La lettre d'information n° 24 - 13 Juillet 2017


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  Quelques résultats scientifiques et techniques
 

Cinquante nuances de gris : validation et utilisation de l'albédo Modis sur les calottes glaciaires islandaises

En Islande, " pays du feu et de la glace ", les calottes glaciaires côtoient des volcans en activité. Les volcans en éruption éjectent des cendres qui, en se déposant, assombrissent brutalement la surface des glaciers. Cette diminution de l'albédo augmente la quantité d'énergie solaire absorbée et donc module l'effet du climat sur l'évolution de ces glaciers...

 

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Une revue de l'hydrologie nivale en zone Méditerranéenne

La fonte de la neige alimente les rivières dans de nombreux bassins versants de montagne soumis à l'influence du climat méditerranéen. On trouve ce type de bassins autour de la mer Méditerranée par exemple en France, en Espagne, au Liban, au Maroc mais aussi à l'ouest des États-Unis et au Chili. 

 

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Retour é(at)tendu sur la forêt guyanaise avec TropiScat-2 : objectif multi-fréquences P, L et C

L'expérimentation AfriScat(1) s'est terminée en mai dernier avec des acquisitions dans plusieurs modes (continu, Doppler, calibration) puis par le démontage et le rapatriement du système. L'analyse des données acquises depuis Juillet 2015 a permis de retrouver certains phénomènes mis en évidence par les résultats de la campagne TropiScat sur le site de Paracou

 

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De nouveaux produits sont disponibles au CATDS

Le centre Aval de Traitement des Données SMOS (CATDS) voit son jeu de données s'enrichir. Plusieurs nouveaux jeux de données couvrant tout le globe ont récemment été mis à disposition.

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SMOS - HR Haute résolution

SMOS-Haute résolution (HR) est une suite logique de la mission SMOS. Reposant fondamentalement sur le même principe que SMOS,  le concept utilise des avancées récentes dans le domaine du traitement du signal et une architecture novatrice (brevet en cours de dépôt)

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Revue d'extension de mission pour SMOS

La mission SMOS était prévue pour 5 ans avec des extensions possibles. Elle a déjà été étendue pour 3 ans de plus fin 2014 et nous sommes par conséquent dans le cycle de revues d'extension au CNES et à l'ESA.

 

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"Highest Impact Paper Award" de la IEEE Geoscience and Remote Sensing Society 2017

L'article "SMOS Soil Moisture Retrieval Algorithm" de Y.H. Kerr, P. Waldteufel, P. Richaume, J.P. Wigneron, P. Ferrazzoli, A. Mahmoodi, A. Al Bitar, F. Cabot, C. Gruhier, S., Enache Juglea, D. Leroux, A. Mialon, et S. Delwart paru dans TGRS, vol. 50, no. 5, pp. 1384-1403, May 2012 vient d'obtenir la récompense de la IEEE Geoscience and Remote Sensing Society 2017  comme "Highest Impact Paper Award".
Ce papier illustre à la fois le succès de la mission SMOS au sein de la communauté scientifique et l'excellente collaboration qui existe entre les labos Français et étrangers autour de cette mission novatrice.

 

     
  Actualités du labo
 

Un CDD (enfin) titularisé !

Nemesio Rodríguez-Fernández, membre de l'équipe SMOS au CESBIO où il est spécialiste en “machine learning” a passé avec succès le concours interne du CNRS et a été recruté comme Ingénieur de Recherche.

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L'IUT fête ses 50 ans à Auch : le CESBIO très présent

La direction du CESBIO représentée par Laurent Polidori et Jean-Philippe Gastellu-Etchegorry était présente pour rencontrer les acteurs académiques et institutionnels locaux, et pour rappeler l'attachement du laboratoire à son antenne gersoise.

Les doctorants de l'antenne CESBIO se sont particulièrement illustrés  
pour cet exercice de vulgarisation grand public avec une présentation  
sur le format "ma thèse en 180 secondes" (article La Dépêche).

 

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Départs à la retraite

Le 29 juin dernier s'est tenue au CESBIO une petite cérémonie un peu émouvante car pas moins de 5 personnes nous faisaient leurs adieux. En effet 5 départs à la retraite se profilaient ou étaient déjà effectifs... 

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  Soutenances, conférences, formations...
   
 

Une Ecole de printemps en Télédétection au Maroc

Le LMI TREMA a co-organisé une Ecole de printemps en Télédétection et Techniques Spatiales (ETTS 2017) avec l'Université Moulay Slimane de Béni Mellal, sous le thème de la Télédétection Spatiale pour la Surveillance de l'Environnement.

