Maison de la Télédétection

L’objectif de la thèse est de valoriser les images satellitaires d’inondations dans le cadre de la modélisation hydraulique. Grâce à celle-ci, nous nous proposons de compléter la vision uniquement spatiale (tache d’eau) des images satellitaires. Dans ce contexte, la thèse s’articule suivant deux problématiques de recherche :

- extraction de caractéristiques hydrauliques à partir d’images satellitaires,

- assimilation ou intégration de ces caractéristiques dans des modèles hydrauliques existants.

La réflexion concernant la première problématique vise à montrer les opportunités offertes par les images satellites RADAR et optiques pour la caractérisation en trois dimensions d’inondations de plaines. Elle inclut l’analyse de la précision (spatiale, XY) et de la justesse (altitudinale, Z) des caractéristiques que l’on peut extraire des images. Elle s’appuie en particulier sur une méthode (Raclot 2003) de détermination de caractéristiques hydrauliques à partir de photographies aériennes de crue et de données topographiques fines. De plus, elle permet d’évaluer les modalités et les limites d’application de cette méthode aux images satellitaires. Ce travail montre l’importance des contraintes de cohérence (Raclot 2003), dans l’analyse d’informations spatialement disjointes, incomplètes, et parfois incertaines.

Par ailleurs, pour traiter la deuxième problématique, nous proposons plusieurs approches.

Dans un premier cas, l’objectif est de reproduire le plus précisément possible la dynamique de l’inondation a posteriori. Pour cela, nous envisageons des méthodes d’optimisation de paramètres de modèles hydrauliques (approche de type Monte Carlo, optimisation par mise en confrontation des taches d’eau simulée et observée) (Matgen et al. 2004), ou l’assimilation des caractéristiques issues de télédétection dans des modèles hydrauliques (utilisation du modèle adjoint, ASS Image, travail d’un post doctorant sous la direction de Jérôme Monnier, INRIA , Grenoble).

Dans un second cas, l’objectif est de parvenir à une modélisation opérationnelle permettant de calculer rapidement un devenir possible de taches d’inondations extraites d’images satellitaires. Ceci implique l’emploi d’une modélisation simple et rapide. La rapidité du modèle sera en particulier assurée par l’utilisation d’une géométrie équivalente simplifiée de la plaine d’inondation (Roux, 2004). Dans cette approche, le travail concerne l’analyse du niveau de simplification du modèle qu’il est possible d’atteindre tout en gardant une représentativité suffisante du phénomène hydraulique.

A ce jour, seule la première problématique a été traitée, la seconde correspondant au travail de la dernière année de thèse.

Les trois sites d’étude retenus sont la Moselle entre Thionville et la frontière franco-germano-luxembourgeoise, la Meuse entre Verdun et Charleville-Mézières, et la basse vallée de l’Hérault.

Bibliographie

Matgen, P. et L. Pfister, 2004, Incertitudes liées au calage d'un modèle de propagation de crue à l'aide de limites d'inondation issues de l'imagerie radar. Séminaire REGLIS, Montpellier.

Raclot, D., 2003, Méthodologie d'exploitation quantitative des photographies aériennes d'inondation de plaine. Thèse de doctorat, Ecole doctorale sciences de l'eau dans l'environnement continental, Montpellier II : Sciences et techniques du Languedoc: 284.

Roux, H., 2004, Estimation de paramètres en hydraulique fluviale, à partir de données caractéristiques de l'imagerie aérienne. Thèse de doctorat, Science de la terre et environnement, INP Toulouse.