Complémentarité des images optiques SENTINEL-2 avec les images radar SENTINEL-1 et ALOS-PALSAR-2 pour la cartographie de la couverture végétale : application à une aire protégée et ses environs au Nord-Ouest du Maroc via trois algorithmes d’apprentissage automatique.

Dans cet article, nous évaluons les performances de classification de trois algorithmes non paramétriques (kNN, RF et SVM) en utilisant les données multi-temporelles de trois satellites (Sentinel-1, Alos-Palsar-2 et Sentinel-2) et de leurs combinaisons. La zone d'étude choisie se caractérise par un climat méditerranéen subhumide et une topographie très accidentée qui rend la classification d’occupation du sol particulièrement difficile. En outre, elle contient une aire protégée nommée Jbel Moussa et présente une diversité biologique exceptionnelle. Afin de suivre le couvert végétal de cette dernière, nous avons acquis et prétraités les images satellitaires optiques et radar pour la période du 1er janvier au 31 décembre 2017. Ensuite, nous avons combiné les trois satellites, soit douze scénarios produits. Des cartes de classifications illustrent notre approche. Un total de trente-six classifications a été obtenu, en se basant sur sept classes : eau, bâtiment et infrastructures, sol nu, végétation peu dense, prairies, forêt peu dense et forêt dense. Les résultats ont montré que pour tous les scénarios, la précision globale la plus élevée a été produite par RF (53,03%-93,06%), suivie de kNN (49,16%-89,63%), tandis que SVM (47,86%-86,08%) a produit la précision de classification la plus faible. L'étude a également montré une similitude entre les performances de la combinaison des trois satellites et celles de Sentinel-2 seul. Les estimations de la superficie pour les différentes classes vont de 0,85 km2 (0,11% de la zone d'étude) à 326,84 km2 (41,31% de la zone d'étude)

CARTOGRAPHIE DES CULTURES DANS LE PÉRIMÈTRE DU LOUKKOS (MAROC) : APPORT DE LA TÉLÉDÉTECTION RADAR ET OPTIQUE

Dans cet article, nous analysons la possibilité d’amélioration de la classification des cultures dans un périmètre irrigué du nord du Maroc en se basant sur la combinaison des données multi-temporelles de deux satellites (Sentinel-1 et Sentinel-2) avec l’inclusion de neuf indices. Le périmètre concerné (Loukkos), en plus de sa position stratégique, se caractérise par un climat méditerranéen avec une forte valeur écologique. Il présente une intense activité agricole avec une grande diversité des cultures dont le fonctionnement pourrait être affecté par le changement climatique. Afin de quantifier les besoins en eau, nous avons utilisé les séries d’images satellitaires acquises pour la période du 09/2017 au 08/2018. Les cartes produites pour trois niveaux de classification illustrent notre approche. L’étude a montré que les 10 canaux optiques, à 10 et 20 m de résolution spatiale, des données acquises par Sentinel-2 permettent d'obtenir de bonnes performances, avec un indice de kappa > 85% pour les sous-classes et une précision globale > 86%. Ces performances sont supérieures à celles obtenues avec des données radar acquises par Sentinel-1, avec des écarts de F-score inférieurs de 9% en moyenne, et pouvant aller jusqu'à 29% (sur le chêne-liège/Niveau SSC). Ni l'ajout d'indices radiométriques optiques, ni la combinaison des données optiques et radar n'apportent d'amélioration significative aux performances obtenues avec les données Sentinel-2. Afin d’exploiter les données obtenues, les travaux à venir se focaliseraient sur l’étude des profils temporels de chaque type de culture.Mots-clés : Sentinel-1, Sentinel-2, Classification supervisée, Forêt aléatoire, Cultures, Loukkos

Classification climatique méditerranéenne pour l'hydrologie

La Méditerranée est une zone tempérée occupée par diverses populations la rendant une des régions les plus sensibles aux changements anthropiques et climatiques. L'objectif de ce travail est d'établir une classification climatique pour l'hydrologie qui met en évidence la continuité climatique d'un lieu à un autre et pourrait évaluer les tendances des changements. La démarche proposée comporte une Analyse en Composantes Principales pour réduire le nombre des indices climatiques et ne considérer que les plus contributaires, une classification en K-moyennes pour distribuer les stations en un certain nombre de classes, ici 5 et finalement la construction d'un arbre de décision à partir des distances aux noyaux des classes climatiques pour déterminer si un lieu quelconque possède ou non un climat méditerranéen et à quel type appartient-il. Les données de 144 stations au pas de temps mensuel dans 20 pays méditerranéens sont utilisées pour caler la classification, 36 autres stations pour vérifier cette classification en Méditerranée et 21 stations pour la vérifier au Chili et en Afrique du Sud connus pour leur climat à caractère Méditerranéen. Les résultats montrent que la distribution en 5 classes coïncide avec une distribution géographique en Méditerranée et l'analyse de la connexité interclasse montre que l'évolution du climat se fait de façon continue, puisqu'une même station peut obéir aux critères d'appartenance de plusieurs classes.

