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

Classement B. Le comité TOSCA regrette que ce projet soit pour l’instant beaucoup plus un projet SMOS qu’un projet SWOT. Il faudra être plus convaincant l’année prochaine par rapport à l’intérêt pour la préparation de SWOT et la ST, surtout si le projet inclut une demande de CDD pour faire suite au post-doc de M. Parrens. En particulier, si une réelle synergie peut être attendue entre SMOS et SWOT, il conviendra de la préciser. Le comité TOSCA encourage aussi les proposants à publier leurs résultats.
SWOT SPAWET : SPAce altimetry and radiometry for Water and Energy Transfers modeling

Porteur : C. Ottlé

Laboratoires impliqués : LSCE, Mines Paris Tec, Irstea-Antony, GéHCO (Université de Tours), LMD, METIS, Telecom Paris Tec + collaborations avec LGGE et Legos en France, et German Weather Service, Finnish Meteorological Institute/St.Petersburg State Hydrometeorological University, University of Maryland

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR SWOT 2015-2016, 4 ans

Ce projet vise à exploiter les données de type SWOT pour l’étude des transferts d’eau entre les nappes, les rivières et les lacs avec un focus sur les bassins de la Seine et de la Loire. La proposition est clairement rédigée, et témoigne d’un effort pour suivre les recommandations de l’an dernier : la partie thermique est exclue, la partie estuaire est transférée au projet de SWOT-estuaire de B. Laignel. La partie sur GRSD est bien plus claire, l’effort mené à ce jour concerne la paramétrisation spatialisée du modèle et non l’intégration des réservoirs. Par ailleurs le travail de développement pour l’intégration du module lac dans ORCHIDEE et EauDyssée a démarré. Le calendrier a été décalé mais reste fidèle à la proposition initiale pour les objectifs maintenus. La demande financière est élevée : 1 CDD auquel s’ajoute entre 9 et 14.5 k€ pour 4 partenaires. Les gratifications de stage demandées ne sont pas justifiées. Chaque partenaire renouvelle une demande de financement pour des frais de publication pour l’année prochaine mais aucune publication n’a été acceptée cette année dans une revue payante.

Classement A. Le comité TOSCA salue l’effort pour recentrer le projet et le bon démarrage du projet. Le budget hors CDD doit cependant être allégé ou mieux justifié.

SWOT YangTze

PI: Yesou, Hervé, SERTIT

Involved teams: LEGOS, INSA-Strasbourg, M2C-Rouen.

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR SWOT 2015-2016, 4 ans

Le projet vise à préparer l’utilisation des données SWOT dans le bassin du Yangtzé en Chine. Il s’appuie sur les données et l’expérience DRAGON, et sur les acquis du projet TOSCA/SWOT Yangtze, qui a notamment permis de faire progresser le simulateur SWOT CNES/JPL, grâce à un soutien annuel du TOSCA depuis 2013 (CDD et thèse L. Fruteau). Les proposants sont compétents sur les axes 1, 2, et 3, jugés très pertinents. L’extension du projet vers l’hydraulique et l’hydrologie par de nouvelles collaborations (ICube et Rouen) est une bonne chose thématiquement, mais elle manque beaucoup de clarté. La démarche semble très simpliste, et assez éloignée des priorités pour la préparation à la mission SWOT. Elle pose de nombreuses questions non élucidées dans le projet (pourquoi ne pas utiliser un modèle hydrologique ou hydraulique, existe-t-il des données d’irrigation, quelle jeu de précipitation sera utilisé, intégration de données GRACE…).

Le document soumis cette année est presque identique à celui de l’an dernier, avec quelques ajouts dans la partie introductive, mais sur des sujets qui n’ont rien à voir avec SWOT comme l’extension des macrophytes dans les petits lacs d’Anhui… Aucune réponse n’est apportée aux questions et recommandations du comité TOSCA, si ce n’est que les ETP ont un peu augmenté (mais elle reste faible à 1.25 ETP/an dont seulement 0.15 par le PI) et les vacations/stages ont un peu baissé. On voit aussi apparaitre une nouvelle action sur l’évaporation des lacs en collaboration avec P. Le Moigne (p46), mais il faudrait commencer par avancer sur la proposition initiale, sachant qu’aucun résultat n’est présenté sur les 5 volets du projet. Enfin, la production scientifique est énorme, mais c’est celle de DRAGON : si l’on se limite à ce qui concerne SWOT et le Yangtze, on tombe à 3 conférences.

