MÉTHODES DE TRAITEMENT DES DONNÉES ET DE DÉTECTION ET DES SURFACES INONDÉES

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Le fleuve Sénégal et son bassin :

Le bassin versant du fleuve Sénégal se situe sur les territoires de la Guinée, du Mali, de la Mauritanie et du Sénégal. En coordonnées géographique, il s’étend de 10°20′ à 17°00′ de latitude Nord et de 7°00′ à 12°20′ de longitude Ouest (Bader, 2015). Il est à une longueur d’environ 1800 km depuis sa source en Guinée jusqu’à son embouchure à Saint Louis au Sénégal. Le fleuve Sénégal (figure 1) est formé à Bafoulabé par la confluence du Bafing et du Bakoye. En effet, il est alimenté par trois affluents principaux que sont le Bafing, le Bakoy et la Falémé, qui prennent leurs sources dans le massif du Fouta Djallon en Guinée. Son bassin a une superficie de près de 300000 km² et comprend trois régions principales: le haut bassin, du Fouta Djallon à Bakel; la vallée, de Bakel à Dagana; et le delta, de Dagana à la mer (Faye et al, 2015).
Dans son cours supérieur, le Sénégal est formé par la jonction du Bafing et du Bakoy à Bafoulabé. Le Bafing, qui prend sa source en Guinée dans le Massif bien arrose du Fouta-Djalon, peut être considéré comme la branche mère du Sénégal, bien que son bassin versant ne soit que de 38000 km². Le Bakoy (85000 km²), qui a un débit sensiblement plus faible, prend naissance au nord de Siguiri sur le rebord méridional du plateau Mandingue (Rochette et Touchebeuf de Lussigny, 1964). A l’amont puis à l’aval de Kayes, il est rejoint en rive droite par deux affluents de moindre importance, la Kolinbine et le Karakoro. Il reçoit ensuite en rive gauche les apports de la Falémé, avant d’atteindre la ville de Bakel. Cette station marque la limite aval du bassin versant supérieur du fleuve, qui culmine à 1330 m d’altitude dans sa partie sud et couvre une superficie totale de d’environ 218000 km² (Rochette et Touchebeuf de Lussigny, 1964).
Depuis la source du Bafing jusqu’à Bakel, le cours d’eau parcourt une distance de 1006 km et une dénivelée de 789 m (pente moyenne 0,078 %) (Rochette, 1974). À partir de Bakel, le fleuve Sénégal quitte son haut bassin pour entrer dans son cours inférieur, habituellement désigné ‘‘vallée’’. Il progresse alors dans une plaine alluviale de 10 à 20 km de large, souvent inondée en période de crue. Seuls quelques affluents peu importants le rejoignent encore en rive droite, tels que le Gorgol et les oueds Ghorfa et Niorde. Entre Kaédi et Podor, le fleuve se sépare pendant 250 km environ en deux bras importants isolant l’île à Morphil : le Sénégal au nord, marquant la frontière entre la Mauritanie et le Sénégal et le Doué au sud (Rochette, 1974). Par ailleurs, cette grande île coincée entre le fleuve Sénégal et le marigot de Doué fera l’objet de notre étude. En aval de Dagana, le fleuve Sénégal est en communication avec deux dépressions, le lac Rkiz en rive droite, et le lac de Guiers en rive gauche. Le lac de Guiers est d’ailleurs lui-même relié à un système hydrographique fossile qui traverse la région du Ferlo qui, est une vaste étendue de steppes et de savanes sahéliennes au sud de la vallée du fleuve Sénégal. En aval de Richard-Toll commence le delta du fleuve Sénégal, qui affecte une forme triangulaire. Le lit principal, dont se détachent en rive gauche de nombreux bras secondaires, continue à se diriger vers l’ouest puis s’infléchit vers le sud. Ayant atteint Saint-Louis, il poursuit son cours parallèlement au littoral pendant une vingtaine de kilomètre puis se jette dans la mer par une embouchure assez instable (Rochette et Touchebeuf de Lussigny, 2015).