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Colloque TOSCA à Paris les 21-22 mars

Le CESBIO était très présent au colloque TOSCA à Paris les 21 et 22 Mars avec notamment les interventions de Yann Kerr et Simon Gascoin ainsi que de nombreux posters

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Séminaire franco-libanais au CESBIO 18-19 avril

Un séminaire franco-libanais a été organisé au CESBIO les 18-19 avril sous l'égide du CNRS (France), de l'IRD (France) et du CNRS-L (Liban).

 
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Soutenance de thèse - Evaluation de la ressource en eau associée au manteau neigeux sur Le Mont-Liban à partir d’observations et de modélisation

Le 18 Avril 2017, Abbas Fayad a soutenu sa thèse de Doctorat sur l'évaluation de la ressource en eau associée au manteau neigeux sur Le Mont-Liban à partir d'observations et de modélisation. Deux conférences ont ensuité été données par les rapporteurs Thomas Condom "Modélisations hydro-glaciologiques : cas d'études dans les Andes (Pérou-Equateur)" et Denis Ruelland "Durabilité des usages de l’eau au sein des hydrosystèmes Hérault et Ebre sous changements climatiques et anthropiques (projet GICC REMedHE 2012‒2016)"

 
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Journée d'information sur la mission spatiale Venµs

Le 12 Juin 2017 a eu lieu au CESBIO une journée d'information sur la mission spatiale Venµs, mission franco-israélienne d’observation de la Terre à hautes résolutions temporelle et spatiale.

Programme détaillé de la journée

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En Islande, " pays du feu et de la glace ", les calottes glaciaires côtoient des volcans en activité. Les volcans en éruption éjectent des cendres qui, en se déposant, assombrissent brutalement la surface des glaciers. Cette diminution de l'albédo augmente la quantité d'énergie solaire absorbée et donc module l'effet du climat sur l'évolution de ces glaciers. Les mesures in situ existantes sont insuffisantes pour caractériser les variations spatiales d'albédo à l'échelle des calottes islandaises qui couvrent près de 11'000 km².

Dans cet article (1), le Cesbio, l'université d'Islande et le Legos ont évalué un produit albédo issu des données Modis de la Nasa à l'aide de chroniques journalières d'albédo in situ enregistrées par 10 stations météorologiques sur plus de dix ans. Les bons résultats de validation ont permis d'utiliser les données Modis pour cartographier l'impact des éruptions de l'Eyjafjöll en 2010 et du Grímsvötn en 2011 sur l'albédo des calottes islandaises. Une baisse moyenne de l'albédo de l'ordre de 0.20 est observée sur la plupart des calottes, avec des réductions locales proches de 0.60 à proximité des volcans. Pour l'année glaciologique 2010-2011 par exemple, cela a entrainé des pertes de masse deux à trois fois plus fortes qu'attendues.

Une étude consécutive menée par l'université d'Islande (2), a montré que l'intégration de l'albédo Modis dans un modèle climatique améliore la simulation du bilan d'énergie de surface du Vatnajökull, la plus grande calotte islandaise.

 

 

 

Références :

  (1) Gascoin, S.; Guðmundsson, S.; Aðalgeirsdóttir, G.; Pálsson, F.; Schmidt, L.; Berthier, E.; Björnsson, H. Evaluation of MODIS Albedo Product over Ice Caps in Iceland and Impact of Volcanic Eruptions on Their Albedo. Remote Sens. 2017, 9, 399, doi : 10.3390/rs9050399 


  (2) Schmidt, L. S., Aðalgeirsdóttir, G., Guðmundsson, S., Langen, P. L., Pálsson, F., Mottram, R., Gascoin, S., and Björnsson, H.: The importance of accurate glacier albedo for estimates of surface mass balance on Vatnajökull: Evaluating the surface energy budget in a Regional Climate Model with automatic weather station observations, The Cryosphere Discuss., doi: 10.5194/tc-2017-14 , accepted, 2017. 

 

Contact : Simon Gascoin

 
 

 

La fonte de la neige alimente les rivières dans de nombreux bassins versants de montagne soumis à l'influence du climat méditerranéen. On trouve ce type de bassins autour de la mer Méditerranée par exemple en France, en Espagne, au Liban, au Maroc mais aussi à l'ouest des États-Unis et au Chili. Ces régions ont pour point commun d'être soumises à une pression accrue sur la ressource en eau, à cause de l'expansion démographique, de la croissance économique et du changement climatique. En revanche il existe de fortes disparités du point de vue des réseaux de mesure in situ et des moyens consacrés à l'étude du manteau neigeux.

