Dissertations / Theses: 'Suivi de l’occupation du sol'

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Lam, Chi-Nguyen. "Méthodes de Machine Learning pour le suivi de l'occupation du sol des deltas du Viêt-Nam." Thesis, Brest, 2021. http://www.theses.fr/2021BRES0074.

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Abstract:

Le développement socio-économique au Vietnam est associé à l'existence des grands deltas fluviaux. En outre, les facteurs environnementaux tels que la sécheresse et l’inondation jouent un rôle important dans le changement de l’occupation du sol au niveau de ces deltas. Ces changements ne sont pas sans impact sur l’équilibre naturel et économique du pays. Dans cette optique, cette thèse a pour objectifs de proposer des méthodes de traitement des données satellites pour une cartographie et suivi efficaces de l’occupation du sol au niveau des deux principaux deltas du Viêt- Nam, fleuve rouge et du Mékong. En effet, un travail expérimental a été effectué en vérifiant et évaluant l’apport du traitement d’images multi-capteurs par de nombreuses approches de segmentation d’image et d’apprentissage automatique peu profond et profond. Ainsi, un modèle de Convolutional Neural Network (CNN) adapté au contexte de l’étude, a démontré sa robustesse pour la détection et la cartographie de l’occupation du sol afin de caractériser l’aléa de l’inondation et d’analyser les enjeux
Socio-economic development in Vietnam is associated with the existence of large fluvial deltas. Furthermore, environmental factors such as dryness and flooding have an important role in the change of land use/land cover within these deltas. These changes have an impact on the natural and economic balance of the country. In this perspective, the objectives of the present thesis are to suggest processing methods of satellite data for an efficient mapping and monitoring of land use in the two main deltas of Vietnam, the Red River and the Mekong Delta. Indeed, experimental work has been carried out by verifying and evaluating the contribution of multi-sensor image processing through various image segmentation approaches and machine/deep learning algorithms. Thus, a Convolutional Neural Network (CNN) model adapted to the context of the study demonstrated its robustness for the detection and mapping of land use in order to characterise the flood hazard and analyse the issues at risk

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Roy, Hari Gobinda. "Évolution de l’évolution de l’occupation du sol (1950-2025) et impacts sur l’érosion du sol dans un bassin versant méditerranéen." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR2024/document.

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Abstract:

La question du changement de la couverture terrestre est devenue importante dans le monde entier au cours des dernières années, non seulement pour les chercheurs, mais aussi pour les planificateurs urbains et les écologistes qui préconisent l'utilisation durable des terres dans l'avenir. En Europe méditerranéenne, les caractéristiques de couverture du sol ont considérablement changé depuis la Seconde Guerre mondiale en raison des activités humaines intensives, de la croissance de la population, et de l'étalement urbain et touristique. La plupart des études antérieures sur les changements de l’occupation du sol dans la région méditerranéenne se sont centrées sur un problème particulier et / ou ont décrit un type spécifique de changement de la couverture terrestre. Peu de recherches ont pris en compte les transformations de plusieurs catégories d’occupation du sol en même temps. De même, rares sont les travaux qui considèrent plusieurs variables dans le changement de l’occupation du sol au cours du temps, au-delà des traditionnels effets de l’altitude et de la pente. Nous souhaitons ici intégrer la variété des catégories et des composantes d’évolution. En outre, si certaines études à propos de la modélisation des mutations de la couverture terrestre se concentrent sur les variables d’influence, peu se penchent sur l’influence de la période historique et des échelles de temps différentes sur la prédiction. Ainsi, dans cette thèse, les changements de l’occupation du sol ont été prédits en utilisant différentes échelles de temps pour évaluer les impacts de la période historique dans la prédiction de la carte de la couverture terrestre d'ici 2025. Enfin, si l’étendue spatiale varie dans les différentes recherches, il semble utile de s’interroger sur les effets de la taille du terrain d’étude et de la résolution des cellules prises en compte, dans la prédiction. Les transformations de l’occupation du sol ont un impact significatif sur la dégradation des terres, y compris l'érosion des sols
The European Mediterranean coastal area has experienced widespread land cover change since 1950 because of rapid urban growth and expansion of tourism. Urban sprawl and other land cover changes occurred due to post-war economic conditions, population migration, and increased tourism. Land cover change has occurred through the interaction of environmental and socio-economic factors, including population growth, urban sprawl, industrial development, and environmental policies. In addition, rapid expansion of tourism during the last six decades has caused significant socioeconomic changes driving land cover change in Euro-Mediterranean areas. Mediterranean countries from Spain to Greece experienced strong urban growth from the 1970’s onwards, and a moderate growth rate is projected to continue into the future. Land cover change can result in environmental changes such as water pollution and soil degradation. Several previous studies have shown that Mediterranean vineyards are particularly vulnerable to soil erosion because of high rainfall intensity and the fact that vineyards are commonly located on steeper slopes and the soil is kept bare during most of the cultivation period (November to April) when precipitation is at its highest. The main objective of this thesis is to predict long-term soil erosion evolution in a Mediterranean context of rapid urban growth and land use change at the catchment scale. In order to achieve this, the following specific aims have been formulated: (i) to analyze the spatial dynamics of land cover change from 1950 to 2008; (ii) to compare the impact of historical time periods on land cover prediction using different time scales; (iii) to test the impacts of spatial extent and cell size on LUCC modeling; and (iv) to predict the impact of land cover change on soil erosion for 2025

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Mantho, Altin Théodore. "Echanges sol-atmosphère - Application à la sécheresse." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001808.

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Abstract:

L'étude comporte une grande partie dédiée aux nouveaux développements expérimentaux. Le tensiomètre développé au laboratoire a subi une amélioration essentielle. Les mesures directes de la succion au laboratoire et in situ ont démontré sa fiabilité et confirmé la possibilité de longues durées de mesure directes. Les mesures directes de la succion ont permis la détermination de la courbe de rétention d'eau du limon. La méthode des profils instantanés a permis de déterminer la perméabilité l'état non saturé en utilisant des essais d'infiltration. Les comparaisons faites entre les valeurs calculées l'aide d'un modale et celles mesurées pour les principaux paramètres pris en compte (succion, teneur en eau volumique) ont permis de démontrer l'aptitude du modèle reproduire de façon satisfaisante l'état du sol. On a étudié aussi les propriétés de rétention et de variation de volume de l'argile verte de Romainville pour des succions entre 1 et 216 MPa.

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Andries, Mihai. "Localisation et suivi d'humains et d'objets, et contrôle de robots au travers d'un sol sensible." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0293.

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Abstract:

Cette thèse explore les capacités d’une intelligence ambiante équipée d’un réseau de capteurs de pression au sol. Elle traite le problème de la perception d’un environnement au travers un réseau de capteurs de basse résolution. Les difficultés incluent l’interpretation des poids dispersés pour des objets avec multiples supports, l’ambiguïté de poids entre des objets, la variation du poids des personnes pendant les activités dynamiques, etc. Nous introduisons des nouvelles techniques, partiellement inspirées du domaine de la vision par l’ordinateur, pour la détection, le suivi et la reconnaissance des entités qui se trouvent sur le sol. Nous introduisons également des nouveaux modes d’interaction entre les environnements équipés de tels capteurs aux sols, et les robots qui évoluent dans ces environnements. Ceci permet l’interprétation non-intrusive des événements qui ont lieu dans des environnements dotés d’une intelligence ambiante, avec des applications dans l’assistance automatisée à domicile, l’aide aux personnes âgées, le diagnostic continu de la santé, la sécurité, et la navigation robotique
This thesis explores the capabilities of an ambient intelligence equipped with a load-sensing floor. It deals with the problem of perceiving the environment through a network of low-resolution sensors. Challenges include the interpretation of spread loads for objects with multiple points of support, weight ambiguities between objects, variation of persons’ weight during dynamic activities, etc. We introduce new techniques, partly inspired from the field of computer vision, for detecting, tracking and recognizing the entities located on the floor. We also introduce new modes of interaction between environments equipped with such floor sensors and robots evolving inside them. This enables non-intrusive interpretation of events happening inside environments with embedded ambient intelligence, with applications in assisted living, senile care, continuous health diagnosis, home security, and robotic navigation

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Dugas-Simard, Alain. "Évaluation de quelques sources d’erreur dans un inventaire de l’occupation du sol par terrain agricole à Sainte-Foy (Québec), produit à l’aide d’une image SPOT-1." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1991. http://hdl.handle.net/11143/8265.