Présentation de la zone d’étude : l’Île à Morphil

Situation géographique et cadre physique :

L’île à Morphil, comme le montre la figure 2, est une bande de terre d’une superficie de 1250 km² coincé entre la rive gauche de la Vallée du fleuve Sénégal et son affluent, le Doué. Elle s’étire sur une longueur d’environ 200 km et va de Doué, à l’Ouest de Podor à Wending (sous-préfecture de Saldé) à l’Est avec une largeur qui varie entre 10 et 15 km. Elle est située entre les latitudes 16°5’20,101344’’ Nord et 16°3016,875648’’ Nord et les longitudes -14°13’37,090848’’ Ouest et – 13°50’19,510368’’ Ouest (Ndiath, 2012).
Situé en grande partie dans le département de Podor dans (la région de Saint-Louis) et dans la moyenne Vallée du Fleuve Sénégal, l’île à Morphil se situe à quelques 500 km de Dakar en passant par Saint-Louis. Elle compte plus de 105 localités qui sont situées dans une zone naturelle communément appelée ‘‘hakounde madje’’ par les ‘‘haalpoulars’’ de la Vallée du Fleuve Sénégal (Ndiath, 2012). Cette île avait une population estimée à 99.994 en 2012, soit une densité de 80 habitants au Km². Cette population s’établit le plus souvent le long des cours d’eau. Une telle densité fait de cette île, parmi les zones les plus peuplées du département de Podor dont la densité moyenne est de 28 habitants par km² (Ndiath, 2012).

Caractéristiques physiques :

Le climat de la moyenne vallée du fleuve Sénégal où se situe l’île à Morphil est de type sahélien. Il  est gouverné par la mousson Ouest Africaine et se caractérise par une courte saison des pluies qui durent entre 2 et 3 mois (juillet-septembre) avec un cumul annuel inférieur à 400 mm Les températures relativement y sont élevées pouvant atteindre 40°C.
Le potentiel hydrique de l’île à Morphil est assez important et composé d’eaux de surfaces, météoriques et souterraines. D’abord, les eaux de surfaces sont constituées principalement par le fleuve Sénégal (qui forme la frontalière naturelle entre la Mauritanie et le Sénégal) et son bras secondaire le Doué, délimitant ainsi l’île à Morphil vers le sud-est. En dehors de ces deux fleuves, l’île à Morphil regorge d’autres eaux de surfaces qui sont souvent saisonnier tel-que les rivières (le Gayo, le Ngalanka et le Goundourol etc.) et des cuvettes saisonnières (Mawndou, le Barangol, le Cokolol) qui sont alimentées selon le rythme de la crue. Après, les eaux météoriques sont constituées essentiellement d’eaux de la pluie. Du fait que l’île à Morphil se situe entre l’isohyète 200 et 300 mm, ces eaux de surfaces issues de la pluie directe sont éphémères et les moins important. Et enfin, les eaux souterraines se distinguent en deux classes que sont la nappe superficielle et la nappe profonde. En effet, cette nappe superficielle de profondeur faible se trouve dans les alluvions du fleuve Sénégal. Elle sert dans les usages des villageois mais subi une sérieuse dégradation du fait de la sécheresse, les réserves se tarissent, provoquant une