Dans le cadre de la thèse d'Abbas Fayad, nous avons réalisé une revue des études d'hydrologie nivale dans les zones méditerranéennes. Il en ressort que les processus physiques sont relativement bien connus mais que la variabilité spatio-temporelle du manteau neigeux reste difficile à caractériser. L'assimilation des données de télédétection optiques a beaucoup progressé récemment et s'impose comme une des solutions les plus performantes pour évaluer la ressource nivale dans les zones de montagnes méditerranéennes. 

 

Référence: Fayad, A., Gascoin, S., Faour, G., López-Moreno J. I., Drapeau L., Le Page M., Escadafal, R.: Snow hydrology in Mediterranean mountain regions: a review, Journal of Hydrology,

doi: 10.1016/j.jhydrol.2017.05.063

Contact : Simon Gascoin

 
 

 

L'expérimentation AfriScat(1) s'est terminée en mai dernier avec des acquisitions dans plusieurs modes (continu, Doppler, calibration) puis par le démontage et le rapatriement du système.


L'analyse des données acquises depuis Juillet 2015 a permis de retrouver certains phénomènes mis en évidence par les résultats de la campagne TropiScat sur le site de Paracou (Guyane française), et de conforter leur généralisation dans le but de mieux maîtriser l'impact des effets environnementaux sur le signal Radar en bande P, fréquence qui sera utilisée pour la première fois depuis l'espace par la mission spatiale Biomass.


Parmi ces résultats, nous avons pu caractériser l’impact des saisons sèches ou humides sur la décorrélation du signal Radar par deux évolutions temporelles très spécifiques, ainsi que par la présence ou non de cycles diurnes significatifs. De plus, ces résultats ont aussi permis de consolider nos analyses sur les signaux en bande P et L, en vue de futures synergies possibles entre différents satellites radar.

C'est précisément dans cette optique que le projet de la nouvelle expérimentation TropiScat-2 a été retenu (financement TOSCA(2)  du Cnes), avec en plus l'acquisition de données en bande C (leur disponibilité étant déjà garantie sur le long terme grâce aux satellites Sentinel 1 du programme Copernicus de l'ESA).

La combinaison de ces fréquences soulève de nombreuses questions de recherche, dans la mesure où leur inter-dépendance est assez indirecte. en effet, les interactions entre les ondes Radar et les éléments de la végétation sont très différentes au vu du rapport entre les longueurs d'ondes P et C (3), environ 12 fois supérieur.

La tour Guyaflux(4) du site de Paracou a été retenue pour ses facilités opérationnelles et les performances de ses instruments, qui permettront d'analyser les séries temporelles en fonction de plusieurs variables météo ou géo/écophysiologiques. L'installation du système débutera en août avec le système P+L, suivie à l'automne par les antennes et leur dispositif en bande C.
           

De plus, d'autres projets novateurs pourraient se concrétiser avec des séries temporelles de mesures GNSS-R(5) et d'indices de végétation optique, dans le but de mieux caractériser les cycles de renouvellement du feuillage qui sont déterminants pour les signaux en bande C et leur dépendance avec la bande P (cf. figure  ci-dessous).

Figure : A gauche : photo depuis le réseau d'antennes (modèle log-périodique) monté sur la tour à flux  d'Ankasa. A droite : simulations (CESBIO MIPERS4D) montrant l'évolution du signal Radar rétrodiffusé en bande P (vert) et C (bleu) par la forêt en fonction de sa biomasse, les barres d'erreurs montrent la dispersion possible due aux variations de teneur en eau du sol et de la végétation, et les astérisques la contribution du feuillage en bande C, alors qu'elle est négligeable en bande P.

