COSTEL CORGNE - Theses en bretagne

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SUJET PROPOSÉ A
UN CONTRAT DOCTORAL ETABLISSEMENT 2014
A retourner complété et signé, avant le 31 mars 2014 :
à Joëlle BISSON, pour les unités de recherche de l’Université RENNES 2,
à Isabelle DAVID, pour les unités de recherche de l’UBO
à Sylvie BORSBOOM, pour les unités de recherche de l’UBS
UNITE DE RECHERCHE
Nom de l’Unité de Recherche: LETG Rennes COSTEL
N° de l’Unité de Recherche : UMR 6554 CNRS
Nom du Directeur de l’Unité de Recherche : Hervé Quénol
SIGNATURE DU DIRECTEUR DE L’UNITE:
SUJET DE THESE
Intitulé Français du sujet de thèse proposé
200 caractères maximum espaces compris
Suivi phénologique de la végétation par télédétection en contexte
agricole intensif : Application aux terroirs viticoles
Intitulé Anglais du sujet de thèse proposé
200 caractères maximum espaces compris
Phenological vegetation monitoring by remote sensing in an
intensive agricultural context: Application to Vineyard areas.

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Domaine scientifique principal de
la thèse
Télédétection
Domaine scientifique secondaire
de la thèse
Agronomie, Climatologie
Discipline
Géographie
DIRECTEUR DE THESE
CIVILITE
Monsieur
NOM
Corgne
PRENOM
Samuel
Adresse mail
[email protected]
Date d’obtention HDR
Juin 2014
Nombre d’encadrement en cours au
1er octobre 2014
0
Co-directeur le cas échéant
CIVILITE
Monsieur
NOM
Quénol
PRENOM
Hervé
UNIVERSITE D’AFFECTATION
UNITE DE RECHERCHE
Université Rennes 2 ; LETG Rennes
COSTEL, UMR 6554 CNRS
Adresse mail
[email protected]
Date d’obtention HDR
2011
Nombre d’encadrement en cours au
1er octobre 2013
1 codirection de thèse

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ARGUMENTAIRE SCIENTIFIQUE
Argumentaire scientifique présentant les enjeux de la thèse :
MOTS CLES (5) : Télédétection, Terroirs viticoles, Phénologie,
Climatologie, Modélisation
L’étude des changements d’occupation et d’usage des sols et leurs interactions avec les sociétés
humaines et leurs territoires constitue un enjeu majeur pour la communauté scientifique dans un
contexte de changement global (climatique, environnemental, démographique, socio-économique,
politique…). En contexte agricole intensif, caractérisé par de très fortes dynamiques spatio-
temporelles, l’identification de ces changements, leur caractérisation et leur suivi sont généralement
effectués par télédétection (satellites, photographies aériennes, drones,…). Cependant, si la résolution
spatiale des capteurs depuis les années 2000 a considérablement augmenté et apparait plus adaptée au
parcellaire parfois fragmenté des territoires agricoles (Ex : Spot, Landsat, Irs-Liss…), sa résolution
temporelle est généralement faible voir insuffisante pour un suivi régulier de la cinématique culturale.
Au contraire, lorsque cette résolution temporelle est bonne (MODIS, SPOT-Végétation…), c’est la
résolution spatiale qui fait défaut et qui ne permet pas une caractérisation à fine échelle de l’usage des
sols. Or, une plus fine compréhension des dynamiques intra et interannuelles est maintenant
requise pour une meilleure gestion des territoires d’agriculture intensive généralement soumis à de
fortes pressions environnementales (dégradation de la ressource en eau, des sols…) et anthropiques
(conflits d’usage…).
Ce projet de thèse vise ainsi à évaluer les derniers capteurs satellitaires optiques et radar
(Pléiades et Sentinel) qui offrent conjointement la très haute résolution spatiale et temporelle pour le
suivi phénologique de la végétation en contexte agricole intensif. Encore en phase exploratoire,
ces nouveaux capteurs offrent par leur résolution spatiale (d’ordre métrique) et temporelle
(hebdomadaire) de nouveaux défis méthodologiques et thématiques pour le suivi intra annuel de
l’occupation des sols. Un des objectifs majeurs de ce projet de thèse est ainsi de cartographier à très
fine échelle (intra-parcellaire) la phénologie de la végétation pour une meilleure compréhension et
gestion des territoires agricoles (gestion de l’eau, optimisation des pratiques culturales, adaptation
au changement climatique…).
Nous nous focalisons ici sur les territoires viticoles dont la phénologie est très étudiée et constituent
à ce titre, un espace d’étude privilégié pour l’évaluation des capteurs satellitaires. La méthodologie
utilisée ici sera ainsi basée sur l’exploitation des images satellitaires fournies par l’Agence Spatiale
Européenne (Pléiades et Sentinel) pour le suivi phénologique de la vigne. Ces images multi capteurs
(optiques et radar) seront testées sur le site expérimental de Mendoza en Argentine. Ce site,
caractérisé par une viticulture irriguée, fait l’objet depuis plusieurs années de recherche
pluridisciplinaires où sont récoltées des données in situ (phénologie, stress hydrique, pratiques
culturales, valeurs moyennes et extrêmes climatiques…) qui serviront à valider les traitements
effectués sur les images satellitaires (extraction de variables biophysiques, humidité des sols, indices
de végétation, de texture, évolution phénologique…).
Ces résultats combinés à une modélisation climatique à l’échelle des terroirs viticoles (modèles
RAMS, WRF…) permettront de spatialiser et de modéliser les interactions entre la variable
phénologique et la variable climatique dans un contexte de changement global.