intrusion saline parfois. Enfin, la nappe profonde qui occupe les sables du Maestrichtien (crétacé supérieur) identifie par sondage dans le bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien. La plupart des forages du Diéri sont localisés dans cette nappe dont la profondeur varie entre 40 m et 80 m (Ndiath, 2012).
Les sols dans l’île à Morphil ont une typologie traditionnelle assez spécifique. En effet, les sols de cette bande de terre sont naturellement classifiés selon leur position par rapport au fleuve, leur situation géomorphologique et le régime hydrologique auquel ils sont soumis. De plus, ces facteurs déterminent la qualité agronomique des sols. Ainsi, les paysans ont donné à ces terres des appellations vernaculaires adaptés aux systèmes de culture pratiqués (Ndiath, 2012). Par conséquent, ces terres sont classifiées en deux grands terrains que sont le Diéri et le Walo. Premièrement, le Diéri concerne des terres sableuses hors du lit majeur du fleuve Sénégal et de son affluent qui est le Doué. Ce sont des terres non inondables de la vallée d’un fleuve et sont cependant propices à l’élevage et aux cultures pluviales. Néanmoins, ces zones de cultures sèches sont généralement plus menacées, car entièrement dépendantes de la pluviométrie qui est irrégulière dans l’île à Morphil d’une année à une autre. Et deuxièmement, le Walo qui représente la plus grande partie des surfaces de l’île est constitué de terres alluviales qui se situent à l’intérieur du lit majeur. Par conséquent, ces terres sont situées dans les zones inondables au bord d’un fleuve et les cultures de décrues y sont pratiquées. En termes de sol, le Walo se subdivise en quatre sous-unités selon la proximité du fleuve. D’abord, il y a les Falo qui sont les terres argileuses localisés juste sur les flancs des berges du fleuve et des principaux marigots. Ensuite, il y a les Hollaldés qui sont les terres argileuses des bassins de décantation appelées cuvette de décrue. Ces terres régulièrement inondée sont les plus basses du Walo. Après, les Faux Hollaldés sont des terres de transition entre le Hollaldé et le Fondé. Et enfin, les Fondés qui sont des levées alluviales sablo-limoneuses et exceptionnellement inondées. Ces sols (Fondés) sont fluides lorsqu’ils sont humides, durcis lorsqu’ils sont secs, pulvérulents lorsqu’ils sont travaillés.
La végétation de l’île à Morphil est de type Sahélien sous forme de steppe arbustive et arborée. Elle est composée de strates arborée, arbustive et herbacée qui varient selon les saisons et le type de sols. Et effet, le relief de l’île à Morphil est pratiquement plat. Il se caractérise par des plateaux très étendus, des vallées assez profondes ainsi que des bas-fonds. Selon Ndiath (2012), l’altitude est comprise entre 0 et 50 m au maximum.