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Abstract:

Un inventaire de l'occupation du sol pour chaque terrain agricole en milieu périurbain peut être produit par le croisement (automatisé) entre une image satellitaire classifiée et une image des terrains, provenant du cadastre numérisé. Trois sources d'erreur sont examinées. L'erreur planimétrique, créée par la ""rasteurisation"" des polygones-terrain, l'erreur dans les proportions des classes d'occupation du sol due à la résolution spatiale, et l'erreur de la classification elle-même. Les résultats démontrent que chacune de ces erreurs varie en fonction des terrains, donnant des inventaires de qualité inégale. Il est difficile de les corréler avec les dimensions des terrains, et de fixer ainsi des dimensions minimales nécessaires au succès de l'inventaire agricole.

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Cheviron, Bruno. "Determination de l'infiltration à partir du suivi de la temperature du sol sur un profil vertical." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066051.

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Assi, Jean Patrice. "Contribution de la tomographie électrique 3D à la détermination de la variabilité spatiale du sol à l'échelle décimétrique : application au suivi des phénomènes d'infiltrations rapides." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066064.

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Abstract:

Ce mémoire présente les résultats de deux expérimentations conduites sur deux sites pédologiques tests. Il concerne l'application de la tomographie électrique à l'étude de la variabilité de la teneur en eau des sols, à l'échelle décimétrique d'une part et au suivi de l'infiltration dans deux fosses pilotes, d’autre part. Les deux premiers chapitres sont d'ordre introductif et méthodologique. Dans le premier chapitre l'application de toutes les méthodes géophysiques classiques à l'étude des sols est examinée. À la suite de cet exposé les grandes lignes des sciences du sol sont également décrites et discutés. Le second chapitre est dédié dans sa presque totalité à la technique dite « tomographie électrique 3D ». L'exposé débute par les notions fondamentales propres aux méthodes électriques à courant continu et en particulier à la résistivité ou à la conductivité des sols et des formations géologiques. La différence entre la zone saturée des sols non argileux, dans laquelle la loi d'Archie s'applique et la zone non saturée est bien mise en évidence. Il est proposé que des travaux spécifiques soient menés en laboratoire pour déterminer au mieux une loi nécessairement voisine de celle d'Archi décrivant les variations de la résistivité d'un sol avec la porosité, la teneur en eau, la température et la teneur en argile. L'exposé se poursuit par la présentation des équations fondamentales de la prospection électrique. Le sondage électrique, outil d'investigation des structures 1 D est brièvement décrit en insistant sur ses avantages et ses limites. C’est pour dépasser ses limites que la tomographie électrique 2 D et 3D ont été développées. La tomographie 3D est présentée en détail dans le corps de ce chapitre, depuis la mise en œuvre sur le terrain jusqu'au traitement et à l'inversion des données qui conduit à un modèle 3 D de la répartition des résistivités vraies au sein du cube étudié. La comparaison entre les différents dispositifs classiques - bipôle, tripôle et quadripôle - est détaillée en matière de sensibilité, de profondeur d'investigation et d'amplitude du signal mesuré. Des tableaux comparatifs quantitatifs sont présentés qui confirment les conclusions généralement acceptées par les géophysiciens d'expérience. Le troisième chapitre est consacré à l'expérience conduite à Ouarville avec un dispositif de 96 électrodes pour une superficie totale couverte d'environ 4 m x 5,50 m. Trois conclusions s'imposent : (1) la topographie du substratum calcaire est cartographié par latomographie électrique avec une bonne concordance avec l'information directe obtenue par les sondages ; (2) la résistivité électrique des sols décroît avec la teneur en eau avec une loi de proportionnalité ou quelque peu plus rapide que la proportionnalité ; (3) les variations spatiales de la teneur en eau au sein de chaque horizon sont d'amplitude trop faibles pour pouvoir être corrélées avec les cartes de résistivités vraies aux profondeurs correspondantes. En d'autres termes, les variations spatiales des résistivités à l'intérieur de chaque horizon dépendent d'un autre paramètre que la teneur en eau. Ce pourrait être la masse volumique (Besson et al. 2004). Mais le contrôle n’a pas été effectué. Le dernier chapitre concerne le suivi de l'infiltration d'eau douce et d'eau salée dans une fosse où le milieu est de type sableux ; la seconde fosse est emplie d’une argile autochtone. Les hétérogénéités des remplissages de chacune de ces fosses sont clairement cartographiées par la tomographie électrique 3D avant que les opérations d'infiltration ne commencent. Ces hétérogénéités expliquent la variabilité spatiale des vitesses d'infiltration et d'évaporation dans chacune de ces fosses. Huit pseudo-logs de résistivités sont suivis avec des pas de temps d'environ un quart d'heure pour une durée totale de l'expérimentation supérieure à deux heures. Les résultats obtenus sur chacune des fosses permettent d'établir qualitativement et quelquefois quantitativement une relation entre l'évolution temporelle de la résistivité et les phénomènes d’infiltration et de diffusion.

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Taok, Mira. "Mise au point d'un indicateur microbiologique pour le suivi de la bioremédiation dans le sol : le quotient respiratoire." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1723.

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Abstract:

L'impact d'une contamination et de l'ajout de nutriment sur l'évolution dans le temps du quotient respiratoire (QR) du sol a été étudié en microcosmes. L'activité microbienne, mesurée par la production de CO2 et la concentration en ARN, et la croissance microbienne déterminée par culture sur boîte de Pétri et le contenu en ADN ont été suivies. La diversité génétique a été étudiée par construction de librairies de clones du gène 16S. Le QR a montré des variations dans le temps liées aux différentes phases de la réponse respiratoire et de la croissance microbienne. Après ajout du polluant, le QR a augmenté pour toutes les conditions testées. Les valeurs du QR ont diminué lorsqu'une forte activité de dégradation et une croissance microbienne ont eu lieu. Le QR a légèrement augmenté à la fin de l'incubation dans tous les microcosmes. Ces résultats montrent que le QR est un indicateur de l'état physiologique des microorganismes durant la biodégradation d'un polluant dans le sol
The effects of contamination and nutrient amendments on the variation in time of the respiratory quotient (RQ) were investigated in soil microcosms. Microbial activity measured by CO2 production and RNA content, biomass growth determined by plate counts technique and DNA content were monitored in order to check their relation to RQ fluctuations. PCR amplified 16S RNA genes were cloned and sequenced to analyze the diversity of bacterial communities. RQ values in all treatments displayed significant fluctuations over times which were closely related to the phases of the respiratory response as well as to microbial growth. After pollutant addition, an increase of RQ occurred in all microcosms. RQ values decreased when high degradation activity and microbial growth took place. RQ values slightly increased in all microcosms at the end of the incubation. These results show that the respiratory quotient is closely related to the physiological state of microorganisms

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Baup, Frédéric. "Apport des données ENVISAT/ASAR pour le suivi des surfaces continentales : application à la zone Sahélienne." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30083.

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Abstract:

