Contexte scientifique et objectifs

Introduction

La mer n'est pas toujours grise, verte ou bleue — sa couleur dépend de sa composition et de la façon dont ses principaux composants absorbent et diffusent la lumière. Parmi ces composants: les sédiments en suspension (sable, boue, argile), le plancton végétal (phytoplancton) par le biais de la chlorophylle qu'il contient, la matière dissoute provenant des dégradations organiques, etc.

Un des objectifs de la télédétection appliquée à l'océanographie est de développer et d'utiliser les connaissances des propriétés optiques des composants de l'eau de mer afin d'obtenir (par inversion de ces propriétés) des algorithmes. Ceux-ci permettent de dresser à partir des mesures faites par les satellites des cartes exprimant la concentration de l'eau en chlorophylle et en sédiments en suspension.

Pourquoi cette recherche?

Des quantités importantes de composés chimiques tels que les nitrates et phosphates utilisés dans de nombreuses activités humaines (par exemple dans les engrais utilisés pour l'agriculture) atteignent la mer via les fleuves et l'atmosphère. Ces produits, lorsqu'ils se retrouvent en excès dans l'océan, peuvent avoir une influence néfaste sur l'environnement marin en affectant l'écosystème et en modifiant son équilibre. Il s'agit en effet de nutriments, absorbables par le niveau inférieur de la chaîne trophique, le phytoplancton. Certaines espèces indésirables prolifèrent alors de façon incontrôlée. Une de ses conséquences visibles dans nos eaux est la présence accrue sur les plages de mousse provenant de la dégradation des colonies de plancton surnuméraire.

Des conventions internationales telles que celle pour protection du milieu marin du Nord-Est Atlantique (OSPAR) ont étés élaborées et ratifiées par les pays riverains, dont la Belgique. Ces conventions obligent les pays signataires dont les eaux sont affectées par l'eutrophisation, à diminuer les apports de nutriments en mer, c'est-à-dire à limiter l'usage d'engrais et à construire des stations d'épuration des eaux usées. Ceci fait aussi l'objet de plusieurs directives européennes (Nitrates: 91/676/EC; eaux usées: 91/271/EC). Il y a également obligation de surveiller l'évolution du problème. Traditionnellement, cela s'effectue par le biais de campagnes de mesures en mer. Ces campagnes, coûteuses, fournissent la "vérité-mer" mais ne permettent pas de donner une vue complète de la situation à l'échelle spatiale, puisque les mesures ne sont effectuées qu'en un nombre limité de points, et que chaque mesure est effectuée à un moment différent. Les images prises par les satellites peuvent donc constituer un complément à ces mesures en mer en fournissant une vue globale et plus fréquente de la région d'intérêt. Des études de ce phénomène sont également menées grâce à des modèles écologiques.

Une autre application de la télédétection est l'aide à l'étude du mouvement des sédiments en suspension. Les accès aux ports belges doivent en effet être dragués continuellement pour faire face à un problème d'envasement. L'impact économique de ces opérations de draguage est tellement important qu'il justifie des projets de recherche visant à leur optimisation.

 Données et méthodes

 Exemples de produits dérivés de l'imagerie