Entre crue et décrue : les activités socio-économiques dans l’île à Morphil

Préambule

Ainsi au-delà d’un certain débit, le fleuve sort de son lit mineur à l’aval de Bakel et inonde un lit majeur fait de multiples cuvettes et chenaux occupant la plaine alluviale sur 10 à 20 km de large le long du fleuve : on parle de crue. Cette dernière débute dans l’île à Morphil à partir de la fin du mois de juin. Cette inondation naturelle permettait la recharge en eau et la fertilisation des sols pour l’agriculture de décrue, offre des zones de frai aux poissons, des pâturages durant la saison sèche et assure l’existence de formations végétales d’Acacias Nilotica. En moyenne le pic des crues est observé vers mi-septembre et entre fin septembre (pour les faibles crues), et fin octobre (pour les fortes crues) (Rochette, 1974a). Quant à la décrue, elle corresponde à la période de diminution du débit du fleuve pour retrouver son lit mineur. Elle est observée en générale de début novembre en fin décembre.
Par conséquent dans les années 1970, le système agraire traditionnel de la vallée du Sénégal dans laquelle se trouve l’île à Morphil se basait sur l’utilisation de ces crues dont la submersion saisonnière de la plaine inondable (Walo) et des berges (Falo) est à l’origine d’un riche système agro-halio-sylvopastoral (Lericollais, 1975; Boutillier, Schmitz, 1987; Saarnak, 2003; Le Roy, 2005). En 1973, les cultures de décrue étaient pratiquées par 320000 personnes, soit 60% de la population totale de la vallée (Lericollais, 1980). En effet, les crues étaient un élément central de l’organisation socio-spatiale des populations dans l’île à Morphil. La culture de décrue était complémentaire à l’agriculture pluviale fortement tributaire des conditions pluviométriques, ainsi que le pâturage durant la saison des pluies. En effet, le sorgho de décrue suit son cycle entre septembre et mars, tandis que le millet pluvial se cultive de juillet à novembre, ce qui permettait un approvisionnement en céréales durant toute l’année.
Dans le milieu des années 80, l’état du Sénégal a privilégié l’irrigation au détriment de l’agriculture de décrue considéré comme non rentable. Pour cela à travers l’OMVS (Organisation pour la Mise en Valeur du Fleuve Sénégal), des politiques de développement rural ont été initié avec la construction de barrages sur le fleuve Sénégal pour réguler le débit et aussi favoriser l’irrigation. Ainsi, les moyens de subsistance dépendants de la crue s’inscrivent aujourd’hui dans un système d’activité diversifié, où la part de l’irrigation et des activités extra-agricoles est importante (Bruckmann, 2019). Néanmoins, l’agriculture de décrue reste ainsi pratiquée par 80% des ménages interrogés dans l’île à Morphil, tandis qu’ils sont moins nombreux à être intégrés à l’irrigation, approximativement deux-tiers des ménages (Bruckmann, 2019). Ce constat témoigne d’une meilleure accessibilité aux terres de décrue, tant au niveau foncier que financier. Elles sont généralement héritées et la culture de décrue demande un capital financier moindre que la riziculture : « lorsque la crue est bonne, c’est très rentable, car on cultive pendant deux mois et on mange du sorgho presque toute l’année» (entretien, Gamadji, novembre 2012). Actuellement dans l’île à Morphil, les périmètres irrigués collectifs (riz) et les terres de décrue (sorgho ou maïs) sont la principale source de céréales et leur calendrier se succède avec peu de chevauchement (Bruckmann, 2019). Au début des années 1990, le revenu par heure du sorgho était même le double de celui du riz (Salem-Murdock et al, 1993). Par conséquent, l’agriculture de décrue sur berge s’intègre dans une dynamique vivrière marchande, permise par l’expansion de l’armature urbaine de la moyenne vallée et la connexion à des réseaux d’échanges avec l’extérieur (Ninot et al, 2002).
En résumé, on peut dire que malgré l’introduction de nouvelles politiques privilégient l’irrigation, les activités socio-économiques dans l’île à Morphil sont rythmées au gré de la crue. En effet, ces activités reposent sur trois axes principaux qui sont l’agriculture, l’élevage et la pêche qui constituent le cerveau de la vie économique des populations de l’île à Morphil.

L’agriculture

L’agriculture qui est la principale activité et se pratique sous trois formes dans l’année. L’agriculture sous pluie directe, l’agriculture de décrue et l’agriculture irriguée. L’agriculture pluviale est une activité minoritaire qui occupe une infime partie de la population active. Elle est très irrégulière d’une année à une autre suivant la variabilité de la saison pluvieuse. Elle se pratique en hivernage de juillet à octobre sur les terres non inondables et principalement dans les Mballa1. Les variétés cultivées sont le petit mil ou suna, le sorgho, le haricot, le gombo. Après, il y a l’agriculture de décrue qui représente la part la plus importante des activités socio-économiques de l’île à Morphil. Cette type d’agriculture (décrue) est étroitement liée à la crue et revêt deux formes : le Walo et les Pallé (culture de berge). C’est une agriculture typiquement vivrière qui permet une diversification des ressources et constitue un alternatif à l’irrigation qui a réduit les surfaces cultivables suite à la valorisation des barrages. Et enfin, l’agriculture irriguée a été introduite dans l’île à Morphil dans les années soixante-dix pour faire face aux aléas climatiques et garantir la sécurité alimentaire. Pour cela, différents aménagements hydro-agricoles furent conçus le long du fleuve Sénégal et de ses défluents. Et ces aménagements concernent pour l’essentiel les villages de l’île à Morphil et mobilisent une grande partie de la population active agricole. Elle porte sur les cultures commerciales comme le riz, le maïs, la tomate, l’oignon etc.