Le projet international AMMA, dans lequel s'inscrit ce travail de thèse, a pour objectif d'améliorer la compréhension des phénomènes liés à la mousson en Afrique de l'ouest, et en particulier les échanges d'énergie entre les surfaces continentales, océaniques et l'atmosphère. Au niveau des surfaces continentales, ces échanges sont principalement contrôlés par la quantité de végétation et par l'humidité de surface. Il est donc important de les estimer avec des résolutions spatiale et temporelle les plus fines possibles. Dans ce contexte, l'utilisation de capteurs radar, sensibles à l'humidité des sols et à la végétation, apparaît utile dans l'observation des zones où la couverture nuageuse est souvent marquée. Depuis une quinzaine d'années, des travaux basés sur l'utilisation de données radar ont permis de mettre en évidence les capacités de tels capteurs pour le suivi des zones semi-arides et pour l'extraction des paramètres géophysiques tels que la quantité de végétation, l'humidité et la rugosité des sols, etc. Cependant, aucun des capteurs utilisés jusque-là (diffusiomètres et SAR) n'offre à la fois des résolutions spatiale et temporelle élevées, associées à une large couverture spatiale, permettant le suivi de variables fugaces sur de grandes surfaces, comme l'humidité du sol. En effet, le diffusiomètre fournit des acquisitions avec une résolution temporelle élevée mais au dépend de la résolution spatiale, tandis que le SAR offre les possibilités inverses. Le développement des SAR de seconde génération, équipant les satellites RADARSAT et ENVISAT, permet de compenser ces limitations en offrant des résolutions spatiales souvent inférieures au kilomètre associées à une résolution temporelle de quelques jours. De plus le SAR d'ENVISAT offre aussi le choix des états de polarisations de l'onde radar contrairement à RADARSAT. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse sont basés sur l'utilisation des données ENVISAT/ASAR dont les caractéristiques permettent d'effectuer le lien, en terme de résolution, entre les diffusiomètres et les SAR du type d'ERS. Les travaux de recherche se sont organisés autour de trois axes complémentaires : Traitement et analyse des données ASAR pour les modes Global Monitoring et Wide Swath, montrant une meilleure aptitude de ce dernier pour la détermination de l'humidité du sol à des échelles de quelques kilomètres carrés. .
The international project AMMA, in which this work of thesis is linked, aims to improve comprehension of the phenomena related to monsoon in West Africa, and in particular, exchanges of energy between continental, oceanic surfaces and the atmosphere. Concerning continental surfaces, these exchanges are mainly controlled by vegetation quantity and soil moisture. In this context, the use of radar sensors, sensitive to these two factors, appears useful in areas where the cloud cover is often marked. However, no sensors used up to now (Wind SCatterometers and SAR) offers at the same time a wide spatial cover combined to high space and temporal resolutions. The SAR of second generation, such as the one on board ENVISAT, offers an interesting compromise between spatial and temporal resolutions. This work is based on the use of ENVISAT/ASAR data and is organized around three complementary axes: (1) Treatment and analyzes data acquired in Global Monitoring and Wide Swath modes. This study showed a stronger aptitude of this last one for the estimations of the soil moisture at kilometric scales, while keeping a large space cover. The use of radar data in a bi-objective assimilation algorithm, associated with optical data, helped to improve biomass and LAI estimation. (2) Acquisition of ground data (soil roughness and soil moisture) allowed us to determine, via radar models, that the radar signal is mainly controlled soil characteristics. (3) Empirical estimate and cartography of the soil moisture from radar signal. .

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Clément, Rémi. "Etude du suivi des injections des lixiviats dans les massifs de déchets : combinaison entre méthodes géophysiques et simulation hydrodynamique." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENU022.

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Abstract:

Les exploitants des Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) sont confrontés à la nécessité d'assurer une biodégradation homogène et rapide des déchets, pour ne pas prolonger la durée coûteuse de post-exploitation. Pour cela, il est nécessaire d'injecter des lixiviats (liquides résultant de la biodégradation) dans les déchets, tout en contrôlant les volumes injectés pour maintenir une bonne humidité assurant une meilleure biodégradation et limiter à 50 cm le niveau piézométrique en fond de casier (pour respecter la réglementation). Pour gérer ces contraintes, les industriels doivent disposer d'outils permettant de caractériser et de simuler les injections des lixiviats. Ce travail vise à étudier les injections des lixiviats et a pour but de contribuer à établir un modèle conceptuel de la circulation des lixiviats à l'échelle du site industriel par une approche combinée de la simulation et de l'hydrogéophysique. Deux méthodes géophysiques ont été utilisées, la Tomographie de Résistivité Electrique (ERT), employée en mode de « suivi temporel » et la Résonance Magnétique des Protons (RMP). La première étape consiste en un développement méthodologique des outils géophysiques ERT et RMP afin de faciliter leurs applications à la caractérisation des injections des lixiviats dans les massifs de déchets. La seconde étape de ce travail consiste en une analyse et une interprétation des résultats géophysiques des suivis temporels de résistivité lors d'injection des lixiviats dans les déchets. Ensuite les mesures RMP sont réalisées sur des échantillons saturés de déchets en laboratoire, puis sur le terrain dans une ISDND où les déchets étaient saturés. L'analyse des résultats ERT a permis de caractériser la structure et les propriétés hydrodynamiques du milieu. Les résultats RMP ont permis d'obtenir des informations sur les gammes de conductivité hydraulique dans le massif de déchets étudié. La troisième étape consiste en une combinaison entre les résultats géophysiques et une simulation hydrodynamique (réalisée avec HYDRUS-2D). Cela permet d'établir un modèle conceptuel des circulations des lixiviats dans les déchets. Les résultats de la simulation hydrodynamique montrent que les déchets ne peuvent-être comparés en aucun cas à un milieu poreux homogène à l'échelle du site industriel. De plus, le milieu s'apparente à un milieu composé d'une matrice poreuse de faible conductivité hydraulique, recoupée par des drains dont la conductivité est très forte. En résumé, les résultats de ce travail ouvrent de nouvelles perspectives dans l'application d'outils de simulation à l'échelle du site industriel pour l'étude de la circulation des lixiviats dans les déchets. Cette approche et les améliorations méthodologiques proposées dans ce travail, permettent d'entrevoir une application élargie pour d'autres types de problèmes hydrologiques, comme l'infiltration dans les premiers décimètres des sols, et l'identification des systèmes de recharge des aquifères, entre autres
Operators of non-hazardous waste landfills have to ensure that the waste biodegrades uniformly and rapidly, to shorten the costly post-operation period. Leachate (liquids resulting from biodegradation) must be injected into the waste while controlling the volumes used, in order to maintain the correct moisture level to ensure better biodegradation and limit the piezometric level to 50 cm above the bottoms, in accordance with regulations. To achieve these requirements, operators need tools for characterising and modelling leachate circulation. The aim of this work is to study leachate recirculation in industrial waste sites using combined geophysical data and hydrodynamic modelling. We aim to contribute to define a conceptual model of leachate circulation in an industrial waste site using an approach combining simulation and hydrogeophysics. The first stage in this work involved methodological development of geophysical ERT and MRS in order to adapt them to waste characterisation. In the case of ERT, several authors have shown that there may be false variations in the electrical resistivities calculated from inversions of data obtained during infiltration monitoring. This must be ascertained in order to establish whether they are artefacts of inversion or real resistivity variations. To validate the proposed solutions, the field ERT inversion results are compared with independent measurements (hydrological measurements, electrical resistivity measurements using buried probes, surface geophysical measurements). In the case of MRS One of the major problems of using MRS is the heterogeneous nature of waste, which affects the saturated water content distribution. Usually, MRS provides a 1D water content distribution. However, a 2D spatialised representation would be much better suited to the case of waste. For this reason it was decided to test a 2D inversion code developed at LTHE, based on a simple geometry medium, before carrying out experiments on real waste. The results of this 2D water content measurements are compared with other geophysical methods validate the 2D inversion code. The second stage involved analysing the geophysical results obtained from monitoring of leachate injection into the waste using the electrical resistivity method. The analysis of the ERT results provided information on the structure and hydrodynamic properties of the medium. The MRS results provided information on the hydraulic conductivity ranges in the waste mass studied. On the basis of this information and by combining the geophysical results with the hydrodynamic simulation (HYDRUS-2D), a conceptual model of leachate circulation in waste is proposed. The simulation results show that:  waste cannot in any circumstances be compared to a homogeneous porous medium at the industrial scale;  the medium is similar to a two-phase medium with a porous matrix of low hydraulic conductivity crossed by drains with a very high conductivity. Finally we found that combining geophysical tools with simple hydrodynamic simulation could open new perspectives for developing simulation tools applicable to industrial sites. This approach, and the methodological improvements proposed in this work, indicates that the research may be widened to include two other types of hydrological problem such as applied to infiltration in the top soil layers or identification of aquifer recharges systems

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Jammali, Safa. "Analyse des signaux radars polarimétriques en bandes C et L pour le suivi de l'humidité du sol de sites forestiers." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/9526.

