Cours et Travaux Pratiques – Télédétection Marine I & II Par Benzouaï S. 171
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique,
Ecole Nationale Supérieure des Sciences de la Mer et de l’Aménagement
du Littoral, Télédétection marine I, II.
III.4 Télédétection de la couleur de l’océan
III.4.1 Introduction
La production primaire marine est assurée par un organisme microscopique et unicellulaire
appelé, le phytoplancton. Il existe environ 5000 espèces connues dans le monde. Il vit dans
les couches supérieures des océans à la recherche de la lumière qui lui permet en plus des
sels nutritifs de faire la photosynthèse. Ainsi, il convertit le Dioxyde de carbone (CO2) en
matière organique pour nourrir la chaine alimentaire marine dont il est le 1
er maillon. Le
phytoplancton fixe environ 40% du CO2 total bien que sa biomasse ne représente que ∼1-2%
du carbone organique primaire total mondial.
Il est donc très important d’étudier le phytoplancton et sa dynamique temporelle (régulière,
irrégulière et aléatoire) et spatiale (locale, régionale et globale). Le phytoplancton est
caractérisé par la concentration de chlorophylle-a (Chla) qui est le pigment le plus dominant.
Les mesures in situ s’avérèrent vite insuffisantes pour répondre aux besoins des scientifiques
et même des acteurs socioéconomiques. L’idée d’utiliser les plateformes aéroportées ou
spatioportées s’est vite manifestée. En 1978, fût lancé le premier capteur spatioporté de la
couleur de l’océan CZCS (Coastal Zone Color Scanner) dans le cadre d’une mission de
validation de concept. Cette première a confirmé la faisabilité de la télédétection de la
couleur de l’océan (OC). Depuis, cette dernière s’est vite développée et l’éventail des champs
d’applications n’a cessé de s’élargir.
Durant ces quarante dernières années, la quantité et la qualité des produits satellitaires se
sont beaucoup améliorées renforçant la valeur de cette technologie pour la société. Voici des
chiffres approximatifs pour donner un ordre de grandeur :
41 ans de données avec une fréquence de 2 à 3 images / semaine / Capteur
~2*4*12*41 = ~3936 images / capteur environ sur n’importe quel point de la terre.
III.4.2 Intérêt de la couleur de l’océan pour l’écosystème marin
• Cartographie de l’abondance du phytoplancton (concentration de la chlorophylle) ;
• Estimation de la production primaire ;
• Extraction des paramètres de la qualité de l’eau, en particulier, ceux des zones côtières.
En effet, la qualité de l’eau est une grande préoccupation pour l’industrie touristique et pour
l’économie de l’aquaculture ;
• Détermination de la phénologie du phytoplancton. Construction des séries temporelles
pour calculer les variations interannuelles, les climatologies (annual cycle) et extraire les
métriques (début de saison, fin de saison, durée, vitesse de croissance, etc.) ;
• Etude de l’impact de l’acidification des océans ;
• Etude de l’eutrophisation (accumulation des nutriments due au activités agricoles et
industrielles).
• Etude des efflorescences d’algues toxiques, appelées couramment « marées rouges ». Ce
phénomène est critique pour les espèces fragiles. Il a un impact sur la biodiversité.
• Etc.
Toutes ces études peuvent être conduites à des échelles globales (océans et mers) et
régionales (zones côtières, continentales et lacs).
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique,
Ecole Nationale Supérieure des Sciences de la Mer et de l’Aménagement
du Littoral, Télédétection marine I, II.
III.4 Télédétection de la couleur de l’océan
III.4.1 Introduction
La production primaire marine est assurée par un organisme microscopique et unicellulaire
appelé, le phytoplancton. Il existe environ 5000 espèces connues dans le monde. Il vit dans
les couches supérieures des océans à la recherche de la lumière qui lui permet en plus des
sels nutritifs de faire la photosynthèse. Ainsi, il convertit le Dioxyde de carbone (CO2) en
matière organique pour nourrir la chaine alimentaire marine dont il est le 1
er maillon. Le
phytoplancton fixe environ 40% du CO2 total bien que sa biomasse ne représente que ∼1-2%
du carbone organique primaire total mondial.
Il est donc très important d’étudier le phytoplancton et sa dynamique temporelle (régulière,
irrégulière et aléatoire) et spatiale (locale, régionale et globale). Le phytoplancton est
caractérisé par la concentration de chlorophylle-a (Chla) qui est le pigment le plus dominant.
Les mesures in situ s’avérèrent vite insuffisantes pour répondre aux besoins des scientifiques
et même des acteurs socioéconomiques. L’idée d’utiliser les plateformes aéroportées ou
spatioportées s’est vite manifestée. En 1978, fût lancé le premier capteur spatioporté de la
couleur de l’océan CZCS (Coastal Zone Color Scanner) dans le cadre d’une mission de
validation de concept. Cette première a confirmé la faisabilité de la télédétection de la
couleur de l’océan (OC). Depuis, cette dernière s’est vite développée et l’éventail des champs
d’applications n’a cessé de s’élargir.
Durant ces quarante dernières années, la quantité et la qualité des produits satellitaires se
sont beaucoup améliorées renforçant la valeur de cette technologie pour la société. Voici des
chiffres approximatifs pour donner un ordre de grandeur :
41 ans de données avec une fréquence de 2 à 3 images / semaine / Capteur
~2*4*12*41 = ~3936 images / capteur environ sur n’importe quel point de la terre.
III.4.2 Intérêt de la couleur de l’océan pour l’écosystème marin
• Cartographie de l’abondance du phytoplancton (concentration de la chlorophylle) ;
• Estimation de la production primaire ;
• Extraction des paramètres de la qualité de l’eau, en particulier, ceux des zones côtières.
En effet, la qualité de l’eau est une grande préoccupation pour l’industrie touristique et pour
l’économie de l’aquaculture ;
• Détermination de la phénologie du phytoplancton. Construction des séries temporelles
pour calculer les variations interannuelles, les climatologies (annual cycle) et extraire les
métriques (début de saison, fin de saison, durée, vitesse de croissance, etc.) ;
• Etude de l’impact de l’acidification des océans ;
• Etude de l’eutrophisation (accumulation des nutriments due au activités agricoles et
industrielles).
• Etude des efflorescences d’algues toxiques, appelées couramment « marées rouges ». Ce
phénomène est critique pour les espèces fragiles. Il a un impact sur la biodiversité.
• Etc.
Toutes ces études peuvent être conduites à des échelles globales (océans et mers) et
régionales (zones côtières, continentales et lacs).