La pêche

La pêche est une activité aussi importante dans l’île à Morphil. Elle passe juste après l’agriculture et est pratiquée par les Soubalbés sur le fleuve Sénégal, le Doué ainsi que sur les nombreux marigots et chenaux qui se trouvent dans la zone. Cette pêche est artisanale car elle se caractérise par des moyens techniques traditionnels tels que l’utilisation de petits filets, de pirogues non motorisées. Aujourd’hui, même si sa participation à la vie de ces populations est remarquable, elle demeure, tout de même, touchée par la raréfaction des ressources halieutiques. C’est une activité qui présente un double avantage pour ces populations: la consommation locale des produits et la commercialisation d’une partie à certaines périodes de l’année dans le marché local pour l’amélioration des revenus. Néanmoins, la construction des barrages et la régulation des crues réduisent les zones naturellement inondables où les alevins se développaient naguère.

L’élevage et l’artisanat

D’abord, l’élevage est un secteur non négligeable dans l’économie de l’île à Morphil. Cependant, la pratique de cette activité se fait sous deux formes. Premièrement, il y a l’élevage de concernant des espèces comme les bovins, les camelins, les ovins et les caprins. Il connaît toutefois, des difficultés réelles à cause de l’extension presque continue des aménagements hydro-agricoles qui a transformé une partie l’espace pastoral en zone Walo. Toutefois, l’eau et les ressources fourragères qui constituent des éléments déterminants dans la pratique du pastoralisme sont pratiquement présents toute l’année et permettent le maintien de cette activité (Ndiath, 2012). Et deuxièmement, l’élevage de type intensif vient en complément de l’agriculture ou bien sert à épargner les surplus issus de l’activité agricole (Ndiath, 2012). Il est essentiellement domestique et concerne les équins, les asins, les caprins, les ovins, la volaille et en moindre mesure, les bovins. Les animaux de trait (équins et asins) sont utilisés dans l’agriculture irriguée pour le transport. Et enfin, l’artisanat est présent presque dans tous les villages de l’île à Morphil il s’agit surtout des forgerons, bijoutiers, tisserands, cordonniers etc.

Google Earth Engine et Données Satellite

Model d’acquisition des données : Google Earth Engine

Dans ce travail, nous avons utilisé le cloud computing Google Earth Engine pour l’acquisition et le traitement des données. La figure 3 ci-dessous montre une illustration de la plateforme et les quantités de données gratuitement disponibles gratuitement.
Cette plateforme nous permet de faire toutes les formes de traitement statistiques possibles des données spatialisées (analyse des séries temporelles, analyses de corrélation, analyse multivariées, classifications supervisées et non-supervisées) sans utilisation des ressources de la machines locale. Ainsi, pour une présentation brève, Earth Engine consiste en un catalogue de données prêt pour l’analyse de plusieurs pétaoctets co-localisé avec un service de calcul intrinsèquement performant et parallèle. Il est accessible et contrôlé via une interface de programmation d’applications (API) accessible sur Internet et un environnement de développement interactif (IDE) Web qui permet un prototypage et une visualisation rapides des résultats. Le catalogue de données contient un grand référentiel d’ensembles de données geospatiales accessibles au public, y compris des observations à partir d’une variété de systèmes d’imagerie satellitaire et aérienne dans les longueurs d’onde optiques et non optiques, les variables environnementales, les prévisions et les prévisions météorologiques et climatiques, la couverture terrestre, la topographie etc. Toutes ces données sont prétraitées sous une forme prête à l’emploi mais préservant les informations qui permet un accès efficace et supprime de nombreuses barrières associées à la gestion des données (Noel Gorelick et al, 2017).