Classement C. La mission SWOT semble totalement perdue de vue au profit de DRAGON, qui est un programme ESA, et n’a pas vocation à être soutenu par le TOSCA sur les crédits dédiés à la préparation de la mission SWOT. Le comité TOSCA encourage les proposants à soumettre l’année prochaine une proposition ciblée sur SWOT, et qui répond aux recommandations et questions posées en 2015 et en 2016.
TELENipah : Apports de la télémétrie et de la télédétection à la cartographie du risque de transmission du virus Nipah à l’interface environnement, chauves-souris, hommes au Cambodge

Porteur : Annelise TRAN (AGIRs)

Laboratoires impliqués : AGIRs, Institut Pasteur du Cambodge

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2014-2015, pour 2 ans

L’objectif de TELENipah est de combiner télédétection et télémétrie pour étudier l’interface entre la chauve-souris P. lylei et l’Homme et estimer le risque d’émergence du virus Nipah au Cambodge. Le projet est découpé en 3 tâches scientifiques : la cartographie des habitats entourant une colonie connue de P. lylei sur un site-pilote (le site de Kandal situé à 50 km au sud de Phnom Penh), l’analyse de la sélection de l’habitat de P. lylei à partir des données de télémétrie sur le site-pilote et la cartographie des zones de contact avec l’Homme, et enfin, la cartographie des zones de risques d’émergence du Nipah à l’échelle du Cambodge.

TELENipah avait été classé A par le comité TOSCA l’année dernière, le fait d’associer télédétection et télémétrie ayant été jugé comme original. A ce stade du projet, la classification d’images LANDSAT-8 a été réalisée sur l’un des sites pilotes et est en cours sur les autres sites. Des images SPOT-6 ont également été acquises afin de caractériser la variabilité temporelle des plantations d’arbres fruitiers. Cependant ces dernières étant contaminées par des nuages, elles n’ont pas pu être exploitées. Ainsi, le comité TOSCA s’interroge cette année sur la faisabilité de la tâche 1, qui reste une base du projet, remettant ainsi en cause l’apport de la télédétection (telle que présentée actuellement) dans TELENipah. Les proposants auraient par exemple pu faire mention à des solutions alternatives possibles : utiliser d’autres images que SPOT-6 ou prévoir d’autres méthodologies permettant de remplir les objectifs annoncés. Par ailleurs, une recommandation forte avait été faite l’année dernière concernant la tâche 3 et la question de la transposabilité des résultats à l’échelle du Cambodge. Or, aucun élément supplémentaire n’a été fourni par les proposants sur ce point cette année. En conséquences, le projet a été classé C cette année.

Classement C. Si le comité TOSCA souligne cette année encore l’intérêt thématique de ce projet, les proposants sont fortement encouragés à initier des collaborations avec des équipes disposant d’une expertise dans le domaine de la télédétection afin de réfléchir à une solution méthodologique couplant télédétection et télémétrie originale et satisfaisante dans la région d’étude fortement contaminée par les nuages. Par ailleurs, il serait fortement apprécié, dans le cadre de la soumission de futurs projets de recherches, que les recommandations formulées par le comité TOSCA soient prises en compte.
TEL-QUEL : TELédétection de la QUalité Ecologique des lacs à partir des données satellitaires S2

Porteur : Thierry TORMOS (UR MAEP, IRSTEA/ONEMA)

Laboratoires impliqués : MAEP, UR RECOVER (ONEMA), UMR LOV (CNRS)

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2014-2015, pour 3 ans

L’objectif est de développer les méthodes pour le suivi de l’état écologique des lacs par télédétection spatiale, notamment avec Sentinel2. Le projet s’articule logiquement en 3 axes : 1) développements méthodologiques pour estimer le rayonnement sortant des plans d’eau ; 2) relation entre propriétés optiques des lacs et paramètres bio-physicochimiques de l’eau (Chl-a, MES, matières organiques dissoutes colorées) ; 3) application des algorithmes aux images S2 pour le suivi de l’état écologique des lacs.

