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Institut National Agronomique de Tunis (INAT) – Université de Carthage (2022)

Apport de la Télédétection et des variables auxiliaires dans l’étude de l’évolution des périodes de sécheresses

FARHANI Nesrine

Titre : Apport de la Télédétection et des variables auxiliaires dans l’étude de l’évolution des périodes de sécheresses

Auteur : FARHANI Nesrine

Etablissement de soutenance : Institut National Agronomique de Tunis (INAT) – Université de Carthage co tutelle Université Toulouse 3 – Paul Sabatier

Grade : Doctorat Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie 2022

Résumé
La surveillance des sécheresses dans les régions arides et semi-arides est cruciale car ses conséquences pour l’agriculture peuvent être dramatiques. Afin d’aider les décideurs à établir de bonnes pratiques de gestion de la ressource en eau et d’atténuation du risque des sécheresses, nous nous intéressons à l’analyse des indices de stress hydriques. À cette fin, un modèle de bilan d’énergie à double source permet, en combinant de l’information satellitaire (température de surface, NDVI, albédo et LAI) et de l’information météorologique (température de l’air, humidité relative de l’air, vitesse du vent et rayonnement global), de simuler l’évapotranspiration ainsi que le stress hydrique. Ces deux variables doivent être fournies d’une façon continue et sur une longue période temporelle pour une analyse adéquate des périodes de sécheresses. Or, les réseaux d’observations météorologiques sont parfois insuffisants (faible densité des sites instrumentés et périodes d’observation courtes et souvent non-concomitantes). Notre premier objectif est alors de simuler des scénarios de différentes variables climatiques afin de les prolonger. Nous avons adapté un générateur de conditions météorologiques "MetGen" qui permet de combler les lacunes présentes sur une période d’observation et de projeter des scénarios sur une période distincte de la période d’observation. MetGen exploite parmi ses co-variables, les données de réanalyses qui fournissent des variables à faible résolution spatiale (environ 31 km), comme source d’information importante. Nous comparons cette méthode avec des méthodes de correction de biais (univariée et multivariée) qui exploitent également les données de réanalyses. Cette approche statistique est validée selon deux volets : l’évaluation de la capacité (1) à bien reproduire les variables météorologiques et (2) à bien restituer les variables de bilan d’énergie. Les analyses, menées avec les données des stations météorologiques du système d’observations, ont permis de valider MetGen sur une période de validation (2011-2016). Nous avons utilisé alors cette méthode afin de simuler des données climatiques sur toute la période d’étude (2000-2019). Cette série ainsi que celle provenant des réanalyses brutes sont utilisées comme forçages climatiques du modèle d’énergie à double source SPARSE, afin de simuler deux indices de stress thermiques SISW G et SIERA5 issus du générateur et des réanalyses ERA5 respectivement, à une échelle kilométrique. Ces deux indices sensibles aux anomalies de température de surface, sont comparés avec d’autres indices standardisés issus de différentes longueur d’onde : le NDVI issu du visible/proche infrarouge, SWI du micro-onde et un indice standardisé de précipitations UPI qui est utilisé comme une référence pour notre analyse. Cette analyse est effectuée en termes de pertinence, de cohérence et de précocité pour la détection d’une sécheresse agronomique. Les deux indices thermiques ont montré des bonnes performances pour la détection du stress, notamment SISW G qui a montré plus de précision et de capacité à détecter le stress hydrique d’une façon précoce. Ces analyses et tous ces approches statistiques sont effectuées au niveau du bassin versant de Merguellil situé au centre de la Tunisie et qui présente un modèle typique des régions semi-arides

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Page publiée le 13 décembre 2022