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Abstract:

Résumé : Dans les couverts forestiers, le suivi de l’humidité du sol permet de prévenir plusieurs désastres tels que la paludification, les incendies et les inondations. Comme ce paramètre est très dynamique dans l’espace et dans le temps, son estimation à grande échelle présente un grand défi, d’où le recours à la télédétection radar. Le capteur radar à synthèse d’ouverture (RSO) est couramment utilisé grâce à sa vaste couverture et sa résolution spatiale élevée. Contrairement aux sols nus et aux zones agricoles, le suivi de l’humidité du sol en zone forestière est très peu étudié à cause de la complexité des processus de diffusion dans ce type de milieu. En effet, la forte atténuation de la contribution du sol par la végétation et la forte contribution de volume issue de la végétation réduisent énormément la sensibilité du signal radar à l’humidité du sol. Des études portées sur des couverts forestiers ont montré que le signal radar en bande C provient principalement de la couche supérieure et sature vite avec la densité de la végétation. Cependant, très peu d’études ont exploré le potentiel des paramètres polarimétriques, dérivés d’un capteur polarimétrique comme RADARSAT-2, pour suivre l’humidité du sol sur les couverts forestiers. L’effet du couvert végétal est moins important avec la bande L en raison de son importante profondeur de pénétration qui permet de mieux informer sur l’humidité du sol. L’objectif principal de ce projet est de suivre l’humidité du sol à partir de données radar entièrement polarimétriques en bandes C et L sur des sites forestiers. Les données utilisées sont celles de la campagne terrain Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) tenue du 6 juin au 17 juillet 2012 au Manitoba (Canada). Quatre sites forestiers de feuillus ont été échantillonnés. L’espèce majoritaire présente est le peuplier faux-tremble. Les données utilisées incluent des mesures de l’humidité du sol, de la rugosité de surface du sol, des caractéristiques des sites forestiers (arbres, sous-bois, litières…) et des données radar entièrement polarimétriques aéroportées et satellitaires acquises respectivement, en bande L (UAVSAR) à 30˚ et 40˚ et en bande C (RADARSAT-2) entre 20˚ et 30˚. Plusieurs paramètres polarimétriques ont été dérivés des données UAVSAR et RADARSAT-2 : les coefficients de corrélation (ρHHVV, φHHVV, etc); la hauteur du socle; l’entropie (H), l’anisotropie (A) et l’angle alpha extraits de la décomposition de Cloude-Pottier; les puissances de diffusion de surface (Ps), de double bond (Pd) extraites de la décomposition de Freeman-Durden, etc. Des relations entre les données radar (coefficients de rétrodiffusion multifréquences et multipolarisations (linéaires et circulaires) et les paramètres polarimétriques) et l’humidité du sol ont été développées et analysées. Les résultats ont montré que 1) En bande L, plusieurs paramètres optimaux permettent le suivi de l’humidité du sol en zone forestière avec un coefficient de corrélation significatif (p-value < 0,05): σ[indice supérieur 0] linéaire et σ[indice supérieur 0] circulaire (le coefficient de corrélation, r, varie entre 0,60 et 0,96), Ps (r entre 0,59 et 0,84), Pd (r entre 0,6 et 0,82), ρHHHV_30˚, ρVVHV_30˚, φHHHV_30˚ and φHHVV_30˚ (r entre 0,56 et 0,81) alors qu’en bande C, ils sont réduits à φHHHV, φVVHV et φHHVV (r est autour de 0,90). 2) En bande L, les paramètres polarimétriques n’ont pas montré de valeur ajoutée par rapport aux signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude, pour le suivi de l’humidité du sol sur les sites forestiers. En revanche, en bande C, certains paramètres polarimétriques ont montré de meilleures relations significatives avec l’humidité du sol que les signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude.
Abstract : Over forest canopies, soil moisture monitoring allows to prevent many disasters such as paludification, fires and floods. As this parameter is very dynamic in space and time, its large-scale estimation is a great challenge, hence the use of radar remote sensing. Synthetic aperture radar (SAR) sensor is commonly used due to its wide spatial coverage and its high spatial resolution. Unlike bare soils and agricultural areas, only few investigations focused on the monitoring of soil moisture over forested areas due to the complexity of the scattering processes in this kind of medium. Indeed, the high attenuation of soil contribution by the vegetation and the high vegetation volume contribution significantly reduce the sensitivity of the radar signal to soil moisture. Studies conducted at C-band have shown that the radar signal mainly comes from the upper layer and it quickly saturates with the vegetation density. However, very few studies have explored the potential of polarimetric parameters derived from a fully polarimetric sensor such as RADARSAT-2, to monitor soil moisture over forest canopies. With its large penetration’s depth, vegetation cover effect is less important at L-band, allowing thus to better inform on soil moisture. The main objective of this project is to monitor soil moisture from fully polarime tric L and C bands radar data acquired over forested sites. The data used were collected during the field campaign of Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) which took place from June 6 to July 17, 2012 in Manitoba (Canada). Four deciduous forested sites were sampled. The main species is the trembling aspen. The data used included measurements of soil moisture, soil surface roughness, characteristics of the forested sites (trees, undergrowth, litter, etc.) and fully polarimetric airborne and satellite radar data respectively acquired at L-band (UAVSAR) with 30 ̊ and at 40 ̊ incidence angles and at C-band (RADARSAT -2) between 20 ̊ and 30 ̊. Several polarimetric parameters were derived from UAVSAR and RADARSAT-2 data: the correlation c oefficients (ρHHVV, φHHVV, etc); the pedestal height; entropy (H), anisotropy (A) and alpha angle extracted from Cloude-Pottier decomposition; surface (Ps) and double bounce (Pd) scattering powers extracted from Freeman-Durden decomposition, etc. Relationships between radar backscattering data (multifrequency and multipolarisation (linear/circular) backscattering coefficients and polarimetric parameters) and soil moisture were developed and analyzed. The results showed that 1) at L-band, several optimal parameters allow soil moisture monitoring over forested sites with a significant correlation coefficient (p-value < 0.05): linear and circular σ[superscript 0] (the correlation coefficient, r, varies between 0.60 and 0.96), Ps (r varies between 0.59 and 0.84), Pd (r varies between 0.60 and 0.82), ρHHHV_30 ̊, ρVVHV_30 ̊, φHHHV_30 ̊ and φHHVV_30 ̊ (r varies between 0.56 and 0.81). However, at C-band, there are only few optimal parameters φHHHV, φVVHV and φHHVV (r is around 0.90) . 2) at L-band, polarimetric parameters did not show any added values for soil moisture monitoring over forested sites compared to multipolarised σ[superscript 0]. Nevertheless, at C-band some polarimetric parameters show better significant relationships with the soil moisture than the conventional multipolarised backscattering amplitudes.

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Robin, Guillaume. "Méthodes acoustiques auto-calibrées en émission - réception pour l'étude et le suivi des propriétés non linéaires des matériaux et l'imagerie." Thesis, Tours, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUR3304/document.

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Abstract:

Utilisés dans de nombreux domaines d'applications, les ultrasons se révèlent être sensibles aux propriétés visco-élastiques des milieux traversés. L'investigation spatiale et temporelle des propriétés visco-élastiques des matériaux par méthodes ultrasonores permet notamment le contrôle de l'intégrité de structures ainsi que le suivi de processus. Un dispositif auto-calibrée en émission-réception, basé sur l'application du principe de réciprocité, a été développé pour la mesure du paramètre non linéaire B/A. Cette mesure repose sur une étude harmonique des signaux ultrasonores se propageant dans le milieu. L’instrumentation ultrasonore mise en œuvre a été choisie pour assurer une mesure rapide en émission-réception du paramètre B/A imposant un choix technologique spécifique. L'évolution au cours du temps des paramètres acoustiques dans les matériaux de type sol-gel fait apparaitre un temps caractéristique lié à la structuration du matériau (gélification). Les temps de gélification extraits des mesures permettant de retrouver la loi d'Arrhenius cohérente avec celle obtenue par des méthodes rhéologiques conventionnelles. Une image du paramètre non linéaire a été réalisée sur un fantôme contenant deux fluides non miscibles (eau et huile de silicone). A travers ces deux applications, nous montrons l'efficacité du système de mesure du paramètre non linéaire dans le cadre du suivi d'un matériau en évolution ainsi qu'en imagerie
Used in many application areas, ultrasound proved to be sensitive to determine viscoelastic properties. The spatial and temporal investigation of viscoelastic properties of materials by ultrasonic methods can be used to monitor structure integrity and processes. A self-calibrated method, based on reciprocity principle has been developed for measuring the nonlinear parameter B/A. Instrumentation has been development to ensure the rapid determination of the parameter B/A imposing a specific technology. The time evolution of the acoustic parameters of sol-gel materials shows a characteristic time related to the structuration of the material (Arrhnius law). A picture of the nonlinear parameter was performed on a phantom containing two immiscible fluids (water and silicone oil). Through these two examples, the effectiveness of the nonlinear parameter measurements has shown in the follow-up of a material changes as well as imaging

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Pham, Trinh Hung. "Suivi de l'utilisation du sol à l'aide de l'image TM de landsat et de la géomatique le cas du district de Bao Loc, province de Lam Dong, Viet Nam (1992-1998)." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2001.