Le projet a bien avancé ; à ce jour trois campagnes de mesure (sur le lac de Naussac et de Ste Croix) sur les quatre annoncées ont été faites, et la partie modélisation (atmosphérique et bio-optique) est terminée. L’année 2017 sera consacrée à de nouvelles campagnes de terrain et à l’application de leur modèle aux données Sentinel-2 sur plusieurs autres lacs français. Les résultats obtenus seront évalués pour le suivi de l’état écologique des plans d’eau et la modélisation des écosystèmes lacustres.

Le projet tient ses promesses, et on ne peut que féliciter l’équipe car le projet était ambitieux (donc à risque) et lourd en termes d’expérimentations. Cependant, le comité renouvelle ses recommandations de 2016, à savoir un rapprochement avec le CES-THEIA « Couleur de l’eau continentale », ce qui n'a pas été fait, et la valorisation des résultats obtenus (communication colloque et article scientifique).

Concernant le financement, la demande de 1 an de CDD ne peut être satisfaite pour les raisons invoquées de retard dans les expérimentations. Le CDD est actuellement en poste et financé par le TOSCA pour effectuer ce travail. Cependant, le TOSCA accorde 6 mois de CDD pour soutenir le projet. Une grande partie du travail envisagé pour le CDD (participation campagnes de mesures, traitement des séries d’images Landsat et Sentinel-2) pourra être effectuée par des stagiaires de M2.

Classement A. Le comité TOSCA renouvelle son soutien à ce projet qu’il considère sérieux et d’importance. A ce titre, il demande aux proposants de se rapprocher du CES « Couleur de l’eau ».
TOP GLACIERS : Topographie des Glaciers

Porteur : Etienne Berthier, LEGOS

Laboratoires impliqués : LEGOS, LGGE, LTHE

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2010-2011, jusqu’en 2018

Ce projet s'intéresse à l’évolution du volume des glaciers de montagne et polaire en exploitant les images satellitaires pour constituer des MNT à différentes dates. Il exploite plusieurs capteurs (SPOT, ASTER, …) avec des compromis résolution/couverture temporelle variés. Les travaux portent essentiellement sur les aspects méthodologiques de la dérivation des MNT et donc sur l'analyse des erreurs. Ce projet fait suite et inclut les activités des projets SPIRIT 1 et 2 qui ont permis de constituer une archive d'image acquises pendant l'année polaire international et au-delà. L'ouverture officielle fin 2015 de l'archive SPIRIT 1 et 2 sur le pole THEIA est une bonne nouvelle d'autant que des acquisitions continuent à être programmées ce qui permet d’augurer une bonne dynamique de ce projet d'intérêt majeur. Le projet s’intéresse à 4 zones. Le Massif du Mont Blanc fait l'objet de l'essentiel du bilan cette année mais sera désormais abordé dans le projet CRYO-ALP.

Les zones Pamir – Karakoram – Himalaya et Andes Centrales – Patagonie font l'objet de deux thèses qui visent à exploiter les données ASTER pour établir une cartographie globale de ces régions sur la base d'une méthodologie développée dans les Alpes. Dernière zone, le glacier “laboratoire” de l'Astrolabe en Antarctique n’est pas vraiment décrit et ne fait l'objet ni d'un bilan ni de perspectives.

Ce projet est excellent, très actif, avec un objectif scientifique clair, pertinent, réaliste et une bonne production scientifique tant dans les journaux de rang A que vers le grand public. Les points un peu moins convaincants sont : la zone Antarctique, le passage du volume à la masse qui est la valeur d'intérêt in fine et enfin l'absence de modélisation de l'écoulement et des processus glaciaires qui permettrait une meilleure exploitation des observations.

