4. L A TÉLÉDÉTECTION SPATIALE
4.2. C APTEURS DISPONIBLES
4.3.2. DÉTERMINATION DIRECTE PAR TÉLÉDÉTECTION DE L’ÉTAT HYDRIQUE DE LA VÉGÉTATION
Pour se libérer des perturbations liées à l’atmosphère, fortement actives dans les bandes du visible, et en se basant sur des travaux de laboratoire du début des années 1980, Hunt et Rock (1989) proposent une détermination directe de la teneur en eau des plantes à partir d'un rapport de bandes entre le Proche et le Moyen infrarouge. Le statut hydrique des végétaux semble en effet appréciable en utilisant ces sous domaines spectraux. Réalisée en laboratoire, cette expérience n'est pourtant pas immédiatement applicable à la détection du risque d'incendies. En effet, avant les années 1990, excepté le capteur Thematic Mapper (TM) de Landsat à faible répétitivité (bimensuelle) aucun capteur adapté ne disposait de bandes spectrales appropriées. A la suite de ces constatations, d'autres indices furent créés comme le générique Normalized Difference Infrared Index NDII ou d’autres plus spécifiquement basés sur les caractéristiques spectrales des capteurs.
Par exemple, depuis la mise en orbite de SPOT 4 en 1998, Ceccato a montré (Ceccato et al., 2001, 2002a, 2002b) que le rapport des bandes du Moyen et Proche infrarouge était déterminant dans le suivi du stress hydrique des végétaux. Il a donc développé l’indice GVMI (Global Vegetation Moisture Index), intégrant les canaux PIR et MIR du capteur VEGETATION. Sur diverses formations végétales d’Afrique de l’Ouest, l’indice GVMI expliquerait jusqu'à 87% des valeurs d’un indice d’état hydrique de la végétation (indice Equivalent Water Thickness EWT dans cette étude).
5. CONCLUSION
Dans ce premier chapitre, nous avons présenté le contexte du sujet de thèse, à savoir le risque de feux de forêt en France et le rôle de l’état hydrique de la végétation. Compte tenu de l’augmentation des surfaces à risque, la connaissance spatiale du stress hydrique des plantes est un enjeu scientifique d’actualité. La gestion opérationnelle du risque est basée sur le déploiement de moyens conséquents, avec une occupation constante du terrain par les équipes de sécurité civile pendant l’été pour anticiper tout départ de feu. Les aléas d’incendie (éclosion et propagation du feu) sont spatialisés quotidiennement par Météo-France à partir d’indices météorologiques (IS, IH, IFM…) calculés pour des zones moyennes de 700 km². L’évolution de tout incendie déclaré dépendra non seulement des conditions climatiques locales (température, vent…) mais aussi des propriétés du combustible et des écosystèmes forestiers en général. L’inflammabilité et la combustibilité d’un peuplement sont ainsi principalement liées à l’état hydrique de la végétation. Le stress hydrique d’une plante peut être évalué précisément en laboratoire par la mesure de flux, de température ou de pression. Mais c’est surtout l’observation à distance du rayonnement par satellite (la télédétection) qui devient désormais un outil de choix pour estimer l’état hydrique de la végétation.
Avant même de tester plusieurs produits satellitaires et indices de végétation, il nous paraît indispensable de revenir sur la première phase du travail qui consiste à recueillir sur le terrain les données représentatives de l’état hydrique de la végétation.
Jusqu’ici, l’utilisation des images satellitaires pour cartographier cet état hydrique s’est heurtée à un problème d’échelle en comparant des données de télédétection kilométriques à des mesures de terrain ponctuelles. En conséquence, dans le prochain chapitre de la thèse, nous proposons de valider les mesures satellitaires par des mesures multi-échelles de la teneur en eau des plantes. Nous allons donc tester plusieurs dispositifs, du décamètre au kilomètre, pour connaître les variabilités spatiales et temporelles de l’état hydrique de la végétation méditerranéenne, afin d’identifier les protocoles d’échantillonnage adéquats pour estimer la teneur en eau réelle des plantes. Ces mesures permettront alors de valider les observations satellitaires à différentes échelles.
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« La nature est bien une somme et non pas un tout. »
La première étape du travail consiste à identifier les pratiques de terrain et les protocoles existants permettant d’estimer l’état hydrique de la végétation méditerranéenne et de suivre son évolution en période de risque d’incendie.
L’INRA et l’ONF ont défini dans les années 1990 un protocole commun concis (3 pages) présenté en annexe 4 et repris par Desbois et al. (1997). L’objectif de ce protocole est de fournir aux agents techniques une base commune de travail permettant de mesurer rapidement l’état hydrique de la végétation en période de risque de feu. Les différents auteurs de ce travail nous ont indiqué au cours d’entretiens que ce protocole est basé principalement sur des observations de terrain (dires d’experts) ainsi que sur des tests effectués dans le massif des Maures à la fin des années 1980. Ce protocole reste toutefois un compromis entre la représentativité de la mesure et la disponibilité des techniciens forestiers chargés des prélèvements.
Concernant les autres protocoles, nous avons rencontré plusieurs équipes internationales qui suivent pendant l’été le stress hydrique de la végétation dans leurs pays (Espagne, Portugal, Grèce, Italie, Canada…). Leurs protocoles diffèrent principalement au niveau du nombre d’échantillons à prélever (de 1 à 10) et de la technique de laboratoire pour calculer la teneur en eau des feuilles.
Dans ce chapitre, nous tenterons de comprendre un peu mieux le comportement hydrique de la végétation méditerranéenne à travers plusieurs protocoles de terrain. L’objectif est de mesurer in situ l’état hydrique de la végétation, représentatif de la réalité, à différentes échelles spatio-temporelles. Cette « mesure-référence » sera ensuite comparée aux images de télédétection ; sa précision doit donc être parfaitement identifiée.
Remarque importante : par souci d’homogénéité et pour une meilleure compréhension, pour l’ensemble du chapitre, dans le texte et les illustrations, les heures mentionnées correspondent aux heures locales des sites d’étude (par exemple, 14h locale en été équivaut à 12h solaire).