L’albédo de la végétation

Contrairement à l’albédo du sol peut-être directement estimé au travers cette méthode de désagrégation, l’albédo de la canopée ne peut être estimé directement. En effet, dans la fraction de la surface couverte par de la végétation (FCOVER) l’albédo peut être influencé, à des degrés divers, par différentes variables biophysiques dont notamment l’albédo du sol sous-jacent et par le LAI. Afin d’estimer l’albédo de la canopée, il est nécessaire d’étudier la zone couverte par de la végétation (FCOVER) dans sa verticalité (voir Figure II-6 du Chapitre II). L’utilisation d’un modèle de transfert radiatif est donc nécessaire. Ce dernier point fera l’objet du Chapitre V et n’est pas traité dans ce Chapitre IV.

L’albédo de la canopée, correspond à l’albédo de la partie aérienne feuillue des forêts. Jacquemoud et al., (1990) dans leurs travaux ont mis en évidence que l’albédo de la feuille repose sur sa structure interne et sa composition biochimique. Dans le domaine spectral d’action de la photosynthèse (PAR) [0.4-0.7 m], la teneur en chlorophylle est le principal facteur contrôlant le comportement du rayonnement (Jacquemoud et al., 1990). Dans le domaine spectral de NIR, l’albédo de la feuille va être piloté par deux autres variables la structure interne de la feuille et sa teneur en eau (Jacquemoud et al., 2002). Afin de discuter cette limite de la méthode PL-17, cette section cherchera à explorer la corrélation entre les produits satellitaires de teneur en chlorophylle (MTCI-MERIS), qui seront également discutés, et l’albédo de la végétation PL-17 estimé dans ce Chapitre IV.

Afin d’évaluer le produit albédo de la végétation PL-17 dans le domaine du VIS, le produit MTCI a donc été utilisé. La Figure IV-18 met en évidence la corrélation entre le produit 𝛼𝑉𝐼𝑆𝑣𝑒𝑔𝑃𝐿−17

et

plus de 0.60 (en valeur absolue) est obtenue en début et en fin de la période de maturité (Figure IV-18), avec un maximum de -0.68 à la fin de l’été 2005 (22 septembre) et un minimum de -0.60 au début de l’été 2006 (26 juin). Ces valeurs témoignent d’une anti-corrélation significative entre le produit albédo végétation désagrégé et l’indice de teneur en chlorophylle (MTCI), à ces deux périodes de l’année. Ces pics d’anti-corrélation significatifs entre le MTCI et l’albédo de la végétation sont dus à un effet de saturation des variables structurales (LAI et/ou FCOVER). En effet, dans la végétation les paramètres de structure sont des paramètres de premier ordre pour l’estimation de l’albédo de la végétation. Mais ces paramètres, et notamment le LAI, ont tendance à saturer pour des valeurs élevées. Or, le MTCI permet de suivre les teneurs en chlorophylle lorsque le LAI est élevé. Ainsi, tant que la végétation est en phase de croissance, l’𝛼𝑉𝐼𝑆𝑣𝑒𝑔𝑃𝐿−17 semble principalement contrôlé

par le FCOVER/LAI. Lorsque la phase de maturité est atteinte, on note (Figure IV-18) un pic d’anti- corrélation significatif entre le MTCI et l’albédo de la végétation. Au cœur de la période estivale, on note une chute dans l’intensité de la corrélation entre l’albédo de la végétation et le MTCI. Différentes hypothèses peuvent expliquer cette perte de corrélation. Tout d’abord, ce peut être un effet des cultures. En effet la période estivale est une saison forte pour les cultures, et notamment pour les cultures de blé pour lesquelles les mois de récolte sont Juillet et Août. Durant cette période le LAI/FCOVER chute, ce qui diminue la sensibilité du MTCI à la chlorophylle. De plus, durant la période estivale (Juillet-Août), la végétation est soumise à de forts stress hydriques. Ces stress hydriques influent à la fois sur le contenu en chlorophylle, mais également sur les paramètres de structure de la végétation et l’albédo du sol. Etant donné que l’albédo de la végétation est majoritairement sensible aux paramètres de structure, il est probable que l’albédo de la végétation réagisse à ces changements dans les paramètres de structure, se dé-corrélant ainsi du MTCI. Finalement, comme nous le verrons ci-après, la relation entre MTCI et chlorophylle est peu sensible aux effets du sol pour de forts LAI, mais lorsque le LAI diminue la relation entre MTCI et chlorophylle s’affaiblit, certainement due à une augmentation du rôle de la réflectance du sol sous-jacent, et ce, d’autant plus que le sol est clair. En moyenne, durant la période estivale l’albédo du sol augmente, même si les valeurs maximales ne sont pas nécessairement atteintes durant cette période (Figure IV-13). Ainsi, il est probable qu’un effet de diminution du LAI lié aux récoltes ou au stress hydrique, combiné à de fortes valeurs de réflectance du sol entraine une perte de sensibilité du MTCI à la chlorophylle au cœur de la période estivale.

Figure IV-18 : Evolution de la corrélation de Spearman (R) entre le produit albédo de la végétation dans le domaine du PAR [0.3-0.7μm] et de l’indice de chlorophylle (MTCI) entre juin 2002 et décembre 2007 sur la zone d’étude. En rouge sont indiqués les résultats issus de la nouvelle méthode, en vert les résultats issus de la version CA-14.

Durant le reste de l’année la corrélation entre l’albédo de la végétation PL-17 et le produit MERIS-MTCI n’est pas significative. Toutefois cette période ne peut être interprétée dû au fait que durant cette période le LAI est plus faible. Un LAI trop faible ne permet pas au produit MTCI de rendre compte de la teneur en chlorophylle de manière certaine. En effet, deux facteurs ont été indiqués comme étant principalement limitant dans le suivi de la teneur en chlorophylle à partir du MTCI : le LAI et la réflectance du sol sous-jacent à la végétation. Premièrement, même si le MTCI est faiblement corrélé au LAI (R2=0.38), il est important de noter que pour des LAI faibles (inférieurs à 2- 3), le MTCI est beaucoup moins sensible à la teneur en chlorophylle (Curran et Dash, 2005 ; Almond, 2009 ; Viña et al., 2011). Ainsi plus le LAI diminue, plus la relation entre chlorophylle et MTCI diminue. Deuxièmement pour des LAI forts, la sensibilité de la relation entre MTCI et chlorophylle a été étudiée. Un effet limité, mais pas inexistant, de la réflectance du sol sur la relation chlorophylle- MTCI a été montré (Almond, 2009 ; Viña et al., 2011). En effet plus la réflectance du sol est importante plus la corrélation entre chlorophylle et MTCI s’affaiblit (Almond, 2009).

On comprend dès lors que l’albédo de la végétation PL-17 peut être comparé à l’indice MCTI uniquement durant les périodes où le LAI est fort, et donc où le MTCI représente donc bien la teneur en chlorophylle. Durant les périodes estivales le MTCI peut donc être utilisé mais durant le reste de l’année, son utilité reste limitée. Par conséquent ce produit ne permet pas ici de mettre en évidence

Version PL-17 Version CA-14

le fait que durant les périodes où le LAI est faible (hors été) l’albédo de la végétation est fortement influencé par l’albédo du sol. Mais ce produit satellitaire ne nous permettra donc pas non plus de mettre en évidence que l’albédo de la canopée, obtenu dans le Chapitre V, est bien indépendant de l’albédo du sol et du LAI tout au long de l’année.