(1) Diffusiomètre monté sur la tour à flux de la réserve nationale d'Ankasa au Ghana (voir newsletter précédente : http://www.cesbio.ups-tlse.fr/newsletter_cesbio/numero21/Vmail.html#bal12)
(2) Programme du CNES de soutien à la recherche : https://sciences-techniques.cnes.fr/fr/web/CNES-fr/11694-st-surfaces-et-biospheres-continentales-hydrologie.php
(3) Villard et al., Chapter 9 - Forest Biomass From Radar Remote Sensing, In Land Surface Remote Sensing in Agriculture and Forest, edited by Nicolas Baghdadi and Mehrez Zribi, Elsevier, 2016, Pages 363-425
(4) Réflectométrie GNSS, technique consistant à utiliser la réflexion sur les surfaces des signaux de radio-navigation satellite (http://www.cesbio.ups-tlse.fr/newsletter_cesbio/numero23/Vmail.html#bal03)
(5) Villard et al., “Sensitivity Analysis dedicated to the Impacts of Forest Disturbances on C-band Backscatter with simulated PolSAR data”, presented at 11th ASAR Conference  June 2017

Plus d'infos : https://twitter.com/AfriScat

Contacts : Ludovic Villard et Thierry Koleck

 
 

 

Le centre Aval de Traitement des Données SMOS (CATDS) voit son jeu de données s'enrichir. Plusieurs nouveaux jeux de données couvrant tout le globe ont récemment été mis à disposition. Les utilisateurs peuvent ainsi accéder à une carte de rugosité du sol en bande L, à 7 ans de données d'humidité dans la zone racinaire, d'indices de sécheresse, et à deux séries de 15 ans de données d'humidité superficielle obtenues en fusionnant les données AMSR-E et SMOS.


Ces données font partie du catalogue THEIA.

 

Figure : Humidité dans la zone racinaire en février 2017


Contacts : Ahmad Al Bitar et Yann Kerr

 

 
 

 

SMOS-Haute résolution (HR) est une suite logique de la mission SMOS. Reposant fondamentalement sur le même principe que SMOS,  le concept utilise des avancées récentes dans le domaine du traitement du signal et une architecture novatrice (brevet en cours de dépôt) permettant d'améliorer d’un facteur 4 la résolution spatiale (soit 10 km). En utilisant des approches de fusion de données des produits à 500 m sont également prévus.


Le projet du CESBIO avec le CMLA est soutenu par le CNES dans le cadre de la R&T 2017 et la réunion de démarrage a eu lieu au CESBIO le 6 mai 2017.
En parallèle, pour le compte de l’ESA et avec de très nombreux laboratoires Européens, le CESBIO mène une étude visant à définir les besoins utilisateurs en radiométrie bande L

Figure : SMOS HR comportant 4 côtés se gerbant afin de tenir sous coiffe. Chaque côté étant constitué d’antennes élémentaires

Contact : Yann Kerr

 
 

 

La mission SMOS était prévue pour 5 ans avec des extensions possibles. Elle a déjà été étendue pour 3 ans de plus fin 2014 et nous sommes par conséquent dans le cycle de revues d'extension au CNES et à l'ESA.

Celle du CNES s'est tenue le 4 mai et compte tenu de la parfaite condition du satellite et de la charge utile qui s'accompagne d'un retour scientifique et opérationnel au-delà des espérances et des normes, l'évaluation a été très positive.

Un Comité directeur s'est tenu le 5 juillet pour statuer sur les 3 missions qui passent la revue d'extension de mission (REDEM). La mission SMOS a obtenu une extension de mission de 4 ans avec un point au bout de 2 ans pour s'aligner sur le calendrier ESA où le même processus débutera fin 2017 pour s'achever en 2018.

 

Contact : Yann Kerr

 

   
 
 

 

Nemesio Rodríguez-Fernández, membre de l'équipe SMOS au CESBIO où il est spécialiste en “machine learning” a passé avec succès le concours interne du CNRS et a été recruté comme Ingénieur de Recherche. Après avoir travaillé sur la composition des nuages interstellaires et sur des algorithmes d'imagerie pour des interféromètres en radioastronomie (IRAM et ALMA), il est venu tout naturellement mettre au service du radiomètre interférométrique SMOS ses nombreuses compétences.



Il a notamment  réalisé pour l'ESA l’algorithme d'estimation de l'humidité du sol en temps réel, et pour le CATDS du CNES celui de réalisation de longues séries temporelles en fusionnant des données de deux capteurs (AMSR-E et SMOS). Il a également été un contributeur notable aux travaux sur l'estimation de la biomasse avec les données SMOS. Lors d’un séjour d'un an au Royaume-Uni il a contribué à l'assimilation des données SMOS dans les modèles du Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme.

 
Départs à la retraite
 

 

Le 29 juin dernier s'est tenue au CESBIO une petite cérémonie un peu émouvante car pas moins de 5 personnes nous faisaient leurs adieux. En effet 5 départs à la retraite se profilaient ou étaient déjà effectifs.

