Les couleurs de la mer

L’objectifduprojetBELCOLOURestd’améliorerlesbasesthéoriquesetleslogicielsquiper-
mettentledéveloppementdeproduitsliésàladétectiondelamatièreensuspensionetde
lachlorophylledansleseauxcôtières,grâceauxdonnéesdelatélédétection,notamment
cellesfourniesparlesnouveauxinstruments.Aprèsévaluationdelaqualitédesproduits,de
nouvellesapplicationssontélaborées.
Lesproduitsélaboréslorsduprojetsontmisàdispositiondesutilisateursnauxviaunsite
web:cartesdetempératuredesurfacedelamerduNord,cartesdeconcentrationenchlo-
rophylleaetenmatièretotaleensuspension.Cescartes,déduitesdesdonnéesprovenant
descapteursSeaWiFS,MERISetMODISpeuvents’intégrerdansdesapplicationsutilesàde
nombreuxsecteurs:legéniecivildesports,l’ingénieriedeszonescôtières,larechercheocéa-
nographique,lamodélisationnumériquedesécosystèmes,etc.
Lesproduitsspéciquessontdisponiblessurdemande.
Objectif > > >
Méthodologie > > >
Résultat > > >
Coordinateur
Kevin Ruddick
Unité de Gestion du Modèle
Mathématique de la mer du Nord
k[email protected].be
Partenaires
Christiane Lancelot
Écologie des Systèmes Aquatiques
ULB
[e-mail]
Walter Debruyn
Teledetectie en aardobservatie-
processen
VITO
[e-mail]
www.mumm.ac.be/BELCOLOUR
Théorie
Lacouleurdelamerestdéterminéepar
lacompositiondel’eau,principalement
lamatièreensuspension(TSM:Total
Suspended Matter)etlespigmentsdu
phytoplancton,commelachlorophyllea
(CHL).Unmodèlehydro-optiquetraduit
celamathématiquementetpermetla
transformationdesimagessatellitaires
encartesdeconcentration
enCHLetenTSM.
Calibration
Deséchantillonsd’eausontprélevés
enmeretsontanalyséspourestimer
despropriétésoptiquescommeletaux
d’absorptiondelalumièreparle
phytoplancton,oularéectancede
l’eau,ainsiquepourmesurerlesconcen-
trationseffectivesdeCHLetdeTSM.
Cesmesurespermettentlacalibration
desmodèlesthéoriquesetlavalidation
desaspectsdelathéorieoptique.
Validation
Lesmesuresderéectancefaitesen
mersontcomparéesauxdonnéesobte-
nuessimultanémentpartélé-
détectionand’envaliderlacalibration
etletraitement(particulièrementla
correctionatmosphérique).
Traitement de l’image
Correctionsatmosphériques.
Correctionsgéométriques.
Transformationdesdonnées
deréectanceencartes
deCHLetdeTSM.
Données
satellitaires
Données
aériennes
Produits
Utilisateurs
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Earth Observation Helpdesk Programme STEREO 1 Projet BELCOLOUR
ÉTUDE DES ZONES CÔTIÈRES BELCOLOUR
Une mer pas toujours bleue
La mer est généralement bleue ou verte,
maisdanscertainescirconstances,sacouleur
tireversleblanc,lebrun,lejaune…Eneffet,
lacouleurdelamern’estpasseulementdé-
terminéeparl’interactiondelalumièreavec
l’eau,maisaussiaveclescomposantsprésents
dansl’eau,vialesprocessusderéexion,d’ab-
sorptionetdediffusionàlasurfacedelamer,
àtraverslacolonned’eauousurlefondma-
rin. Les propriétés optiques des algues, des
substancesorganiquesdissoutesetdesparti-
culesnonorganiquesensuspension–comme
lesable,lavase,l’argile–peuventconsidéra-
blementaffecterlacouleurdel’eaudemer.Inversement,desmesuresprécisesdelacouleur
del’eau(ouplusexactementdesaréectancespectrale),parexempleparuninstrument
demesureàbordd’unsatellite,permettentd’estimerlaconcentrationdesescomposantsen
utilisantdesmodèlesmathématiquesappropriés.
Mesurer en eaux troubles
Lacouleurdeseauxocéaniquesdegrandeprofondeurnedépendpratiquementquedela
concentrationenchlorophylleliéeauphytoplanctonensuspension.L’estimationdelachloro-
phylleàpartirdelaréectancespectraledeceseauxestactuellementbienétablie.Leseaux
côtièresquantàellescontiennenttrèssouvent,enplusduphytoplancton,delamatièreorga-
niquedissouteetdesparticulesnonorganiques,telslessédimentsensuspensionprovenant
desrivièresafuentesetdufond.Cesparticulesmodientlesinteractionsdelalumièreavec
l’eauetdoncégalementlesignalreçuparlesatellite.L’estimationdelaconcentrationdeces
matièresensuspensionainsiquedelachlorophylleestdecefaitbeaucoupplusdifcile.
L’intérêtcroissantpourlacartographiedeparamètrestelsquelaconcentrationenchlorophyl-
leetlamatièreensuspensiondansleseauxcôtièress’expliqueparlenombreetladiversité
desapplicationsquipeuventbénécierdecesdonnées.Citonsladétectiondeseforescences
algales,l’évaluationetlesuividudegréd’eutrophisation,lavalidationdemodèlesdetrans-
portdesédiments.Leprojet,regroupantuneséried’équipesderecherchepluridisciplinaires,
s’estconcentrésurlacôtebelgemaislaméthodologiepeuts’exporterentouteautrerégion
littoraleduglobe.
Régions observées
Côtebelge
Imagerie
SeaWiFS
MERIS
MODIS
Imageriehyperspectrale
aéroportée
Projet BELCOLOUR Politique scientifique fédérale
Les couleurs
de la mer
Les échantillons prélevés en mer
permettent la calibration et la
validation.
> > >
Image MERIS de la mer du Nord
le 16 juillet 2006.
Carte de la concentration
en chlorophylle dérivée
de l’image satellitaire.
Carte de la matière totale
en suspension dérivée
de l’image satellitaire.
CHL µg/l
TSM g/m3
0,1 1 10 100