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. 1 Domaine scientifique principal de la thèse Télédétection Domaine scientifique secondaire de la thèse Agronomie, Climatologie Discipline Géographie DIRECTEUR DE THESE CIVILITE NOM PRENOM Adresse mail Date d’obtention HDR Monsieur Corgne Samuel [email protected] Juin 2014 Nombre d’encadrement en cours au 1er octobre 2014 0 Co-directeur le cas échéant CIVILITE NOM PRENOM UNIVERSITE D’AFFECTATION UNITE DE RECHERCHE Adresse mail Date d’obtention HDR Nombre d’encadrement en cours au 1er octobre 2013 Monsieur Quénol Hervé Université Rennes 2 ; LETG Rennes COSTEL, UMR 6554 CNRS [email protected] 2011 1 codirection de thèse 2 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 spatiotemporelles, 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. 3 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. 4 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…) 5
