Télédétection et ressources en eau/Remote sensing and water resources
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chapitre suivant constitue un exemple de rupture de cet équilibre : si les processus changent de
nature, la modélisation peut devenir inopérante ou fausse.
EXEMPLE D'APPLICATION AU SAHEL, CARTOGRAPHIE DES POTENTIALITÉS DE
RUISSELLEMENT
La cartographie des états de surface du Sahel effectuée dans le cadre du projet FAO sur la
connaissance de débits de crue illustre ces propos. Le but est d'estimer le débit du bassin versant
à partir de cartographies des états de surface.
Particularités des processus de ruissellement dans les régions sahéliennes : choix préalables
Dans les régions sahéliennes et soudano-sahéliennes, on peut partir de l'hypothèse que le
ruissellement est globalement déterminé par la présence à la surface du sol d'une fine couche
imperméable dite "croûte de battance" qui apparaît au début de la saison des pluies du fait de
l'agressivité du climat. La pluie tombant à la surface du sol ne s'infiltre pas en totalité mais
ruisselle, car la capacité d'infiltration est rapidement atteinte. C'est le schéma de Horton.
Ainsi, la couche de surface explique à elle seule une grande part de la transformation de la
pluie en ruissellement : les "états de surface" apparaissent comme l'élément moteur et déterminant
des écoulements [1], [2]. Comme, par ailleurs, le sol est visible pendant la saison sèche, ces deux
"qualités" des couches de surface rendent a priori particulièrement intéressantes les images de
télédétection pour la définition des écoulements.
De plus, les essais de simulation de pluie ont permis de définir des "états de surface type" à
partir d'éléments de 1 m² et de leur contexte immédiat et de leur associer une équation
hydrodynamique. La cellule de base pour caractériser les ruissellements est donc a priori correcte
à 1 m². La résolution satellitaire haute résolution propose une vision de taille supérieure (20*20 m
ou 30*30 m). A cette échelle (pixel), les écoulements de base sont déjà différents de ce qui est
observé au m² : il n'y a plus d'écoulement en nappe car, dans la plupart de cas, des rigoles
préférentielles se sont formées. Ce rassemblement en rigoles rend très vite indépendantes les zones
élémentaires de production ; étant indépendantes les productions peuvent être alors supposées
quasi additives. Dès lors, la production totale d'un pixel est pratiquement égale aux productions
définies à l'échelle du m², au prorata de sa surface. Ainsi, le pixel apparaît souvent une bonne
échelle de caractérisation de ces états de surface.
Notre choix s'est donc porté sur une modélisation de la fonction de production locale à
l'échelle du pixel. La transformation des plans primaires issus de la télédétection en plans utiles
quantifiés est effectuée sur la base des expérimentations de simulation de pluie.
Méthode
Simulation de pluie et équations hydrodynamiques
Ces présentations ont déjà été faites, notamment dans [1], [2]. Nous n'en donnerons que les
éléments principaux. Chaque état de surface élémentaire est susceptible de présenter une lame
ruisselée Lr définie par l'équation hydrodynamique suivante :
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chapitre suivant constitue un exemple de rupture de cet équilibre : si les processus changent de
nature, la modélisation peut devenir inopérante ou fausse.
EXEMPLE D'APPLICATION AU SAHEL, CARTOGRAPHIE DES POTENTIALITÉS DE
RUISSELLEMENT
La cartographie des états de surface du Sahel effectuée dans le cadre du projet FAO sur la
connaissance de débits de crue illustre ces propos. Le but est d'estimer le débit du bassin versant
à partir de cartographies des états de surface.
Particularités des processus de ruissellement dans les régions sahéliennes : choix préalables
Dans les régions sahéliennes et soudano-sahéliennes, on peut partir de l'hypothèse que le
ruissellement est globalement déterminé par la présence à la surface du sol d'une fine couche
imperméable dite "croûte de battance" qui apparaît au début de la saison des pluies du fait de
l'agressivité du climat. La pluie tombant à la surface du sol ne s'infiltre pas en totalité mais
ruisselle, car la capacité d'infiltration est rapidement atteinte. C'est le schéma de Horton.
Ainsi, la couche de surface explique à elle seule une grande part de la transformation de la
pluie en ruissellement : les "états de surface" apparaissent comme l'élément moteur et déterminant
des écoulements [1], [2]. Comme, par ailleurs, le sol est visible pendant la saison sèche, ces deux
"qualités" des couches de surface rendent a priori particulièrement intéressantes les images de
télédétection pour la définition des écoulements.
De plus, les essais de simulation de pluie ont permis de définir des "états de surface type" à
partir d'éléments de 1 m² et de leur contexte immédiat et de leur associer une équation
hydrodynamique. La cellule de base pour caractériser les ruissellements est donc a priori correcte
à 1 m². La résolution satellitaire haute résolution propose une vision de taille supérieure (20*20 m
ou 30*30 m). A cette échelle (pixel), les écoulements de base sont déjà différents de ce qui est
observé au m² : il n'y a plus d'écoulement en nappe car, dans la plupart de cas, des rigoles
préférentielles se sont formées. Ce rassemblement en rigoles rend très vite indépendantes les zones
élémentaires de production ; étant indépendantes les productions peuvent être alors supposées
quasi additives. Dès lors, la production totale d'un pixel est pratiquement égale aux productions
définies à l'échelle du m², au prorata de sa surface. Ainsi, le pixel apparaît souvent une bonne
échelle de caractérisation de ces états de surface.
Notre choix s'est donc porté sur une modélisation de la fonction de production locale à
l'échelle du pixel. La transformation des plans primaires issus de la télédétection en plans utiles
quantifiés est effectuée sur la base des expérimentations de simulation de pluie.
Méthode
Simulation de pluie et équations hydrodynamiques
Ces présentations ont déjà été faites, notamment dans [1], [2]. Nous n'en donnerons que les
éléments principaux. Chaque état de surface élémentaire est susceptible de présenter une lame
ruisselée Lr définie par l'équation hydrodynamique suivante :