Chapitre III
L’océanographie spatiale : La Télédétection
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« anomalies », telles que les eaux «chaudes» sur l'atlantique nord-est, des eaux plus froides sur les la
côte ouest des Etats-Unis, la côte du Chili, de la Mauritanie et de l'Afrique.
3.3.3.3 Télédétection de la salinité de surface :
La densité en constituants ioniques d'un volume d'eau de mer influence naturellement ses
caractéristiques diélectriques. En particulier, la conductivité, le taux de relaxation des charges à une
excitation externe et les propriétés électrostatiques de ce volume sont modifiés en fonction de la
salinité. Le constant diélectrique de l'eau de mer étant fonction de ces paramètres, elle est donc
également dépendante de la salinité S. Elle est aussi dépendante de la température T de l'eau de mer et
de la fréquence électromagnétique f, selon des lois d’évolutions connues empiriquement (Klein and
Swift, 1977). L'idée est donc d'utiliser un capteur électromagnétique à une fréquence f pour laquelle la
constante diélectrique de l'eau de mer montre une sensibilité maximale avec la salinité. Des mesures
auxiliaires seront nécessaires pour déterminer la température de surface T au lieu de la mesure. Les
études expérimentales montrent que cette fréquence se situe dans la bande L des micro-ondes
(longueur d'onde électromagnétique décimétrique de l'ordre de 20 cm, f=1.4 GHz).
Un des capteurs le plus approprié pour mesurer les variations de la constante diélectrique avec la
salinité est le radiomètre micro-onde en bande L. Les autres techniques de télédétection (radiométrie
à plus haute fréquence, télédétection optique, télédétection Active, …) sont moins adaptées en raison
de leur forte sensibilité à la couverture nuageuse et/ou à d'autres facteurs (tels que la rugosité, les
effets ionosphériques, les contaminations par des réflexions solaires sur la mer,…).
Cependant, si les radiomètres en bande L sont les capteurs spatiaux disponibles les plus sensibles à
la salinité, leurs mesures sont aussi fortement perturbées par d'autres facteurs dont il faut évaluer
l'importance. Ainsi, la sensibilité de la température de brillance en bande L à la salinité est au mieux
(eaux chaudes autour de 30°) : ΔTB / ΔS = 1K / pus, elle chute à 0.5 K /PSU à 10°C et atteint
0.25 K / PSU dans les mers arctiques autour de 0°C. Ainsi, mesurer la salinité dans les mers chaudes
avec une précision de l'ordre de 0.1 PSU nécessite des mesures radiométriques ayant une précision
meilleure que 0.1 K . Cette précision ne peut-être atteinte que si l'influence des autres effets comme
par exemple les variations de température, la présence d'une rugosité directionnelle et multi-échelle,
de cellules d'eau de pluies, d'écume, de perturbations ionosphériques, etc.…est bien modélisée et
évaluée lors des mesures.
3.3.3.4. Turbidité océanique en zone côtière.
Les radiomètres optiques opérant dans les longueurs d’onde du visible enregistrent les réflectances de
la surface marine (« couleur de l’océan »). Le traitement de ces données permet de quantifier
certaines caractéristiques des eaux de surface, en particulier la teneur en matière en suspension
(turbidité) et en chlorophylle (phytoplancton). Les mesures ainsi acquises sont d’une grande utilité
dans le suivi des courants, de la pollution et de la productivité biologique des eaux côtières.
L’océanographie spatiale : La Télédétection
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« anomalies », telles que les eaux «chaudes» sur l'atlantique nord-est, des eaux plus froides sur les la
côte ouest des Etats-Unis, la côte du Chili, de la Mauritanie et de l'Afrique.
3.3.3.3 Télédétection de la salinité de surface :
La densité en constituants ioniques d'un volume d'eau de mer influence naturellement ses
caractéristiques diélectriques. En particulier, la conductivité, le taux de relaxation des charges à une
excitation externe et les propriétés électrostatiques de ce volume sont modifiés en fonction de la
salinité. Le constant diélectrique de l'eau de mer étant fonction de ces paramètres, elle est donc
également dépendante de la salinité S. Elle est aussi dépendante de la température T de l'eau de mer et
de la fréquence électromagnétique f, selon des lois d’évolutions connues empiriquement (Klein and
Swift, 1977). L'idée est donc d'utiliser un capteur électromagnétique à une fréquence f pour laquelle la
constante diélectrique de l'eau de mer montre une sensibilité maximale avec la salinité. Des mesures
auxiliaires seront nécessaires pour déterminer la température de surface T au lieu de la mesure. Les
études expérimentales montrent que cette fréquence se situe dans la bande L des micro-ondes
(longueur d'onde électromagnétique décimétrique de l'ordre de 20 cm, f=1.4 GHz).
Un des capteurs le plus approprié pour mesurer les variations de la constante diélectrique avec la
salinité est le radiomètre micro-onde en bande L. Les autres techniques de télédétection (radiométrie
à plus haute fréquence, télédétection optique, télédétection Active, …) sont moins adaptées en raison
de leur forte sensibilité à la couverture nuageuse et/ou à d'autres facteurs (tels que la rugosité, les
effets ionosphériques, les contaminations par des réflexions solaires sur la mer,…).
Cependant, si les radiomètres en bande L sont les capteurs spatiaux disponibles les plus sensibles à
la salinité, leurs mesures sont aussi fortement perturbées par d'autres facteurs dont il faut évaluer
l'importance. Ainsi, la sensibilité de la température de brillance en bande L à la salinité est au mieux
(eaux chaudes autour de 30°) : ΔTB / ΔS = 1K / pus, elle chute à 0.5 K /PSU à 10°C et atteint
0.25 K / PSU dans les mers arctiques autour de 0°C. Ainsi, mesurer la salinité dans les mers chaudes
avec une précision de l'ordre de 0.1 PSU nécessite des mesures radiométriques ayant une précision
meilleure que 0.1 K . Cette précision ne peut-être atteinte que si l'influence des autres effets comme
par exemple les variations de température, la présence d'une rugosité directionnelle et multi-échelle,
de cellules d'eau de pluies, d'écume, de perturbations ionosphériques, etc.…est bien modélisée et
évaluée lors des mesures.
3.3.3.4. Turbidité océanique en zone côtière.
Les radiomètres optiques opérant dans les longueurs d’onde du visible enregistrent les réflectances de
la surface marine (« couleur de l’océan »). Le traitement de ces données permet de quantifier
certaines caractéristiques des eaux de surface, en particulier la teneur en matière en suspension
(turbidité) et en chlorophylle (phytoplancton). Les mesures ainsi acquises sont d’une grande utilité
dans le suivi des courants, de la pollution et de la productivité biologique des eaux côtières.