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Références de l’unité de recherche sur le sujet :
Programmes de recherche en cours
Pléiades Users Group (2013 – 2014): Vineyard phenology monitoring with Pléiades data.
Responsable : Samuel Corgne (Université Rennes 2). Evaluation des capteurs Pléiades 1b pour le
suivi phénologique de la vigne (Mendoza ; Argentine)
Participants : Quénol Hervé (CNRS) ; Gérard Barbeau (INRA, Angers) ; Tissot Cyril (LETG, Brest)
Financeur : ASTRIUM
GICC-TERADCLIM - Adaptation au changement climatique à l'échelle des terroirs viticoles
(2011-2013)
Equipes impliquées : Géomer et Costel (UMR 6554 LETG), UMR 8586 PRODIG, INRA Angers,
UR LOCEAN, UMR 7159 LOCEAN/IPSL
Responsable : Hervé QUENOL (Costel, UMR 6554 LETG)
Participants : Samuel Corgne, Bonnardot Valérie, Bonnefoy Cyril, Planchon Olivier, Quénol Hervé,
Rouan Mathias, Tissot Cyril
Financeur : MEEDDM - GICC-2010
Bibliographie
J. Betbeder, S. Rapinel, T. Corpetti, E. Pottier, S. Corgne, L. Hubert-Moy, 2013. Multi-temporal
classification of TerraSAR-X data for wetland vegetation mapping, Journal of Applied Remote
Sensing, in press.
S. Corgne, L. Hubert-Moy, R. Lecerf, A. Thomas, P. Dusseux, O. Planchon, 2013, "Changements
d'occupation et d'utilisation des sols par télédétection". Chapitre 14 in "Changement Climatique dans
l'Ouest, Evaluation, impacts, perceptions", PUR, pp.293 – 307
A. Thomas, S. Corgne, O. Planchon, C. Bonnefoy, H. Quénol, R. Lecerf, 2012: Phenological
monitoring of vine using MODIS imagery in the vineyard of Saumur-Angers (Loire Valley area,
France), EGU 2012, 22-27 April, 2012, Vienna, Austria., p. 9274.
S. Corgne, R. Magagi., M. Yergeau, D. Sylla, 2010, An integrated approach to hydrogeological
lineament mapping of a semi-arid region of West-Africa using RADARSAT-1 and GIS. Remote
Sensing of Environment, Vol. 114, Issue 9, pp. 1863 - 1875.
E.Neethling, G. Barbeau, C.Bonnefoy et H.Quénol, 2012: Evolution in climate and berry
composition for the main grapevine varieties cultivated in the Loire Valley. Climate Research, 53,
89-101.

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Connaissances et compétences requises pour le futur doctorant :
Connaissances théoriques et pratiques avancées en télédétection, agronomie et
climatologie
Compétences spécifiques:
- Traitements d’images satellitaires (radar et optique)
- Systèmes d’information Géographique
- Programmation
- Connaissance thématique en viticulture
Intérêt du projet quant aux perspectives d’insertion
professionnelle du-de la doctorant-e :
Fort potentiel d’insertion professionnel dans les milieux de :
- La recherche (télédétection, agriculture…)
- Collectivités territoriales (géomatique, environnement,…)
- Structures privées (bureaux d’étude, expertise dans le secteur agricole,
agriculture de précision…)