Classement A. Le comité TOSCA félicite les proposants. Il souhaite que la demande budgétaire liée aux Alpes apparaisse dans le projet qui héberge l'activité scientifique, c'est à dire le cas échéant CRYO-ALP.
TRECS : Apport de la télédétection pour le renforcement de la régulation écologique des ravageurs des cultures de céréales sèches au Sénégal

Porteur : V. Soti (AIDA – CIRAD Sénégal)

Laboratoires impliqués : AIDA, ISRA Sénégal, Tetis

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2013-2014 pour 3 ans

Ce projet a comme objectif de mieux caractériser la dynamique et les ravages des insectes sur les cultures d'arachide et de mil en milieu tropical en lien avec les pratiques culturales et la biodiversité. Le terrain d'étude concerne des systèmes agroforestiers au Sénégal. Le projet bénéficie de l’apport des projets SAFSE (ATP Cirad) et RECOR (WAAP). Le comité TOSCA avait classé la proposition en B l’an dernier en attente de clarification sur les points des différentes tâches ainsi qu''à la justification de l'apport des données spatiales. Le choix de cibler d’autres données existantes radar et optique avait été plutôt bien perçu mais toutefois certaines avancées présentées nécessitaient d’être précisées.

Dans la nouvelle proposition, il est fait mention de la validation des 3 produits cartographiques pour l'occupation des sols. Un enseignement nouveau est que la bande X de Terra-SAR est impactée par la rétrodiffusion et ne permet pas de caractériser les différentes cultures en saison sèche, et ce quelle que soit l'approche choisie (intensité, polarimétrie, etc). Pour la réponse en bande X, c'est la réflexion de volume qui joue. Il est conseillé de se rapprocher de spécialistes et de s'intéresser aux données de Sentinel1 devenu opérationnel. Des éléments nouveaux ont aussi été apportés (dispositif de piégeage, etc) pour alimenter le modèle de dynamique spatio-temporelle des populations du ravageur. Les causes d'hétérogénéité au niveau du paysage restent cependant à analyser. Enfin, le rôle des prédateurs est maintenant à l'étude.

La proposition 2017 reprend les grands thèmes de l'an dernier pour lesquels les proposants ont apporté les éclairages nécessaires, et le projet a avancé en 2016 malgré l'absence de soutien.

Classement A.
VERSAO : VERS UNE ESTIMATION SPATIALISEE DES RENDEMENTS PAR TELEDETECTION POUR LA SECURITE ALIMENTAIRE EN AFRIQUE DE L’OUEST

Porteur : D. Lo Seen (TETIS)

Laboratoires impliqués : TETIS, AGRHYMET, AIDA

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2015-2016, pour 2 ans

Le projet VERSAO a pour but d’améliorer les système d’alerte précoce sur les rendements et la production agricole, géré par AGRHYMET à Niamey. Le projet n’a démarré que très récemment (janvier 2016). Les réponses apportées par le porteur aux recommandations du TOSCA sont satisfaisantes : (1) la mise en œuvre des données SMOS, dont le potentiel est important, correspond à une phase exploratoire pour le moment, et (2) une justification des coûts est fournie (et un seul colloque demandé en fin de projet). La zone d’étude a été un peu réduite (pour bénéficier des données THEIA-S2), sans affecter la solidité du dispositif puisqu’incluant un nombre suffisant de parcelles suivies depuis 2 années.

Les travaux engagés en 2016 sont présentés (menés par le CDD recruté sur le financement du TOSCA, et appuyés par 2 stages). Une méthode originale de cartographie a été appliquée sur une zone test au Burkina Faso en lien avec les activités du CES Occupation du Sol Opérationnelle CESOSO). Les travaux de simulation du modèle SARRA-H ont été initiés et la collecte des données spatiales (sur la période 2000-2015) nécessaires au projet engagée ainsi que les premiers traitements. L’obtention par ailleurs du financement du mastère SILAT et le choix d’un candidat (Météo Benin) est un atout pour la mise en œuvre opérationnelle future du SAP avec un partenaire ouest africain. Le projet a donc effectivement démarré et sa faisabilité est confortée.

Classement A.

3. EVALUATION DES PROPOSITIONS NOUVELLES

AMIANTENV ^TRANSVERSE

Porteur : Thomas Dewez (BRGM)

Laboratoires impliqués : BRGM + sous-traitance norvégienne UniResearch)

Année de première soumission et nombre d’années prévues : APR 2016-2017 pour 1 an

Le projet AmiantEnv a pour objectif de démontrer la faisabilité de la construction de cartes d’indice de présence d’amiante à partir d’imagerie hyperspectrale et de la topographie détaillée des fronts de taille acquise depuis le sol à une résolution centimétrique. Le sujet de recherche proposé est un sujet novateur qui a peu ou pas été traité par la communauté hyperspectrale.