Dominique Lullier était au laboratoire depuis fin 2015 après avoir travaillé au LATT et, juste avant, à la fondation STAE. Au CESBIO elle a magnifiquement assuré le Secrétariat de Direction.

Richard Escadafal était quant à lui arrivé il y a maintenant près de 20 ans. Il y a assuré la coordination de plusieurs projets fondateurs, comme par exemple IRRIMED, et s'occupait efficacement de désertification ces dernières années augmentant par ses compétences la visibilité du CESBIO.

Les trois autres personnes étaient au CESBIO depuis sa création. Monique Britz a été tour à tour Secrétaire de Direction, puis gestionnaire et enfin a animé la cellule administrative. Elle a donc été un élément clef dans les succès du CESBIO grâce à sa gestion efficace et professionnelle de toutes nos activités.

Martine Vialaret a rejoint une des composantes du CESBIO (le LET) dès 1988. Au CESBIO elle a assuré entre autres avec succès le secrétariat pédagogique pendant toutes ces années.

Enfin, Danielle Ducrot est également arrivée au CESBIO à sa création, car elle faisait partie d'une autre composante, l'équipe télédétection du CESR. Elle a été un des piliers de la composante traitement de l'image du CESBIO et a contribué notablement à l'enseignement. Bien qu'à la retraite depuis quelques temps, Danielle a continué à venir au CESBIO pour terminer ses projets et encadrements.

 

L'ensemble du CESBIO et quelques anciens, avec une pointe de nostalgie, sont donc venus dire au revoir à ces 4 retraités dont les départs vont s'échelonner dans les semaines à venir. Il est clair que nous leur sommes redevables pour tout ce qu'ils ont fait pour le laboratoire et nous leur souhaitons à tous les quatre une excellente retraite pleine de satisfactions, de bonheur et de santé.  

  Une Ecole de printemps en Télédétection au Maroc  
 

 

Le LMI TREMA a co-organisé une Ecole de printemps en Télédétection et Techniques Spatiales (ETTS 2017) avec l'Université Moulay Slimane de Béni Mellal, sous le thème de la Télédétection Spatiale pour la Surveillance de l'Environnement. Elle a lieu du 8 au 12 mai 2017 à la Faculté des Sciences et des Techniques de Béni Mellal.

La Maroc fait face à un besoin urgent de  méthodes et d’outils pour le suivi de ses ressources naturelles (agriculture, ressources en eau…), sollicitées par des usages de plus en plus importants, mais aussi menacées par les changements climatiques annoncés ! La télédétection spatiale est un outil incontournable pour ce type d’étude, boosté aujourd’hui par le programme COPERNICUS en cours de déploiement. Il y a donc un très fort besoin de formation aux techniques spatiales, aussi bien pour les étudiants afin de parfaire leur panel de compétences, que pour les gestionnaires de la ressource qui souhaitent être sensibilisés aux potentialités de ces techniques.

Cette école a ainsi permis à 24 participants d’acquérir des techniques d’analyse de base de différents types de données géo-spatiales. Après une série de conférences introductives (intervention d’Abdelghani Chehbouni, CESBIO, représentant de l’IRD au Maroc, sur le potentiel de la télédétection pour le suivi des surfaces continentales), différents ateliers thématiques incluant des travaux pratiques ont été animés par des chercheurs et professeurs de différentes disciplines (participation de Vincent Simonneaux et Lionel Jarlan du CESBIO et de Jamal Ezzahar et Salah Er-Raki de l’Université Cadi Ayyad de Marrakech).


Cette école sera reconduite chaque année afin de répondre à ce besoin transversal à différentes filières universitaires.



 

Contacts : Vincent Simonneaux et Lionel Jarlan

 
 

Séminaire franco-libanais au CESBIO les 18 et 19 Avril

 
 

 

Un séminaire franco-libanais a été organisé au CESBIO les 18-19 avril sous l'égide du CNRS (France), de l'IRD (France) et du CNRS-L (Liban).

Profitant de la soutenance de thèse d'Abbas Fayad qui réunissait un jury franco-libanais autour d'un travail réalisé en partenariat entre les deux pays, le CESBIO accueillait les principaux scientifiques impliqués dans la coopération autour de l'observatoire O'LIFE. Des présentations des avancées récentes dans les différents domaines (océanographie, biodiversité, géosciences, télédétection, hydrologie) ont confirmé le potentiel de cette coopération et suggéré des évolutions destinées à la consolider et à l'élargir à d'autres pays méditerranéens.


Contact : Laurent Drapeau

 

 

Directeur de la publication : Laurent Polidori