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Lemay, David. "Commande multisystème hiérarchisée pour le pilotage d'un avion autonome au sol." Thesis, Orléans, 2011. http://www.theses.fr/2011ORLE2054.

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Abstract:

Pour répondre à l’augmentation du trafic aérien mondial et à l’amélioration de la sécurité sur les plateformes aéroportuaires, le secteur aéronautique développe de nouveaux systèmes permettant de tendre vers l’autonomie complète de l’avion pendant les phases de roulage au sol. Le thème de ce travail de thèse concerne l’automatisation du pilotage de l’avion au sol et le développement d’une architecture de commande multivariable permettant de superviser l’ensemble des systèmes impliqués dans ce mode de déplacement : les systèmes de motorisation et de freinage des roues principales et le système d’orientation du train avant. Après une modélisation détaillée de la dynamique du système et une analyse des problématiques induites par ses non-linéarités, une architecture de commande globale est proposée. L’asservissement de la dynamique angulaire des roues, pendant les phases d’accélération et de freinage, est assuré par une loi de commande linéaire robuste aux incertitudes, synthétisée à l’aide de la technique Q.F.T. Le pilotage de la dynamique latérale du véhicule est réalisé au moyen d’un correcteur hybride feedforward-feedback. Une commande modale au premier ordre est alors mise en oeuvre afin de synthétiser un régulateur non-linéaire par planification de gains (gain-scheduling). L’ensemble des boucles d’asservissement de l’architecture est finalement validé en réalisant un suivi automatique de trajectoire à l’aide d’une commande géométrique nommée follow the carrot. Les simulations représentatives de l’utilisation réelle de l’avion démontrent des performances satisfaisantes et permettent de valider l’ensemble des solutions proposées
In the context of worldwide air traffic growth and airport security improvement, the main aeronautics actors are currently investigating new systems, strived for autonomously piloting the aircraft while taxiing ground-borne. The present thesis deals with aircraft taxiing control and the design of a multivariable control architecture aimed at supervising all the ground acting systems: driving and braking systems of main wheels and the nose landing gear steering system. A global control architecture is introduced after a detailed modelling of the system dynamics and an analysis of the issues induced by the nonlinearities. A linear Q.F.T controller is synthesised to ensure robust control against uncertainties of the wheel angular dynamics, in both driving and braking operations. The vehicle lateral dynamics is controlled by means of a feedforward-feedback hybrid controller. The latter includes a nonlinear gain-scheduled controller designed by a modal approach. All the architecture control loops are finally validated in a high level path following control, achieved with the “follow the carrot” geometric method. A set of representative simulations show the overall good performances and validate the whole proposed solution

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Szczypta, Camille. "Hydrologie spatiale pour le suivi des sécheresses du bassin méditerranéen." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0108/document.

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Abstract:

Le climat du bassin méditerranéen est caractérise par un fort impact du déficit hydrique sur la croissance de la végétation. Dans ces régions fréquemment affectées par les sècheresses, l'humidité des sols est un facteur essentiel des processus hydrologiques et de la croissance de la végétation. Des études climatiques récentes ont montré qu'il est probable que le changement climatique accroitra encore l'impact des sècheresses et la pression sur les ressources en eau. Le bassin méditerranéen peut donc être qualifié de "point chaud" du changement climatique. Dans ce contexte, il est important de construire des synergies entre les systèmes d'observation satellitaire et in situ des surfaces continentales et les plateformes de modélisation. Cette thèse a été réalisée en lien avec le programme international HyMEX (Hydrological cycle in the Mediterranean Experiment), consacré à l'étude du cycle de l'eau et de la prévisibilité des risques hydro- étéorologiques en Méditerranée, notamment des sècheresses. Une climatologie des variables biogéophysiques (humidité du sol, indice foliaire de la végétation ou LAI -Leaf Area Index-) et des débits des cours d'eau a été construite sur la période 1991-2008, sur une zone couvrant l'Europe, le Moyen-Orient et l'Afrique du Nord. Pour cela, des simulations du modèle du système sol-plante ISBA-A-gs et du modèle hydrologique TRIP ont été réalisées. ISBA-A-gs simule la photosynthèse et son lien avec la conductance stomatique, ainsi que le cycle annuel de la biomasse foliaire. ISBA-A-gs a été pilote par les variables atmosphériques de surface de la réanalyse ERA-Interim du CEPMMT. Le ruissellement et le drainage simules par ISBA-A-gs ont été convertis en débits des rivières par TRIP. Dans un premier temps, la qualité des forçages ERA-Interim a été évaluée sur la France a l'aide de mesures in situ du rayonnement solaire incident et de la réanalyse SAFRAN, qui fournit des précipitations fondées sur un réseau dense de mesures in situ. Des biais ont été mis en évidence sur les deux variables : ERA-Interim sous-estime les précipitations (-27%) et surestime le rayonnement solaire incident (+7%). A l'échelle de l'Europe et du bassin méditerranéen, les biais des précipitations ERA-Interim ont été corriges sur une base mensuelle à partir des précipitations du GPCC. L'impact du biais des précipitations sur la simulation des débits par TRIP a été étudié, ainsi que l'impact des différences des variables biophysiques produites par plusieurs versions du modèle ISBA (dont ISBA-A-gs). L'utilisation d'ISBA-A-gs permet une meilleure représentation des débits d'étiage et l'emploi de données satellitaires pour contraindre le LAI améliore les débits au printemps. Le volume et les variations inter annuelles des débits d'eau douce vers la Méditerranée sont en accord avec les estimations pré-existantes. Enfin, les simulations d'humidité du sol et du LAI ont été comparées aux données in situ et satellitaires disponibles durant la période 1991-2008 sur l'Europe et le bassin méditerranéen, ainsi qu'au modèle ORCHIDEE de l'IPSL. Un bon accord est observe entre (1) l'humidité superficielle du sol simulée par ISBA-A-gs et tirée des observations satellitaires micro-ondes par le projet ESA-CCI Soil Moisture, et (2) la variabilité inter annuelle du LAI simule et le LAI produit par le projet GEOLAND2. Les variations inter annuelles de l'humidité du sol et du LAI sont corrélées lors de périodes clés, mais sur des zones plus étendues avec le modèle qu'avec les observations satellitaires
The climate of the Mediterranean basin is characterized by marked impact of the soil water deficit on vegetation growth. In these areas, frequently affected by droughts, soil moisture is a key variable for understanding the hydrological processes and the vegetation growth. Recent climatic studies have shown that climate change will probably increase the impact of droughts together with the demand for water resources in this area. As such, the Mediterranean basin is recognized as a "hot spot" of the climate change. In this context, it is important to build synergies between in situ and satellite remote sensing observing systems of the continental areas and modeling platforms. This PhD thesis was performed in the framework of the international HyMEX (Hydrological cycle in the Mediterranean EXperiment) project, which is focused on the water cycle and on the prediction of hydrometeorological hazards (and particularly droughts) over the Mediterranean basin. A climatology of the biophysical variables (soil moisture, vegetation biomass or LAI –Leaf Area Index-) and river discharges was built for the 1991-2008 period over Europe, the Middle East and North Africa. In particular, simulations were performed by the ISBA-A-gs land surface model and by the TRIP hydrological model. ISBA-A-gs simulates photosynthesis and its link with the stomatal conductance, together with the leaf biomass annual cycle. ISBA-A-gs was driven by surface atmospheric variables derived from the ECMWF ERA-Interim reanalysis. Unoff and deep drainage simulated by ISBAA- gs were converted into river discharges by the TRIP model. First, the ERA-Interim forcing was evaluated over the France domain. This evaluation was performed using in situ measurements of the incoming solar radiation (ISR) and with the SAFRAN reanalysis, which provides precipitation data based on a dense network of in situ observations. Biases were evidenced for the two variables: ERA-Interim underestimates precipitation (-27%) and overestimates ISR (+7%). At the scale of Europe and of the Mediterranean basin, ERA-Interim precipitation biases were rescaled on a monthly basis using the GPCC precipitation data. The impact of precipitation biases on the river discharges simulated by TRIP was assessed, as well as the impact of the differences in biophysical variables values generated by several versions of ISBA (including ISBA-A- s). It was shown that the use of ISBA-A-gs permits a better representation of the river discharges at low water levels. The use of satellite-derived product to force the LAI improves river discharge simulations at springtime. The river freshwater inputs (volume and interannual variability) to the Mediterranean Sea are close to pre-existent estimates. Finally, the soil moisture and LAI simulations were compared to in situ and satellite observations, available over the 1991- 2008 period over Europe and the Mediterranean basin, as well as to the IPSL ORCHIDEE model. A good agreement is observed between (1) the surface soil moisture simulated by ISBA-A-gs and derived from satellite microwave observations by the ESA-CCI Soil Moisture project, and (2) the interannual variability of the simulated LAI and of the LAI produced by the GEOLAND2 project. The interannual soil moisture and LAI variations are correlated during key period, but over larger areas with the model than with the remote sensing data

