Bilan et prospective, sous l’angle des thématiques

La biosphère et les surfaces continentales

Face aux besoins d’observations spatialisées et fréquentes nécessaires à la gestion de l’espace et à l’évaluation de l’impact des changements globaux, les techniques de télédétection spatiale constituent un outil privilégié, puisque les surfaces continentales sont caractérisées par une forte hétérogénéité spatiale et par des évolutions à plusieurs échelles temporelles (de l’évènement météorologique aux changements d’occupation des sols, en passant par l’évolution saisonnière de la végétation).Toutefois, les techniques de télédétection ne fournissent généralement pas directement d’informations sur les variables d’état des processus d’intérêt, ce qui implique le développement d’algorithmes permettant l’estimation de ces variables bio-géophysiques à partir des données spatiales (méthodes inverses). De plus, les techniques de télédétection ne permettent en général de renseigner que quelques une S des ces variables de surface, selon le domaine spectral utilisé, ce qui conduit de plus en plus la communauté à chercher à utiliser des combinaisons de capteurs (informations multi-spectrales). Enfin, les informations fournies par la télédétection ne sont généralement accessibles que de manière discontinue, ce qui implique le couplage de ces données avec des modèles décrivant les processus de surface (assimilation).
C’est très vraisemblablement à cause de ce fort besoin en développement de méthodes d’interprétation des données de télédétection que le changement de statut de la thématique « biosphère continentale » dans l’AO du PNTS ne s’est pas accompagné d’une diminution sensible du nombre de propositions de cette thématique, ces propositions conservant  un caractère méthodologique très marqué. Le PNTS a ainsi soutenu 38 propositions sur les quatre ans de son mandat, soit un nombre annuel de propositions semblable à celui du précédent mandat.

• incluant le financement de la campagne AMMA en 2002 et 2003 : 49 k€ pour la coordination générale et la coordination des acquisitions d’images et 49 k€ pour les propositions de recherches.

La répartition des propositions selon les objets étudiés est la suivante (certaines propositions concernant plusieurs objets) forêt : 6, végétation basse : 22,  sols : 8 (dont rugosité : 4), hydrologie : 10 (dont fleuves et lacs : 2), occupation du sol : 5. Il convient de noter que bien qu‘elles fassent intervenir des équipes appartenant à la communauté « biosphère continentale »,  les propositions concernant la climatologie urbaine ont été classées, avec celles concernant la végétation urbaine, dans la partie « sciences humaines » ; ces propositions étaient classées dans la partie « biosphère » lors du précédent colloque de bilan et prospective du PNTS.
Si le domaine solaire (du visible à l’IR moyen) reste le domaine de prédilection pour l’observation de la biosphère continentale avec 31 propositions, 14 propositions utilisent le domaine des hyperfréquences actives (radar), 6 propositions utilisent l’IR thermique, 4 propositions utilisent les radiomètres hyperfréquences, 3 propositions utilisent des altimètres et 2 des GPR. Une des évolutions notables du PNTS est qu’une majorité des propositions (21) font appel à la combinaison de domaines spectraux différents pour caractériser les surfaces terrestres : 12 exploitent la complémentarité solaire-SAR, 6 exploitent la complémentarité solaire-IR thermique (dont 2 la combinaison solaire – IR thermique – micro-ondes passives). Ceci peut être interprété comme une manifestation de la maturité des méthodes développées dans chacun de ces domaines spectraux, en grande partie grâce au PNTS pour ce qui concerne la communauté française.

La terre solide

    La télédétection spatiale au sens large dédiée au domaine Terre Solide connaît un développement constant depuis le milieu des années 1980. La communauté Sciences de la Terre s’est montrée apte à utiliser avec succès des missions très variées telles que: SPOT, Landsat, Quick Bird et IKONOS en optique, la constellation de satellites GPS, les satellites radar ERS, JERS, RADARSAT et ENVISAT, puis plus récemment les missions de mesure du champ de gravité (CHAMP, GRACE, bientôt GOCE) et les missions de mesure du champ magnétique (OERSTED, CHAMP, SAC-C). Ces missions spatiales ont rapidement concentré l’intérêt de la communauté scientifique dans les domaines de la cartographie, de la géologie, de la tectonique, de la déformation de surface et de la géodésie. Ces applications ont permis des avancées remarquées dans la reconnaissance et la cartographie des failles actives, la compréhension des interactions entre failles aux échelles locales et régionales, les mécanismes de rupture sismique, la détermination des sources de déformation des volcans, le suivi et la compréhension du mode de propagation des glissements de terrain et des glaciers soit de montagnes, soit de calottes. En géomagnétisme et en gravimétrie, des progrès spectaculaires sur la connaissance de ces champs et de leurs sources sont en cours. Ces progrès ont été en partie favorisés grâce à la politique d’accès aux données satellitaires aussi bien optique que radar menée par le CNES et l’ESA.

   Les projets déposés au PNTS au cours des 4 dernières années sont représentatifs des évolutions à la fois méthodologiques et thématiques en Terre Solide, avec notamment la montée en puissance des études sur la cryosphère et en hydrogéologie. L’émergence de ces thèmes au PNTS est principalement liée aux nouveaux satellites et capteurs comme SPOT 5, ENVISAT et GRACE, associés à des développements méthodologiques comme la corrélation des images optiques par exemple. L’utilisation de l’imagerie radar satellitaire a été initiée en France il y a un peu plus de dix ans avec les missions ERS de l’ESA. Les applications principales ont concerné la production de Modèles Numériques de Terrain (MNT) et surtout l’observation des déformations de surface par la technique de l’interférométrie soutenue par le CNES et par le GDR STRAINSAR qui a terminé son existence fin 2004. Aujourd’hui, l’interférométrie radar (InSAR) est d’utilisation quasi-routinière. Les développements méthodologiques proposés ont concerné d’une part l’adaptation des outils existant aux nouvelles données de l’instrument ASAR d’ENVISAT. D’autre part, les projets ont porté sur le développement d’outils permettant l’utilisation multi-temporelle et multi-géométrie des données permettant un suivi plus fin dans le temps des déformations de surface, notamment en volcanologie. Ces projets concernaient la fusion des données, l’estimation quasi-automatique de la cohérence, l’utilisation conjointe de la sommation des interférogrammes et des points permanents (PP). L’autre aspect récurrent était la nécessité de tenir compte des effets atmosphériques dans les interférogrammes, ces effets étant quantifiés soit par les images de l’instrument MERIS d’ENVISAT soit par le GPS. L’objectif final recherché est une surveillance opérationnelle continue des volcans et des glissements de terrain et avec un temps différé le plus court possible.