Données de précipitations

Plusieurs types de données ont été utilisés pour bien mener ce travail. D’abord, l’analyse climatologique a été effectuée grâce aux données du capteur CHIRPS (Climate Hazards group InfraRed Precipitation with Station) qui existent entre 1981 et 2019. Le produit de données en pluie CHIRPS est développé par l’agence américaine Geological Survey (USGS) et le groupe Climate Hazards de l’université de Californie (UCSB). Les données CHIRPS sont une combinaison de plusieurs source: (1) les données de précipitations du Climate Hazards Precipitation Climatology (CHPClim); (2) les données quasi-globales du satellite géostationnaire TIR de la NOAA ; (3) les sorties du modèle Climate Forecast System, version 2 (CFSv2); (4) les données de TRMM 3B42; et
(5) les précipitations in situ de stations pluviométriques obtenues de diverses sources, notamment des services météorologiques nationaux et régionaux (Maidment, allan et al, 2015; Bichet et al, 2018). Ainsi, le produit CHIRPS correspond à un ensemble de données pluviométriques journalières, quadrillées, quasi-globales (50°S à 50°N), à haute résolution (0,05°), qui est disponible depuis 1981 (Funk et al, 2015). La validation de CHIRPS à l’aide de diverses données de stations pluviométriques montre que ce produit illustre une bonne performance pour la surveillance de la sécheresse (Gebrechorkos et al, 2018).

Présentation de l’outil Topographique SRTM

En février 2000, la NASA, la National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) des États-Unis et les agences spatiales allemande et italienne ont lancé la mission de topographie radar (http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/). Cette Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) a produit les données topographiques numériques ou le modèle numérique d’élévation de la surface de la Terre les plus complets et de la plus haute résolution (Farr et al, 2007). Il a été produit avec une résolution de 1 seconde d’arc (environ 30 m à l’équateur) pour la quasi-totalité du globe, entre 60 degrés de latitude nord et 56 degrés de latitude sud (Farr et al, 2007), avec une erreur de hauteur moyenne verticale de 6,2 m (niveau de confiance de 90 %) et une erreur de géolocalisation de 9 m pour l’Amérique du Sud (Rodriguez, 2006). Les données du SRTM possèdent plusieurs propriétés uniques qui peuvent s’avérer être un attribut positif ou négatif selon l’application appliquée. Le SRTM a utilisé une technique appelée interférométrie pour collecter les données topographiques (NASA, 2005a). En termes simples, l’interférométrie permet de recueillir deux images du même endroit à des points d’observation différents (NASA, 2005a). Lorsque les deux images sont comparées, il y a une légère différence de phase dans les valeurs des images et à partir de cette différence, la topographie de la surface de la Terre peut être calculée (NASA, 2005a). Les images recueillies par interférométrie ne sont pas des « photographies » typiques de la surface de la Terre. Pour le SRTM, ces images ont été produites par deux systèmes de radars à synthèse d’ouverture, en bande C (SIR-C) et en bande X (X-SAR) (Farr et al, 2007). Par conséquent, l’utilisation de ces informations et la connaissance de la distance constante entre les deux antennes (ligne de base), une élévation précise de la surface de la Terre a pu être calculée (NASA, 2005b).
Dans notre travail, le SRTM 30 m de résolution spatiale est utilité pour déterminer la carte topographique de l’île à Morphil. Avec cet outil, la dynamique des crues peut être expliquée en partie.

Landsat7

Le programme d’observation de la surface terrestre « Landsat » est le plus ancien. Ainsi, sept satellites Landsat ont été lancés depuis juillet 1972. Le dernier d’entre eux, Landsat7, offre plusieurs améliorations par rapport au capteur Landsat-4,5 Thematic Mapper (TM), notamment un contenu d’informations spectrales accru, une précision géodésique améliorée, un bruit réduit, un étalonnage fiable, l’ajout d’une bande panchromatique et une résolution spatiale améliorée de la bande thermique (Masek et al, 2001). Landsat7 a été lancé avec succès le 15 avril 1999 et fournit jusqu’à ce jour des données. Il emporte à son bord le scanner ETM+. Le satellite Landsat7 (ETM+) est actif depuis 1999. Ces premières images sont disponibles depuis octobre 1999. Ce satellite offre une couverture mondiale avec des images de 15 mètres de résolution en mode panchromatique, et 30 mètres en mode multispectrales (06 bandes). Le satellite Landsat7 survole la Terre à une altitude de 705 km. Il est équipé du capteur ETM+ fournissant huit bandes spectrales (visible, proche et moyen infrarouge, thermique et Panchromatique). Les images sont sub-verticales et n’offrent pas la possibilité de la stéréoscopie.
Dans notre étude, nous avons utilisé la bande B3 en l’occurrence la bande rouge du visible (R) et la bande B4 qui correspond à la bande du proche infrarouge pour le calcul du NDVI afin de détecter les pixels de l’eau. Les données sur une même zone sont obtenues à un intervalle de temps de 16 jours.