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Seladji, Samir. "Caractérisation et suivi par méthodes géoélectriques de la dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066522.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’évaluer la capacité de la mesure de la résistivité électrique à caractériser le tassement des sols agricoles (Estrées Mons) et forestiers (Azerailles, Hauts-Bois) à différentes échelles : (1) au laboratoire, à l’échelle centimétrique, sur des échantillons de sols remaniés et (2) au champ, de l’échelle métrique à l’échelle parcellaire, en suivant l’évolution temporelle de la structure du sol. Dans une première étape, nous avons réalisé des mesures électriques au laboratoire sur des éprouvettes de sols agricole et forestier. Ces mesures ont été menées en conditions contrôlées afin de mieux isoler l'effet de la masse volumique sur la mesure électrique. D’une part, nous avons montré que la résistivité électrique rend bien compte de la variation du système poral due au tassement pour les deux types de sol étudié. D'autre part, nous avons mis en évidence l'aptitude du modèle de Waxman et Smits (1968) à représenter la variation de la résistivité électrique liée au changement de masse volumique. Dans une deuxième étape, des expérimentations ont été conduites au champ. Les prospections menées sur le site agricole d’Estrées-Mons ont montré que les méthodes géoélectriques sont capables d’identifier spatialement les volumes tassés mais seulement en présence d’états structuraux très contrastés. L’impact du tassement et la dynamique de restauration sur le sol forestier ont été étudiés sur le site d’Azerailles par un suivi électrique après tassement. L’analyse des résultats a montré que si la résistivité électrique est un bon indicateur d’un tassement très marqué, elle apparaît moins adaptée au suivi fin de l’état structural des sols.

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Thorel, Sylvain. "Conception et réalisation d'un drone hybride sol/air autonome." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0054/document.

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Abstract:

Ce travail est dédié au contrôle non linéaire d'un drone de type quadricoptère dont la spécificité est de pouvoir voler aussi bien que se déplacer en glissant sur le sol, à la façon d'un aéroglisseur. Dans un contexte d'exploration autonome de bâtiment, ce concept hybride permet d'économiser les batteries lorsqu'il n'est pas nécessaire de voler puisque le drone profite des surfaces planes pour se déplacer sans avoir à compenser la gravité ; il peut ainsi prolonger l'autonomie au-delà de la vingtaine de minutes typique d'un quadricoptère classique. Contrairement aux véhicules terrestres à roues, les capacités de franchissement de notre drone sont fortement augmentées car son aptitude au vol l'autorise à éviter les obstacles, à changer d'étage ou passer par une fenêtre. L'étude menée ici concerne essentiellement le déplacement surfacique de ce drone hybride, et vise à concevoir et implémenter une loi de contrôle capable d'asservir ce système sur des trajectoires planes au sol. Ce drone terrestre est similaire à un système sous actionné de type glisseur ; le problème de la stabilisation en un point est donc distingué du suivi de trajectoire en raison de la condition de Brockett que ce système ne satisfait pas ; notre plateforme ne peut donc pas être stabilisée par des retours d'états continus. En s'appuyant sur la littérature, cette thèse propose différentes approches théoriques en temps variant, fonctions transverses, platitude ou encore par "Backstepping" pour répondre à ces problèmes. Après une phase d'identification du modèle dynamique employé, la partie expérimentale, exploitant un système de Motion Capture pour récupérer les informations de position et d'orientation du système, valide ces lois de contrôle et de commande pour le suivi d'une trajectoire circulaire simple
This thesis is dedicated to the non-linear control of a special hybrid quadrotor which is able to fly, and slide on the ground like an hovercraft. In the context of an autonomous indoor exploration this hybrid concept allows saving energy when flying is not necessary, since the drone can then slide on the ground without having to compensate for the gravity; autonomy can last beyond the 20 minutes typical of a standard quadrotor. Contrarily to wheeled mobile robots, the hybrid drone ability to move across space is strongly increased since it can fly to avoid obstacles, to move between two levels, to get in through a window. The study under consideration is essentially focused on the displacement of the drone on the ground and aims at designing and implementing a control law so that our system is able to track a 2D xy plane trajectory. This terrestrial quadrotor is similar to a slider underactuated vehicle. The point stabilisation is then separately studied from the trajectory tracking issue because of the Brockett condition, which is not satisfied in that case; our platform cannot be stabilized by means of continuous state feedbacks. This thesis proposes different theoretical developments based on the literature and deriving from time varying control laws, transverse functions, flatness or backstepping techniques to solve both point stabilisation and trajectory tracking. The experimental part of the thesis is based on the recovering of the drone position in real time and orientation via a Motion Capture system for feedback loop in the control law; the proposed dynamical model was validated as well as the control and command laws for the tracking of a circular trajectory

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Sandoz, Alain. "Proposition d'une méthodologie adaptée au suivi de l'occupation du sol d'une zone humide aménagée : application au bassin du Fumemorte (Grande Camargue,France)." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX10023.

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Abstract:

Objectif : concevoir une methodologie adaptee au suivi de l'occupation du sol des zones humides qui soit transferable dans le temps et dans l'espace. Moyens utilises : cette methodologie s'appuie sur deux techniques qui sont la teledetection satellitaire et les bases de donnees georefferencees. L'objectif de ce travail etait d'exprimenter, sur un territoire delimite dans l'espace, une methodologie qui soit reutilisable non seulement dans le temps, mais aussi qui puisse etre transferable sur d'autres sites. Dans ces conditions, l'utilisation de l'imagerie statellitaire s'est averee etre la technique la mieux adaptee. L'experimentation a ete conduite sur un bassin de drainage, le bassin du fumemorte, dans le delta du rhone. La gestion de l'information spatialisee existante ou nouvellement creee est abordee a l'aide de quelques exemples concernant le domaine agricole du bassin et les marais de la station biologique de la tour du valat. Les donnees issues du traitement des images satellitaires sont integrees dans ces exemples avec des donnees spatialisees exogenes. Les resultats demontrent quelles sont les capacites de la methode pour le suivbi, la presentation, la diffusion et l'aide a l'interpretation des donnees
The objective was the development of a methodology adapted to the monitoring of land use in wetlands, which should be applied for various space and time units. Two main tools are used for this purpose : satellite remote sensing and georeferenced data bases. The experiment was conducted on a drainage basin, the fumemorte catchment in the rhone delta. The use of historical or newly acquired data is illustrated with some examples concerning the agricultural sector of the catchment and marshes of the tour du valat estate. In these examples, data from satellite images processing are integrated with other spatialized data. Results demonstrate the capabilities of the method for the monitoring of this particular environment, and for the interpretation of the data

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Malbéteau, Yoann. "Suivi des ressources en eau par une approche combinant la télédétection multi-capteur et la modélisation phénoménologique." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30193/document.