Bien que ces travaux soient d’importance pour la santé des personnes avec une problématique scientifique reconnue, le comité TOSCA estime que l’apport du spatial n’est pas vraiment évident. L’approche proposée porte sur des résolutions centimétriques qui soulèvent des problématiques très amont en physique de la mesure : effet de la rugosité, différences locales d’éclairement très variables, mélange intime des amiantes avec d’autres minéraux. L’échelle de travail est celle du front de taille non accessible par des instruments de télédétection (surface quasi verticale). La proposition ne met pas évidence de perspective pour la télédétection spatiale bien qu’il soit mentionné que le passage d’échelle pour HYPXIM serait à réaliser pour cartographier de grandes zones. L’ampleur de l’étude semble également sous-estimée (durée d’étude proposée 1 an).

Classement C. Le comité TOSCA estime que ce type de proposition pourrait rentrer à terme dans le cadre de la mission HYPXIM lorsque le passage d’échelle ci-dessus sera traité.
APUREZA

Porteur : N. Dessay (ESPACE-DEV/IRD)

Laboratoires impliqués : ESPACE-DEV, CIRAD/TETIS (France), LAGAS, FIOCRUZ/IOC (Brésil)

Année de première soumission et nombre d’années prévues : APR 2016-2017 pour 2 ans

Ce nouveau projet porte sur l’analyse par télédétection des relations entre paysages urbains, dengue et zika. Son objectif est de développer et de tester des méthodes pour caractériser via une approche télédétection multi-capteurs (optique et radar) HR et THR les interactions homme-vecteurs à l’échelle de la tache urbaine et à l’échelle du quartier. Le projet, décliné sur 3 sites d’étude (deux sites urbains représentatifs de Brasilia et de Rio de Janeiro, et la zone urbaine transfrontalière Colombie-Brésil) est découpé en 5 tâches scientifiques : (i) la caractérisation à partir de données satellitaires de la structure des paysages urbains et des typologies de l’habitat associées ; (ii) la détection des changements urbains basée sur des séries multi-temporelles d’images à haute résolution ; (iii) la mise en relation de la typologie urbaine avec la distribution spatiale des vecteurs et des cas de dengue et de zika ; (iv) la production d’indicateurs spatialisés du risque de transmission de la dengue et du zika ; (v) la mise en place d’un modèle de risque entomologique en milieux urbain et péri-urbain.

Le projet est bien écrit, bien documenté et agréable à lire. La démarche et les méthodes employées sont détaillées en profondeur. Le sujet est scientifiquement intéressant car complexe dans le domaine de la télédétection spatiale (milieu urbain très hétérogène, échelles très fines) et traité de manière rigoureuse et complète (combinaison HR/THR, optique/radar, multi-radar bandes X et C). Sa portée sociétale est également indéniable. En résumé le projet est original et ambitieux, et sans doute un peu trop. En effet, le calendrier prévisionnel prévoit une réalisation du projet, y compris la valorisation, en deux années, ce qui semble peu réaliste en raison de la grande quantité de travail à réaliser. Notamment, le développement du modèle de risque épidémique (étape v) représente à lui-seul des années de recherches. Par ailleurs, la demande d’un CDD interroge le comité quand le projet prévoit de recruter en parallèle un stagiaire niveau M2 pour faire un travail similaire de traitement d’images et de données. En outre, plusieurs autres demandes de CDD ont été faites (mentionnées dans le Tableau 4) sans qu’aucun élément n’ait été donné sur les activités prévues. Enfin, s’il apparait clair qu’APUREZA implique de nombreuses équipes françaises et brésiliennes fonctionnant ensemble depuis plusieurs années, le comité souhaiterait obtenir des précisions sur les partenaires spécialistes en épidémiologie (qui et pour faire quoi ? en France et/ou au Brésil ?).