Sentinel2

La Commission européenne (CE) et de l’Agence spatiale européenne (ESA) ont conçu un programme spatial (Copernicus) pour s’établir une capacité européenne de fourniture et d’utilisation d’informations de surveillance opérationnelle pour les applications d’environnement et de sécurité (Drusch et Del Bello, 2012). Ce programme comprend deux satellites Sentinel2 (S-2) conçus pour fournir des acquisitions mondiales systématiques d’images multispectrales hautes résolution (Frampton et al, 2013). L’instrument multispectral (MSI) à bord du satellite sentinel2 a été conçu pour permettre la continuité des données de type Satellite pour l’Observation de la Terre (SPOT) et Landsat dans le futur. MSI s’appuie également sur l’héritage du spectromètre imageur à résolution moyenne (MERIS) de l’ESA et sur son expérience avec les instruments du spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS) de la NASA pour fournir davantage de bandes spectrales que Landsat ou SPOT (Frampton et al, 2013). Il contient 13 bandes spectrales s’étendant du visible et du proche infrarouge à l’infrarouge à ondes courtes. La résolution spatiale varie de 10 m à 60 m selon la bande spectrale avec un champ de vision de 250 km (Drusch et al, 2012). La mission envisage une paire de satellites circulant simultanément sur la Terre sur une orbite à 180° synchrone avec une période de réexamen pouvant aller jusqu’à cinq jours dans des conditions sans nuage (EUROSTAT, 2013). Le premier satellite, S-2A, a été lancé en 2014, suivi du S-2B actuellement prévu pour une date de lancement provisoire en 2015 (Langdon et al, 2011).
Dans le cadre de notre travail, pour le calcul NDVI concernant le satellite Sentinel2, nous avons utilisé la bande spectrale B4 du visible en l’occurrence la bande rouge et celle du proche infrarouge dénommée B8. En outre, il est important de relever que les données de Sentinel2 sont obtenues à un intervalle de temps de 10 jours (résolution temporelle) avec une résolution spatiale de 10 m. Cependant, à cause de l’effet des nuages il arrive de perdre quelques jours de mesures surtout pendant la saison de mousson au Sahel.

