les choix méthodo- logiques présentés dans cette thèse découlent de l’information développée au sein de ce chapitre. Les modélisations détaillées dans ce chapitre seront utilisées non pas pour développer de nouveau modèles physiques, mais plutôt pour faciliter l’interprétation du signal. En effet le développement d’un tel modèle nécessiteraient des données sur les caractéristiques physiques du milieu qui n’ont pu être acquises au cours de mes recherches, surtout au niveau des propriétés du sol ainsi que des mesures plus précises des paramètres de la végétation. De plus, un tel modèle aurait été composé d’un grand nombre de paramètres, probablement trop nombreux pour permettre une inversion à partir des données RSO satellitaires disponibles.
Ainsi, pour le premier article, les connaissances sur l’effet des propriétés du sol et de la végé- tation sur le signal RSO ont permis de comprendre les données RADARSAT-2 et TerraSAR-X et de
relier les fluctuations de rétrodiffusion observées dans les différentes polarisations et bandes de fréquence aux paramètres du couvert végétal. Ceci a permis de séparer la portion du signal subis- sant l’effet de la végétation arbustive et arborée. La compréhension de la polarimétrie RSO ainsi que des modèles de décomposition polarimétrique a, quant à elle, facilité le développement de la méthode de classification présentée dans le second article. Cette compréhension a également aidé à l’analyse des différences de performances entre les méthodes de décomposition. Finale- ment, la compréhension de l’interaction du couvert nival, combiné à celles des autres composantes du milieu, avec le signal RSO était essentielle pour une analyse approfondie des résultats présen- tés dans le troisième article portant sur l’estimation des hauteurs de neige à l’aide de données RSO. Au final, cette analyse a permis de déterminer l’effet de la végétation arbustive sur l’extrac- tion de la profondeur du couvert nival ainsi que les limites des données RSO en bande C et X pour l’estimation des caractéristiques du couvert nival en milieu subarctique.
Ce chapitre décrit la zone d’étude, les données utilisées pour atteindre les objectifs de re- cherche ainsi que les prétraitements effectuées sur les données RSO.
3.1
Zone d’étude
L’ensemble de la zone d’étude couvre une région d’environ 500 km2 à proximité de la com- munauté d’Umiujaq au Nunavik (56, 55◦N, 76, 55◦O), sur la côte est de la Baie d’Hudson. Il s’agit d’une zone de transition entre la toundra forestière et la toundra arbustive, située à la limite septen- trionale des arbres dans une région de pergélisol discontinu. La totalité des images RSO obtenues couvrent ce territoire de 500 km2, toutefois la majorité des mesures in situ ont été récoltées dans une sous région d’environ 60 km2 plus près de la communauté et c’est cette zone qui est décrite plus en détails ci-dessous.
La géomorphologie de la région est caractérisée par une cuesta formant une pente relative- ment faible partant de la Baie d’Hudson et s’étendant vers l’Est sur environ 5 km pour atteindre une altitude de 330 mètres. Le front de la cuesta forme un abrupt au pied duquel on retrouve la vallée Tasiapik, orientée nord-sud et le lac Guillaume-Delisle au sud-est. Le modèle numérique d’altitude à la figure 3.1 démontre le relief de la région. Il est possible de séparer la région en deux environnement distincts, soient la région côtière à l’Ouest et la vallée Tasiapik à l’Est. La grande majorité des mesures in situ a été prise dans ces deux types d’environnements. La zone côtière est caractérisée par des communautés végétales typiques de la toundra, tels que des graminés, des herbacés, des arbustes prostrés, des lichens et des mousses. Les zones couvertes d’arbustes érigés sont relativement communes et composées de bouleaux nains (Betula glandulosa Michx.) et diverses espèces de saules (Salix argyrocarpa Andersson, S. glauca L. var. cordifolia (Pursh)
FIGURE3.1 – Carte topographique du site d’étude et position des réflecteurs en coin, des sondes d’humidité et de température ainsi que des stations météorologiques du Centre d’études nordiques.
Dorn, S. planifolia Pursh, S. vestita Pursh). On retrouve également quelques krummholz éparses d’épinettes noires (Picea mariana (Mill.) BSP). La vallée Tasiapik est quant à elle dominée par une végétation de toundra arbustive majoritairement composée de bouleaux glanduleux combinés à quelques espèces de saules (surtout Salix planifolia), du thé du Labrador (Rhododendron groen- landicum (Oeder) Kron & Judd) et de l’aulne crispé (Alnus viridis (Chaix) DC. subsp. crispa (Ait.) Turrill). On retrouve également des lichens et des arbustes prostrés au sommet des lithalses et au nord de la vallée Tasiapik où l’altitude est plus importante et la végétation est plus exposée aux vents. Au bas de la vallée des bosquets d’épinette noire relativement importants se sont également développés.
Le type de sol le plus important dans la région est composé d’affleurements rocheux avec de minces dépôts d’altération discontinus, surtout au sommet des cuestas et sur les plateaux plus élevés à l’intérieur des terres. Aux altitudes plus faibles, le type de dépôt diffère entre la zone côtière et la vallée Tasiapik. La première est surtout caractérisée par des dépôts de sable tandis
que l’autre est surtout composée de silts et d’argiles recouverts d’une mince couche de matière organique. De nombreux milieux humides et mares thermokarstiques sont dispersés dans la val- lée. La figure 3.2 présente des vues aériennes de quelques-uns des environnements rencontrés dans la région et la figure 3.3 présente des photographies prises dans la vallée Tasiapik illustrant l’hétérogénéité du couvert végétal ainsi que le type d’arbuste dominant (bouleaux glanduleux).