Classement A. Le comité TOSCA encourage le lancement de ce nouveau projet tout en recommandant de (i) focaliser les recherches sur les étapes (i) à (iv) ; (ii) préciser l’implication des partenaires en épidémiologie, médecine et entomologie, et (iii) valoriser à la fois les produits développés (les proposants pourraient par exemple se rapprocher du pôle THEIA) et les résultats scientifiques obtenus (conférences et publications). Par ailleurs, le comité TOSCA ne soutient pas la demande du CDD, dont la justification est trop succincte et semble faire double emploi.

BIM : Reconstruction multi-source de la bathymétrie littorale – Apport de l’imagerie multispectrale à haute résolution ^TRANSVERSE

Porteur : Bertrand LUBAC (EPOC, Univ. Bordeaux)

Laboratoires impliqués : EPOC, Université du Québec.

Année de première soumission et nombre d’années prévues : APR 2016-2017 pour 2 ans

La proposition BIM vise une estimation précise et réactualisable de la bathymétrie dans des zones sableuses d’estuaires où la morphologie des fonds change sous l’influence des courants. La proposition est d’évaluer les potentialités de télédétections spatiales multi-spectrales visibles à hautes résolutions spatiales (Pléiades 1A&1B et Sentinel-2/MSI), appuyées par des relevés in situ (Estuaires du Bassin d’Arcachon et du St Laurent). Une intention est de mettre les bathymétries régulièrement réactualisées à la disposition des acteurs régionaux de la gestion de l’environnent et du risque.

Le comité TOSCA a apprécié la rédaction et le calendrier précis. La poursuite du développent algorithmique et de l’exploitation de missions spatiales successives et/ou complémentaires est prometteuse. Il semble au comité que la richesse spectrale de S2 devrait être davantage exploitée pour qualifier l'eau et estimer la charge sédimentaire. Les proposants prévoient de publier rapidement leurs résultats et le comité les y encourage vivement. Le matériel produit par les applications spatiales précédentes mériterait aussi d’être valorisé. Enfin, le comité recommande aux porteurs de se rapprocher du CES THEIA « couleur de l’eau continentale », où ils pourraient partager/comparer leurs modèles de corrections atmosphériques, des jeux de données radiométriques de terrain et satellitaire et comparer leurs modèles bio-optiques. A noter que les 3 images Pléïades pourraient être acquises via le projet ISIS pour un total de 800€.

Classement A.
CES THEIA « Artificialisation et Urbanisation »

Porteur : A. Puissant, LIVE

Laboratoires impliqués : LIVE, ICUBE, SERTIT, UNISTRA et Région Grand Est

Année de première soumission et nombre d'années prévues : APR 2016-2017 pour 2 ans

Le CES « Artificialisation et Urbanisation » a pour objectif de développer des outils et méthodes de télédétection appliqués à l’artificialisation et l’urbanisation et de valoriser et qualifier les informations et enfin de favoriser leur appropriation par les usagers. Deux produits ont été identifiés « Surfaces artificialisées » et « Urbanisation ». Cette proposition ne porte pas sur l’animation de ce CES mais plutôt est un soutien pour le développement du produit « Urbanisation » pour qualifier les changements (nature, état et évolution). L’objectif de cette nouvelle proposition est de développer de nouvelles méthodes pour évaluer l’intensité et la durée du changement en utilisant des données issues d’archives pour l’apprentissage par deep learning et de les appliquer sur des données Sentinel-2, Landsat et SPOT. Des travaux ont déjà été entamés dans l’ANR CALICO (2013-2016) et l’IDEX-Interdisciplinaire (2104-2015) avec en plus des liens avec des projets financés par le PNTS et l’ANR (ASTERIX).

L’étude de l’évolution des zones urbanisées est d’un intérêt majeur et l’utilisation de méthode visant à exploiter les données existantes pour faciliter l’interprétation des nouvelles acquisitions sont reconnues par le TOSCA. Néanmoins, plusieurs remarques sont formulées. La première porte sur le principe même du CES qui a pour vocation d’animer la communauté nationale sur ce thème, le TOSCA recommande fortement de mettre en place une telle animation alors que ce CES a été créé il y a maintenant 2 ans. D’un point de vue technique, le TOSCA se demande pourquoi l’utilisation de la bande SWIR accessible avec les données Landsat et Sentinel-2 n’est pas utilisée alors que ce domaine spectral est reconnu comme important pour la discrimination des surfaces urbaines.