Tosca compte-rendu du Groupe Surfaces Continentales Mardi – Jeudi juin 2016, cnes, Paris Participants

Classement A.

IRT_Photogram : Mise au point d’une méthodologie de photogrammétrie IRT par drone pour caractériser les profils 3D de température de surface au sein de la végétation

Porteur: M. Irvine (INRA/ISPA)

Laboratoire(s) impliqué(s) : ISPA.

Année de première soumission et nombre d'année(s) prévue(s) : APR 2016-2017, pour 2 ans

Le projet s’inscrit dans le cadre de la préparation de la future mission spatiale dans l'infrarouge thermique (IRT) en partenariat avec l’Inde (collaboration entre le CNES et l’agence spatiale indienne ISRO. Elle vient compléter d'autres propositions sur ce thème (DIROPTHERM, PITEAS, CATUT).

Cette étude affiche plusieurs objectifs dont la mise au point d'une méthodologie de photogrammétrie 3D dans l’IRT par drone pour déterminer expérimentalement les températures des différentes facettes végétales et du sol dans la canopée, avec pour originalité d'observer des proportions de sol (vignes, peuplement de pin maritime, maïs). Mais aussi la modélisation des processus dans les TSVA (transfert sol végétation atmosphère) multi-couches 1D tels que SCOPE ou MUSICA, avec notamment le calcul des températures de surface des éléments à l’ombre et au soleil par couche. La mesure directe des profils de température dans la canopée faite dans le cadre de ce projet permettra de tester les modèles multi-couches alors que très peu de validation réelle n'a à ce jour été faite.

La photogrammétrie IRT est encore sous exploitée et ce projet pourrait apporter des résultats nouveaux. Mais il existe des difficultés techniques que ce projet visera à surmonter: turbulence atmosphérique, discrimination nette des points entre images. Le pin maritime est un candidat privilégié car le couvert étudié doit être peu dense et le signal atteindre le sol. Les verrous sont bien connus, décrits, et non occultés. Le travail théorique en optique récent avec le modèle SCOPE sera repris avec une hiérarchie des paramètres de structure influents.

Les travaux proposés sont très pertinents et indispensables pour progresser dans l'interprétation des données IRT à haute résolution sur les couverts végétaux. L'équipe INRA a déjà une grande expertise, aussi bien sur le plan expérimental qu'en modélisation. Cependant, le volet modélisation se réduit à l'utilisation du modèle SCOPE alors que le modèle MUSICA devrait être mieux mis en avant dans les objectifs du projet. Le projet pourrait associer d'autres équipes de modélisation multi-sources comme l'équipe de MUSICA car ce modèle est performant pour la modélisation des processus d'évapotranspiration (i.e., transferts turbulents dans le couvert et de l'eau dans le sol) mais peut-être moins performant au niveau transfert radiatif que SCOPE. Cette ouverture est à encourager ainsi que l'inter-comparaison avec des modèles de niveau de complexité différents pour juger des processus/modélisations à privilégier.

Le sujet est clairement d'intérêt et les proposants ont une excellente expertise à la fois de la mesure physique IRT et du savoir-faire avec la mesure par drone. Les tâches sont bien décrites et réalisables. Cela doit déboucher sur un protocole de mesure pour offrir des observations de Ts en 3D (profils verticaux et variants feuillage ombré et éclairé). La demande financière est raisonnable. Les moyens propres sur le projet sont importants et décrits dans la proposition.