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Abstract:

Ces travaux ont pour objectif général d'améliorer la représentation spatio-temporelle des processus hydrologiques de surface à partir de modèles dont la complexité est adaptée aux informations disponibles par la télédétection multi-capteur/multi-résolution. Nous avons poursuivi des développements méthodologiques (désagrégation, assimilation, modélisation du bilan d'énergie) autour de l'estimation de l'humidité du sol dans le contexte de la gestion des ressources en eau dans les régions semi-arides. Récemment, des missions spatiales permettent d'observer l'humidité des sols en surface; notamment avec le capteur AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS) et la mission SMOS (Soil Moisture Ocean Salinity). Toutefois la résolution spatiale de ces capteurs est trop large (> 40 km) pour des applications hydrologiques. Afin de résoudre le problème d'échelle, l'algorithme de désagrégation DisPATCh (Disaggregation based on Physical and Theoretical Scale Change) a été développé en se basant sur un modèle d'évapotranspiration. Dans la première partie de thèse, l'algorithme est appliqué et validé sur le bassin du Murrumbidgee (sud-est de l'Australie) avec une résolution spatiale cible de 1 km à partir des données de LST (Température de surface) et NDVI (indice de végétation) issues de MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) et de deux produits d'humidité du sol basse résolution : SMOS et AMSR-E. Les résultats montrent que la désagrégation est plus efficace en été, où la performance du modèle d'évapotranspiration est optimale. L'étude précédente a notamment mis en évidence que la résolution temporelle des données DisPATCh est limitée par la couverture nuageuse visible sur les images MODIS et la résolution temporelle des radiomètres micro-ondes (3 jours pour SMOS). Dans la deuxième partie, une nouvelle approche est donc développée pour assurer la continuité temporelle des données d'humidité de surface en assimilant les données DisPATCh dans un modèle dynamique de type force-restore, forcé par des données météorologiques issus de ré-analyses, dont les précipitations. La méthode combine de manière originale un système variationnel (2D-VAR) pour estimer l'humidité du sol en zone racinaire et une approche séquentielle (filtre de Kalman simplifié) pour analyser l'humidité du sol en surface. La performance de l'approche est évaluée sur deux zones: la région Tensift-Haouz au Maroc et la région de Yanco en Australie. Les résultats montrent que le couplage désagrégation/assimilation de l'humidité du sol est un outil performant pour estimer l'humidité en surface à l'échelle journalière, même lorsque les données météorologiques sont incertaines. Dans la troisième partie, une méthode de correction des effets topographiques sur la LST est développée dans le but d'étendre l'applicabilité de DisPATCh aux zones vallonnées ou montagneuses qui jouent souvent le rôle de château d'eau sur les régions semi-arides. Cette approche, basée sur un modèle de bilan d'énergie à base physique, est testée avec les données ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission Reflection Radiometer) et Landsat sur la vallée d'Imlil dans le Haut Atlas Marocain. Les résultats indiquent que les effets topographiques ont été fortement réduits sur les images de LST à ~100 m de résolution et que la LST corrigée pourrait être utilisée comme une signature de l'état hydrique en montagne. Les perspectives ouvertes par ces travaux concernent la correction/désagrégation des données de précipitations et l'estimation des apports par l'irrigation pour une gestion optimisée de l'eau
This thesis aims to improve the spatio-temporal resolution of surface water fluxes at the land surface-atmosphere interface based on appropriate models that rely on readily available multi-sensor remote sensing data. This work has been set up to further develop (disaggregation, assimilation, energy balance modeling) approaches related to soil moisture monitoring in order to optimize water management over semi-arid areas. Currently, the near surface soil moisture data sets available at global scale have a spatial resolution that is too coarse for hydrological applications. Especially, the near surface soil moisture retrieved from passive microwave observations such as AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS) and SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) data have a spatial resolution of about 60 km and 40 km, respectively. In this context, the downscaling algorithm "DISaggregation based on Physical And Theoretical scale Change" (or DisPATCh) has been developed. The near surface soil moisture variability is estimate within a low resolution pixel at the targeted 1 km resolution based on an evapotranspiration model using LST (Land surface temperature) and NDVI (vegetation index) derived from MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) data. Within a first step, DisPATCh is applied to SMOS and AMSR-E soil moisture products over the Murrumbidgee river catchment in Southeastern Australia and is evaluated during a one-year period. It is found that the downscaling efficiency is lower in winter than during the hotter months when DisPATCh performance is optimal. However, the temporal resolution of DisPATCh data is limited by the gaps in MODIS images due to cloud cover, and by the temporal resolution of passive microwave observations (global coverage every 3 days for SMOS). The second step proposes an approach to overcome these limitations by assimilating the 1 km resolution DisPATCh data into a simple dynamic soil model forced by reanalysis meteorological data including precipitation. The original approach combines a variational scheme for root-zone soil moisture analysis and a sequential approach for the update of surface soil moisture. The performance is assessed using ground measurements of soil moisture in the Tensift-Haouz region in Morocco and the Yanco area in Australia during 2014. It is found that the downscaling/assimilation scheme is an efficient approach to estimate the dynamics of the 1 km resolution surface soil moisture at daily time scale, even when coarse scale and inaccurate meteorological data including rainfall are used. The third step presents a physically-based method to correct LST data for topographic effects in order to offer the opportunity for applying DisPATCh over mountainous areas. The approach is tested using ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission Reflection Radiometer) and Landsat data over a 6 km by 6 km steep-sided area in the Moroccan Atlas. It is found that the strong correlations between LST and illumination over rugged terrain before correction are greatly reduced at ~100 m resolution after the topographic correction. Such a correction method could potentially be used as a proxy of the surface water status over mountainous terrain. This thesis opens the path for developing new remote sensing-based methods in order to retrieve water inputs -including both precipitation and irrigation- at high spatial resolution for water management

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Saenger, Anais. "Caractérisation et stabilité de la matière organique du sol en contexte montagnard calcaire : proposition d'indicateurs pour le suivi de la qualité des sols à l'échelle du paysage." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949074.

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Abstract:

Les sols de montagne représentent d'importants réservoirs de carbone (C) potentiellement vulnérables aux changements climatiques et changements d'usage qui les affectent de manière amplifiée. Or la grande variabilité de ces milieux, leur faible accessibilité ainsi que le manque d'outils de mesure appropriés limitent nos connaissances qui restent aujourd'hui très fragmentaires en ce qui concerne les stocks, la chimie et la réactivité du carbone organique des sols (COS). Ces informations sont pourtant nécessaires pour appréhender l'évolution de ces sols et de leur C dans ce contexte de changements globaux. Les objectifs de ce travail de thèse étaient (i) d'accéder à une meilleure compréhension de la nature, de la stabilité et de la vulnérabilité du COS dans une mosaïque d'écosystèmes des Préalpes calcaires (massif du Vercors), (ii) de rechercher des outils de caractérisation rapides et fiables adaptés à l'étude et au suivi du COS à l'échelle du paysage, et enfin (iii) de proposer des indices pour l'évaluation et le suivi de la qualité des sols en milieu de montagne. Dans un premier temps, nous avons testé l'application de la pyrolyse Rock-Eval pour l'étude du COS à grande échelle sur un ensemble d'unités écosystémiques. Nous avons ensuite comparé la pyrolyse Rock-Eval à deux techniques classiques d'étude de la matière organique du sol (MOS) : le fractionnement granulodensimétrique de la MOS et la spectroscopie moyen infrarouge. Ces approches analytiques couplées nous ont permis de quantifier les stocks de C à l'échelle de la zone d'étude et d'expliquer la stabilité et la vulnérabilité du COS sous des angles variés. Les facteurs responsables des patrons observés dans les différentes unités écosystémiques sont discutés. Ce travail a également confirmé la pertinence de l'outil Rock-Eval pour répondre aux objectifs fixés. Parallèlement, des approches biologiques nous ont permis d'évaluer l'importance de la composante microbienne dans ces sols. Enfin, des indices évaluant le statut organique des sols (stockage de COS, fertilité des sols, vulnérabilité du COS) sont proposés pour constituer des outils de gestion et d'aide à la décision.

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Salvia, Marie-Virginie. "Développement d’outils analytiques et méthodologiques pour l’analyse et le suivi de composés vétérinaires et stéroïdes hormonaux à l’état de traces dans l’eau et le sol." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10036/document.