Utilisation d'imagerie satellitaire et d'un Modèle Numérique d'Altitude pour la cartographie des zones à risque d'inondation sur le littoral méditerranéen de Saïdia (Nord-est du Maroc)

Cette étude vise à établir une carte du risque inondation sur la plaine côtière de Saïdia située sur le littoral méditerranéen du Nord Est du Maroc. Cette plaine est limitée au Sud par les plateaux des Ouled Mansour aux formes vigoureuses et incisés par des ravins dont les eaux temporaires se jettent directement dans la plaine. Elle est enserrée entre deux oueds : la Moulouya à l'Ouest et le Kiss à l'Est. Ce littoral est caractérisé par un climat méditerranéen semi-aride à saisons contrastées où les pluies torrentielles engendrent d'importantes inondations accentuées par la faible profondeur de la nappe phréatique. Ce contexte géomorphologique et climatique couplé aux aménagements actuels a aggravé le risque d'inondations. Dans cette étude, la méthodologie adoptée est fondée sur la structuration dans un système d'information géographique (SIG) des données de la télédétection spatiale, des produits dérivés d'un modèle numérique d'altitude (MNA) et des données exogènes (lithologie, niveau piézométrique de la nappe phréatique, etc.). L'approche analytique comporte 1) une phase de traitement numérique d'une image satellitaire GeoEye-1 pour cartographier l'occupation des sols; 2) une phase d'extraction des attributs topographiques et la morphométrie du terrain, représentés par le modèle numérique d'altitude (MNA) et 3) une phase de structuration de l'information par analyse spatiale dans un SIG. Ces informations ont permis la réalisation de deux cartes : la carte de l'aléa inondation et la carte de vulnérabilité. La carte de l'aléa inondation montre que les zones de fort à très fort aléa, représentent 57% du site. Elles sont caractérisées par de faibles altitudes (0-4m) et des profondeurs de la nappe variant entre 0 et 4m. La carte de vulnérabilité fait référence aux différentes classes d'occupation de sol. La superposition de ces deux cartes a permis d'établir la carte du risque inondation. Cette carte thématique montre que les niveaux de risque fort affectent 43\% de l'ensemble du territoire étudié, et correspondent aux abords de Oued Moulouya, et en grande partie à une vaste surface occupée par la nouvelle station balnéaire "Mediterranea--Saïdia".

Évaluation des taux d’accumulation et de production de boue dans des bassins de stabilisation sous climat méditerranéen : étude de cas en Tunisie

Les taux d’accumulation, la distribution spatiale ainsi que les caractéristiques chimiques des sédiments ont été étudiés dans une installation de lagunage composée d’un bassin anaérobie, un bassin facultatif et deux bassins de maturation pour le traitement des eaux usées en Tunisie. Le taux d’accumulation ainsi que la distribution des boues au sein de chaque bassin ont été déterminés par mesure directe de l’épaisseur des sédiments correspondants sur 90 à 105 points (selon un maillage de 11 mètres). En tenant compte du volume total de boue déterminé sur les quatre bassins, le taux d’accumulation de sédiments est de 0,029 m3•EH‑1•an‑1 correspondant à un taux d’accumulation de 4,14 kg MS•EH‑1•an‑1. La distribution des boues est loin d’être homogène; les épaisseurs de sédiments les plus importantes sont enregistrées aux entrées et sorties des bassins. L’étude de la variabilité horizontale des caractéristiques des sédiments a été réalisée en considérant deux sites (entrée et sortie) du bassin facultatif (BI) au niveau desquels cinq réplicats de carottes ont été prélevés. Par contre, l’étude de la variation verticale a été réalisée sur des carottes de sédiments qui, après prélèvement, ont été sectionnées en tronçons. Des paramètres chimiques tels que : carbone total (CT), azote total (NT), phosphore total (PT), matières sèches (MS) et matières volatiles (MV) ont été mesurés sur ces échantillons. Les résultats obtenus ont montré que la teneur en matières sèches dans la couche la plus profonde est supérieure à celle dans la couche de surface. Par contre, les teneurs en CT, NT, PT, MV diminuent en fonction de la profondeur.

Essais d'épuration des eaux usées de Marrakech par la jacinthe d'eau (Charges organique, bactérienne et parasitologique)

Cette étude est destinée à tester expérimentalement les capacités d'épuration des eaux usées par lagunage à macrophytes (jacinthe d'eau : Eichhornia crassipes), sous les conditions climatiques de Marrakech. L'installation fonctionne en continu avec un débit constant à l'entrée de 10 l/min. La charge admise est de 40 g DCO/M2/j. Sous l'aspect de la production de biomasse végétale, les effluents domestiques constituent un bon substrat nutritionnel. Les taux de croissance et les productions obtenues montrent dans l'ensemble une excellent adaptation d'Eichhornia crassipesà ce milieu. Le maximum de biomasse et de productivité ont été obtenu en période estivale et sont respectivement de: 40 kg MF/m2 et 38,6 MS/m2/j. Il s'est avéré également que la jacinthe d'eau est persistante toute l'année sous le climat méditerranéen aride de Marrakech. L'épuration des eaux usées domestiques par lagunage à macrophyles aboutit à des rendements satisfaisants surtout en période estivale où on obtient un abattement de 87 % de la DCO et une réduction de 95 % des MEST. Sur te plan sanitaire, l'abattement de la charge bactérienne exprimée par les bactéries témoins de contamination fécale peut atteindre jusqu'à 2ULog pour un temps de séjour théorique très court (7 jours). Ce système e par ailleurs fourni des abattement de 100 % des oeufs d'helminthes parasites au niveau de l'eau épurée.