La télédétection sur l'étang de Berre
Comment utiliser les nouveaux moyens d'observation par satellite ou avion pour mieux comprendre l'étang de Berre ?
Les outils de télédétection, par satellite ou par avion, sont de plus en plus utilisés pour l'observation environnementale. Appliqués à l'étang de Berre, ces images et données viennent compléter les observations in situ et apporter des illustrations des phénomènes caractéristiques de notre étang. Que ce soit sur l'imagerie satellitaire ou de la cartographie hyperspectrale, l'étang de Berre est un site d'étude exceptionnel et permet ainsi de développer des méthodologies innovantes !
Partenariat avec le laboratoire LOV-OMTAB du CNRS
Une collaboration entre le GIPREB et le LOV-OMTAB (David Doxaran) est en cours afin de pouvoir disposer de cartes de Chlorophylle a et de MES sur l’étang de Berre, à partir d’algorithmes qui auront été calibrés et validés sur la base de données in situ dans l’Etang de Berre. L’étang de Berre sera un site pilote pour l’exploitation de ces données en milieu lagunaire dans le cadre du projet européen DCS4COP
Qu’est-ce que la télédétection ?
La télédétection regroupe les différentes technologies permettant une observation ou une mesure “à distance”, c’est à dire sans contact avec son objet.
Des capteurs spécialisés (caméras, radars, etc..) sont ainsi embarqués dans des satellites ou des avions et permettent de réaliser des mesures à très grande échelle spatiale sur de nombreux paramètres : température de l’air ou de la terre, mesures du vent, des concentrations en matière en suspension, etc…
A quoi sert la télédétection satellite ?
La télédétection satellite peut apporter différentes informations au niveau de l’étang de Berre :
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Des photos en couleur (RGB). Ces images permettent d’illustrer certains phénomènes comme les lâchers d’eaux limoneuses par la centrale de Saint-Chamas, la présence de malaigues, ou encore la remise en suspension de sédiments par des vents intenses. Dans le cas d’images à très haute résolution, il est possible de cartographier des habitats de l’étang comme les herbiers de zostères.
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Des données en « couleur de l’eau », qui sont calculées par des algorithmes à partir des différentes bandes spectrales d’acquisition des satellites. Ces données sont la concentration de surface en chlorophylle a (marqueur du phytoplancton dans l’eau) et la concentration en Matière En Suspension (MES). Ces données pourront permettre d’alimenter l’Observatoire du milieu du GIPREB et différents programmes de recherche.
Le double intérêt est l’aspect spatial de ces informations, mais aussi l’aspect temporel, d’autant plus que les nouvelles générations de satellite ont de très bonnes résolutions et des fréquences élevées d’acquisition.
La vidéo ci-dessous montre un timelapse de l’année 2019 avec toutes les images sans nuages de Sentinel-2 (les années 2016 et 2017, 2018 sont également disponibles)
Sources de données
Parmi les sources de données disponibles et récentes, on peut citer :
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Les données de la constellation « Pleiades », opérée par Airbus Industries. Ces données sont à très haute résolution et peuvent être acquises en choisissant le jour de l’acquisition.
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Les données des missions SENTINEL 2 et 3, opérée par l’ESA. Les données brutes sont gratuites.
Le GIPREB a fait l’acquisition en Juin 2017 et Juin 2018 d’une image Pleiades pour l’étang de Berre. Ces images ont permis d’étudier la faisabilité de cartographier les herbiers de zostères à partir d’une telle image, et de comparer les résultats avec des images acquises également en juin 2017 mais par avion (plus d’informations sur la page zostères).
A partir des données de SENTINEL-2, un certain nombre de photos en couleur ont pu être produites par le GIPREB à partir des données Copernicus Sentinel-2 traitées au niveau 2A par le CNES pour le centre de données THEIA, ou bien directement à partir des produits de niveau 2A de l’ESA . Des exemples de ces images, d’une résolution de 10 m, sont présentés ci-dessous pour différentes dates.
Ces exemples mettent en évidence :
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le panache des eaux issues de la centrale EDF de Saint-Chamas ou de l’Arc, qui sont chargées en matière en suspension
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l’impact du Mistral sur la surface de l’étang de Berre
Les algorithmes permettant de calculer les concentrations en Chlorophylle a et Matière en suspension (MES) sont encore en cours de développement (calibration et validation) par les chercheurs.
Des partenariats sont envisagés entre le GIPREB et différents laboratoires afin d’utiliser les données mesurées in situ de l’Observatoire du GIPREB dans le cadre de ces développements:
- Le projet H2020 SWOS est le premier à avoir commencé à travailler des images “couleur de l’eau” dans l’étang de Berre (voir notre page du projet)
- Un partenariat est en cours avec le CNRS pour développer ces méthodologies dans le projet DCS4COP (voir notre page du projet)
| Source de données | Resolution | Fréqence de passage |
|---|---|---|
SENTINEL 2 |
10 m de résolution |
jusqu’à 1 fois tous les 2 jours |
SENTINEL 3 |
300 m de résolution |
tous les jours |
PLEIADES |
2 m (couleur) et 0.5 m (noir et blanc) |
Sur demande, avec programmation |
LANDSAT 8 |
30 m de résolution |
environ tous les 7 jours |
La constellation SENTINEL-2 permet d’avoir des images à 10 m de résolution avec une fréquence de passage très élevée : sur l’étang de Berre, il est possible d’avoir une image tous les 2 à 4 jours.
A quoi sert la télédétection hyperspectrale ?
Les capteurs hyperspectraux permettent de prendre une “photo” qui contient beaucoup plus d’informations qu’un appareil photo classique. Ces informations donnent ainsi la possibilité de calculer de nombreux paramètres comme la bathymétrie d’une zone côtière, la nature du fond marin, etc…
Actuellement, des capteurs embarqués dans des satellites sont en phase de développement. Ils sont ainsi plus généralement utilisés dans des avions ou des drones.
Sur l’étang de Berre, cette méthodologie a été utilisée pour cartographier les herbiers de zostères, dans le cadre du projet HYPERBERRE
Quelques images illustratives
Image Sentinel 2 : Matière en suspension dans l'eau en raison des turbinages par EDF et des apports par l'Arc
Image Sentinel 2 : Matière en suspension dans l'eau en raison des turbinages par EDF
Image Sentinel 2 lors d'un fort Mistral
Image Sentinel 2 : Suite à un turbinage d'EDF, des masses d'eaux turbides circulent dans tout l'étang
Image Sentinel 2 : Présence d'eaux blanches (Malaigue) en Aout 2018
Exemple d'une carte de la matière en suspension, calculée sur la base de données satellites (algorithmes non encore validés/calibrés sur Berre)
Image Sentinel 2 de l'étang de Berre du 22/12/2019: crue de l'Arc et turbinage EDF
