Intitulé : Précision de l'altimétrie satellitaire radar sur les cours d'eau: Développement d'une méthode standard de quantification de la qualité des produits alti-hydrologiques et applications

Doctorant :  Nicolas Bercher

Etablissement d'inscription : Agro Paris Tech

Ecole Doctorale : SIBAGHE - Systémes intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences et Environnement

Origine de la bourse : CNES et ALCATEL

Direction de thèse : Pascal Kosuth (Cemagref)

Date de soutenance : 9 décembre 2008

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Documents disponibles : 

 Mémoire de la thèse (8.86 Mo)

 Soutenance de la thèse (7.24 Mo)

Résumé de la thèse :  

De nombreux travaux menés durant les quinze dernières années ont permis de montrer le potentiel de l'altimétrie satellitaire radar pour le suivi du niveau des eaux continentales (mers intérieures, lacs, zones d'inondations et grands fleuves). Actuellement, un nombre significatif de satellites fournissent des mesures altimétriques (Topex/Poseidon, ERS-2, ENVISAT et Jason-2) et permettent d'assurer la continuité opérationnelle du suivi du niveau des eaux continentales. Ces dernières années, plusieurs groupes ont travaillé à constituer des bases de données de niveaux des eaux de lacs et de fleuves dérivés des mesures d'altimétrie radar (projets « CASH », « River & Lake », « HydroWeb » et « Global Reservoir and Lake Monitor »). Cependant, la communauté des hydrologues n'exploite toujours pas ces données dans le cadre d'applications opérationnelles telles que l'estimation des ressources en eau, la prévision des inondations ou la gestion des ressources en eau. Parmi les raisons qui freinent l'implication des hydrologues à utiliser les mesures de niveaux issues de l'altimétrie radar, une des principales est le manque d'une méthode standard permettant de quantifier et de caractériser la qualité de ces données et de leur associer des valeurs d'incertitude.

La présente thèse se concentre sur ce sujet et développe les thématiques complémentaires suivantes :

(1) Le développement d'une « Méthode Standard de Quantification de la Qualité des Produits Alti-Hydrologiques » dérivés de l'altimétrie satellitaire radar sur les grands fleuves du globe. Cette méthode prend en compte non seulement la précision des mesures altimétriques mais aussi leur période effective d'échantillonnage temporel.

(2) Les applications de la méthode à divers études liées à la qualité des mesures altimétriques :

• quantification de la qualité de plusieurs « produits alti-hydrologiques » actuellement disponibles ;
• quantification de l'impact des chaînes de génération des produits (algorithmes de tracking/retracking, stratégies de fenêtrage géographique aux stations virtuelles, stratégies de filtrage) ;
• comparaison des performances de ces produits.

(3) Le développement de méthodes et outils pour permettre la fourniture systématique, pour toute mesure alti-hydrologique, d'une valeur d'incertitude associée.

(4) La traduction en « qualité hydrologique » de la qualité des produits altimétriques. En l'état actuel, la précision moyenne des différents produits alti-hydrologiques disponibles est de l'ordre du mètre sur les cours d'eau de 500m à quelques kilomètres de large. Elle s'avère très faiblement corrélée à la largeur des cours d'eau. Cette méthode permettra aux hydrologues d'utiliser en connaissance de causes les données altimétriques et aux spécialistes des techniques spatiales de quantifier les améliorations apportées par les nouvelles technologies et algorithmiques de l'altimétrie radar.

Mots-clés : altimétrie radar, télédétection, hydrologie, eaux continentales, cours d'eau, précision, incertitude, qualité, séries temporelles, traitement du signal