Méthodes de traitement des données et de détection et des surfaces inondées

L’acquisition des données satellitaires (Sentinel2 et Landsat7) sur la surface de la terre (données géospatiales) a été obtenu grâce à la plateforme Google Earth Engine. L’ensemble des données est stocké dans un serveur et est disponible pour les chercheurs et les scientifiques pour en faire différents usages à l’échelle planétaire. Un algorithme adapté a été écrit pour récupérer les données souhaitées de l’île à Morphil. Le paramètre utilisé pour détecter les surfaces inondées est le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). En effet, nonobstant son caractère spécial dans la détermination de la végétation, le NDVI peut être utilisé pour la détermination d’autres surfaces autre comme l’eau d’où son utilisation dans notre cas d’étude. Ainsi, les surfaces d’eau ont des valeurs (NDVI) négatives car sa réflectance dans le rouge est supérieure à celle dans le moyen infrarouge. Dans notre travail toute valeur de NDVI inférieur à 0,02 est considérée comme de l’eau. Par conséquent, plusieurs étapes ont été suivit comme démarche pour aboutir à la donnée surface inondée.
La figure 4 ci-dessous représente les différentes étapes de la démarche adoptée pour le satellite Sentinel2 et Landsat7 afin d’obtenir les surfaces inondées.
 D’abord, pour l’acquisition des données à travers Google Earth Engine, nous avons procédé à un filtrage temporel en fonction de la disponibilité des données des satellites Sentinel2 et Landsat7. Pour Sentinel2, l’acquisition de données concerne les dates du 01/01/2016 au 31/12/2019 et pour le satellite Landsat7 les données concernent les dates du 01/01/2000 au 31/12/2019. Le filtrage de notre zone d’étude a été nécessaire pour ne considérer que les images de ladite zone,
 Après, un filtrage à 20% a été appliquée pour extraire les pixels nuageux. Après cette correction, nous nous sommes retrouvés avec 801 images pour Sentinel2 et 716 images Landsat7,
 Ensuite nous avons effectué le calcul de l’indice de végétation à différence normalisée (NDVI) sur toutes nos images pour déterminer les surfaces occupées par l’eau. Concernant le calcul de cet indice, il convient d’utiliser la bande spectrale du visible en l’occurrence la bande rouge et celle du proche infrarouge. Par conséquent, pour le satellite sentienel2, nous avons utilisé la réflectance de la bande B4 (665 nm) et celle de la bande B8 (833 nm). Concernant le satellite landsat7, ces bandes correspondent respectivement la B3 (631-692nm) et la B4 (772-898nm). L’équation ci-dessous représente la formule pour le calcul du NDVI : NDVI= (1)
 Par ailleurs, les pixels avec un NDVI inférieur à 0,02 sont considérés comme étant de l’eau dans l’île à Morphil. Avec ce seuil, un masque du NDVI est appliqué sur l’ensemble de nos images,
 Et enfin, les pixels d’eau ont été convertis en surfaces inondées en hectares (ha).

Table des matières

1. CONTEXTE DE L’ÉTUDE :
2. OBJECTIFS ET ORGANISATION DU MANUSCRIT
1. LE FLEUVE SÉNÉGAL ET SON BASSIN :
2. PRÉSENTATION DE LA ZONE D’ÉTUDE : L’ÎLE À MORPHIL
2.1. SITUATION GÉOGRAPHIQUE ET CADRE PHYSIQUE :
2.2. CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES :
2-3 : ENTRE CRUE ET DÉCRUE : LES ACTIVITÉS SOCIO-ÉCONOMIQUES DANS L’ÎLE À MORPHIL
2-3-1 : Préambule
2-3-2 : L’agriculture
2-3-3 : La pêche
2-3-4 : L’élevage et l’artisanat
3 : GOOGLE EARTH ENGINE ET DONNÉES SATELLITE
3.1 : MODEL D’ACQUISITION DES DONNÉES : GOOGLE EARTH ENGINE
3-2 DONNÉES DE PRÉCIPITATIONS
3-3 : PRÉSENTATION DE L’OUTIL TOPOGRAPHIQUE SRTM
3-4 : LANDSAT7
3-5 : SENTINEL2
3-6 : MÉTHODES DE TRAITEMENT DES DONNÉES ET DE DÉTECTION ET DES SURFACES INONDÉES
CHAPITRE 3 : RÉSULTATS ET DISCUSSIONS
1. VARIABILITÉ TEMPORELLE ET SPATIALE DES PRÉCIPITATIONS ENTRE 1981 ET 2019
2. CARACTÉRISATION INTERANNUELLE ET SAISONNIÈRE DES SURFACES INONDÉES ENTRE 2000 ET 2019
3. CARTOGRAPHIE DES SURFACES INONDÉES EN 2017 ET 2018
4. MISE À JOUR DE LA TOPOGRAPHIE DE L’ÎLE À MORPHIL
5. MISE EN PLACE D’UNE APPLICATION
CHAPITRE 4 : CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet