Mon travail de thèse (2003-2006) se déroule en collaboration avec deux laboratoires ( CESBIO et ADMM) dans le cadre du projet international AMMA (‘ Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine ') .

Ce projet a pour objectif d'améliorer la connaissance du phénomène de la mousson en Afrique de l'ouest et d'estimer ses interactions avec la biosphère continentale et océanique.

Comment la biosphère interagit-elle avec l'atmosphère ?
Importance de ces interactions ?
Répartition des flux d'énergie (eau, chaleur, CO 2 , rayonnement) ?
Rôle de l'océan par rapport aux surfaces continentales ?

La stratégie adoptée, afin de répondre à ces questions, consiste à associer des mesures fournies par les réseaux opérationnels existants et des observations spécifiques centrées sur trois fenêtres sous-régionales situées au Mali, au Bénin et au Niger.

La participation du CESBIO, se faisant principalement au niveau de la fenêtre malienne, est dédiée à la compréhension de la biosphère continentale (réseau d'humidité du sol, mesures de flux, suivi à long terme de la végétation…) et de ses échanges avec l'atmosphère. Concernant cette fenêtre, plusieurs laboratoires sont impliqués, tant au niveau national (AMMA-API) qu'international (AMMA-EU). Mon sujet de thèse s'inscrit dans un projet global d'estimation des flux diurnes d'énergie latente et sensible, et d'assimilation de données satellites de différentes bandes spectrales dans un modèle couplé végétation/bilan d'énergie/réflectivité (micro-ondes, PIR, R, IRT). Les données spatiales utilisées proviennent des satellites ENVISAT , SPOT 5 .

Synthèse des activités de recherche

Initialement basées sur l’étude des données hyperfréquences pour le suivi des surfaces continentales, mes activités de recherche s’orientent également sur l’apport de ces données dans une chaîne de traitement d’images multi-temporelles, multispectrales (optiques, radar et à terme thermiques), pour le suivi des bilans d’eau, d’énergie et de carbone à l’échelle du paysage.

Après avoir étudié en début de thèse les signatures radar spécifiques aux surfaces continentales en zones semi arides ainsi que leur modélisation (Baup et al. 2007a, Monsivaïs-Huertero et al. 2009) , j’ai montré les fortes capacités du satellite ENVISAT pour le suivi local de l’humidité du sol (projet Analyses Multidisciplinaires de la Mousson Africaine, Mali), à travers une méthode originale de traitement de données multiangulaires, multitemporelles (évolution de la fonction angulaire de normalisation en fonction du temps et des valeurs d’indice de végétation) (Baup et al.,  2007b, De Rosnay et al., 2009). Par la suite, je me suis intéressé à la spatialisation de l’humidité du sol en tenant compte de manière statistique des différents types de surfaces rencontrées, dont les spécifications engendrent une réponse différente sur l’humidité du sol (lié au ruissellement, à la capacité de rétention, à la profondeur de pénétration de l’onde radar…) (Baup et al. 2009, Zribi et al., 2009). Seules les zones à fort relief restent encore difficile à cartographier en raison des problèmes d’ombre radar et de normalisations radiométriques différentes selon l’angle d’incidence local et l’orbite (montante ou descendante). Les zones à forte couverture végétale offrent également un problème pour le suivi de l’humidité du sol en raison du manque de pénétration de l’onde radar dans le couvert (l’utilisation de capteur mieux adapté en longueur d’onde devrait à terme résoudre en partie ce problème).

La prise en compte des données multispectrales a ensuite permis de mettre en évidence le caractère complémentaire des données optiques (Normalised Difference Vegetation Index) et radar (réflectance en bande C, 5.3 GHz), tout d’abord à travers une étude déterministe couplant des modèles de croissance de végétation et de transfert radiatif pour l’estimation de la biomasse aérienne (Mangiarotti et al. 2009),  puis grâce à une étude statistique basée la complémentarité des réflectances proche infra rouge et hyperfréquences en bande C dont on a pu montrer l’importance pour discriminer certains types de préparation de sol en zone agricole (labours, semis…), nécessaire pour une meilleur estimation des bilans de carbone (Hadria et al., 2009).

Mes travaux de recherche annexes sur la modélisation de la végétation, en particulier sur le modèle STEP (Sahelian Transpiration Evaporation and Production model) développé dans l’équipe de travail au CESBIO, et sur la mise en place de protocole et l’acquisition de données de terrain (à travers 2 missions de terrain en Afrique), m’ont également permis de contribuer à des articles scientifiques un peu en marge de mes axes principaux de travail (Hiernaux et al., 2009a, Hiernaux et al., 2009b, Guichard et al., 2009).
 
Implications dans des projets, collaborations nationales/internationales.

- AMMA, projet international. Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine. Contact France/CESBIO : Eric Mougin.
- Projet ESA, « Monitoring soil moisture over arid areas: case study over the Chott El Jerid (Tunisia) ». Contact France/Université de Marne la Vallée : Pierre Louis Frison.
- Participation à l’écriture d’une demande de BQR (Bourse Qualité Recherche), acceptée pour le projet Sud-Ouest du CESBIO au titre de l’année 2008. « Estimation des ressources en eau et en carbone dans les agrosystèmes en Midi Pyrénées à l'aide de données satellitales multisources (optique, thermique et radar) ». Contact France/ université Paul Sabatier: Valérie Demarez.
- PNTS (Programme National de Télédétection Spatiale). « Observation spatiale des pratiques culturales et de la production agricole en milieu semi-aride par modélisation et télédétection multi-longueur d’onde à haute résolution spatiale et temporelle ». Contact France/IRD : Benoit Duchemin
- NASA Research Announcement, « Terrestrial Hydrology ». Sollicitation : NNH07ZDA001N-THP.
- Projet « Sud ouest » du laboratoire CESBIO.
- collaboration nationale avec le CNES pour le financement d’images satellitaires (TERRASAR-X)

Activités Annexes

Réviseur pour les revues « Remote Sensing of Environment », « IEEE Transaction on Geosciences and Remote Sensing »…, et pour les congrès tels que IGARSS (International Geoscience And Remote Sensing Symposium).

Encadrement de stages de niveau Licence professionnelle et Master (2) sur des thématiques complémentaires de modélisation et de traitement d’images.

Nombre d'heures total effectuées : 674 ETD

Mes enseignements sont répartis sur les deux premiers cycles universitaires, à raison de 82% en Licence et 18% en Master (Figure 1). L’importance associée aux interventions en Licence est liée au nombre d’heures disponibles dans ce cycle, couplée à mon recrutement dans un IUT à partir de 2009. Mes interventions en Master représentent 123 heures (18%), ce qui montre ainsi ma forte implication dans tous les niveaux universitaires.

 
Figure 1: Répartition des enseignements par niveau de formation universitaire : Détails des enseignements effectués

2008-2009

Statut : Maître de conférence stagiaire (MCF) bénéficiant d’une décharge de 64h pour prise de fonctions, soit 128 heures ETD effectuées.

2007-2008

Statut : Attaché Temporaire de l’enseignement supérieur et de la recherche (ATER) à plein temps sur 11 mois, soit 176 heures ETD.

2003-2006

Statut : Moniteur de l’enseignement supérieur.