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Abstract:

De nombreux produits chimiques se retrouvent dispersés dans l'environnement avec des conséquences parfois néfastes pour les hommes et les écosystèmes. Parmi ces substances figurent les antibiotiques et les stéroïdes hormonaux. Peu de données sont disponibles quant à la présence et le devenir de ces substances dans l'environnement notamment pour le sol, par manque de méthodologies. Nous avons donc mis au point des procédures d'analyse de traces de ces contaminants émergents, dans l'eau et le sol. Nous avons développé des méthodes multi-résidus et inter-familles basées sur des analyses LCMS/ MS. Pour les échantillons aqueux, l'extraction est menée sur phase solide (SPE, OASIS HLB). Les MLQs sont comprises entre 0.09 et 34 ng/L. Pour la matrice solide, la procédure d'extraction est inspirée de la méthode appelée QuEChERS suivie d'une purification SPE. Elle a été validée et des MLQs entre 0.013 et 3 ng/g ont été atteintes. Les tétracyclines et les fluoroquinolones, ont été étudiées séparément car elles ont des propriétés physico-chimiques bien spécifiques les rendant difficiles à extraire correctement du sol avec une méthode inter-familles. La méthode développée sur la matrice sol a permis une étude statistique mettant en exergue l'impact de certains paramètres du sol sur les rendements d'extraction et les effets matrice. Les méthodes ont été appliquées à une étude en colonnes de sol pour obtenir des données sur le transfert, l'accumulation et la dégradation des composés dans le sol
Several chemical products are dispersed in the environment and the consequences can be sometimes harmful for humans and the ecosystems. Among these substances appear the antibiotics and the hormonal steroids. Nowadays, only few data are available on the presence and the fate of these substances in the environment in particular for solid matrices, mainly due to a lack of methodologies. Consequently, methods to analyze traces of « emergent » contaminants in water and soil were carried out. Therefore, multi-residues and inter-families procedures based on LC-MS/MS analysis were established. Concerning the aqueous samples, 23 analytes are extracted with the SPE technique (OASIS HLB). MLQs are between 0.09 and 34 ng/L. For the solid matrix, the extraction procedure of 31 compounds is inspired from the method called QuEChERS and followed by a purification step. This methodology was validated and MLQs between 0.013 and 3 ng/g were obtained. Two antibiotics families, tetracyclines and fluoroquinolones, were studied separately as they have specific physical/chemical properties and are therefore difficult to extract from soil with an inter-families method. Then, the method developed for the soil matrix allowed a statistic study which showed the impact of the soil parameters on the recoveries and matrix effects. Finally, the methodologies were applied to a soil column study which allowed obtaining data on the transfer, accumulation and degradation of the substances in soil

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Gravelat, Fabrice. "Mise en oeuvre de processus bactériens de deshalogénation et de dégradation des polychlorobiphényles pour la bioremédiation d'un sol pollué. Utilisation du polymorphisme des gènes rpoB et bphC pour le suivi des souches bactériennes dans le sol." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1419.

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Abstract:

Le sol est un écosystème complexe, dont la biodiversité peut-être compromise lors d’une pollution par des xénobiotiques, tels que les polychlorobiphényles(PCBs). Ces molécules posant, de plus des problèmes de santé animale et humaine, la dépollution des sites contaminés est devenue une obligation légale. L’objectif poursuivi au cours de ce travail a été de mettre au point les conditions optimales permettant la bioremédiation d’un sol pollué par un Pyralène (mélange de PCBs à 6 et 7 chlores). Dans un premier temps, les souches Rhodococcus erythropolis TB1 et HS2 ont été isolées. Ces souches sont capables de dégrader en aérobiose les PCBs portant de un à trois chlores, après induction soit par le biphényle, soit pat le carvone, et la souche HCBs, composés fortement hydrophobes. Dans un deuxième temps, le polymorphisme des gènes rpoB , gène universel chez les bactéries et le bphC, gène specifique des bactéries métabolisant le biphényle, a été exploité afin de suivre les évolutions des populations bactériennes dans un sol. Cette étude a fait appel aux techniques de PCR, nested-PCR, SSCP, TTGE et hybridation ADN/ADN. Dans un troisième temps, une déshalogénation des PCBs du Pyralène a été réalisée en anaérobiose. Grace à l’apport de tribromobiphényle, de malate ou de Tween 80, une déshalogénatoin significative des PCBs a été obtenue. Parallèlement, la souche Rhodococcus erythropolis HS2 a démontré sa capacité à dégrader les produits de la déshalogénation. Enfin, l’inoculation concomitante de HS2 et des bactéries minéralisatrices des chlorobenzoates, produits finaux de la dégradation des PCBs, a permis d’élever le rendement de dégradation des PCBs et de détoxfier le sol en termes écotoxicologiques.

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Linglois-Dussert, Nathalie. "Suivi interannuel et modélisation de la composition chimique des eaux d'écoulement en relation avec les occupations du sol : cas du bassin versant du Cousin (Morvan)." Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS060.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de mettre en évidence l'influence des types d'occupation du sol sur la qualité physico-chimique des eaux d'écoulement en contexte de déprise agricole en l'absence de précipitations acides. A l'échelle de quatre petits versants forestiers granitiques, la substitution des essences feuillues par des essences de reboisement résineuses a pour conséquence une modification des cycles du phosphore, des matières en suspension et du carbone organique dissous. De plus, un traçage isotopique naturel 13C montre que la litière est la source principale de COD exportée dans les eaux des ruisseaux. A l'échelle du bassin versant rural du Cousin, une modélisation spatialisée, sous Systèmes d'Information Géographique (SIG) des flux hydrochimiques exportés à l'exutoire d'une vingtaine de sous bassins versants, est établie à partir (i) d'un bilan hydrologique basé sur un bilan hydrique simple et (ii) d'une paramétrisation en fonction des paramètres d'état de surface
The aim of this thesis is to evaluate the influence of land use on chemical quality of streamwater. In four forested granitic catchments, the substitution of broad-leaved trees by coniferous species leads to a modification of various elementary cycles : phosphorus, suspended matter and dissolved organic carbon (DOC). Thus, a natural isotopic tracing shows that the litter is the main source of DOC exported in stream water. In the Cousin's watershed, a spatial model of hydrological fluxes is based on Geographic Information System (GIS) with (i) a hydrological balance based on hydric balance and (ii) a parametrisation in relation with land use parameters

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B-Rousseau, Louis-Philippe. "Potentiel des donnees AMSR-E et RADARSAT-2 pour le suivi des cycles de gel/dégel du sol dans des zones agricoles au Canada." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/5698.

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Abstract:

Soil freezing and thawing processes are of particular importance for agricultural areas. For example, frozen soils can increase the runoff during snowmelt in the spring. Freezing and thawing also have a direct influence on the sowing and harvesting dates, as well as on the crop yield. A better understanding of those phenomena is therefore important, and several researchers focused on this topic in the past. Due to its sensitivity to changes in the state of water, microwave remote sensing is an appropriate tool for that purpose. The main objective of this study is to monitor soil freezing and thawing processes using AMSR-E and RADARSAT-2 polarimetric data acquired over an agricultural area located near Saskatoon (Saskatchewan). With AMSR-E data, the goals are to compare different combinations of frequencies for the spectral gradient's algorithm regarding their capacity for detecting frozen soils, and to analyze the temporal dynamics of the brightness temperature in order to find a new indicator of soil freezing. As for RADARSAT-2 data, several polarimetric parameters and techniques are tested in order to identify soil freezing. For the first part concerning AMSR-E data, a global precision for the discrimination of frozen and thawed soils higher than 90% was obtained with the spectral gradient's algorithm, for the combinations including high (18.7 and 36.5 GHz) and low (6.9 and 10.7 GHz) frequencies as well as for the one using only high frequencies. It is shown that, for the combination based on the 18.7 and 36.5 GHz frequencies, results are improved when a negative threshold is used for the spectral gradient. When high and low AMSR-E frequencies are combined, a null threshold is on the contrary appropriate, which constitutes an operational advantage. A new algorithm for detecting frozen soils, based on a thresholding approach applied to the spectral gradient of polarization difference and the brightness temperature at 36.5 GHz, was also proposed. The performances of the new algorithm to discriminate frozen and thawed soils are very similar to those obtained using the spectral gradient of brightness temperature (global precision around 90% and probability of detecting frozen soils between 70% and 85%). The performances are also slightly higher for the combinations including the lower AMSR-E frequencies. However, annual statistics for the spectral gradient of polarization difference are required to calculate the thresholds. The results obtained with AMSR-E data highlight the relevance of including SMOS L-band brightness temperatures for the calculation of brightness temperature and polarization difference spectral gradients. The qualitative analysis of the results obtained using RADARSAT-2 data shows that surface scattering dominates volume scattering for frozen soils, which can be explained by the rough fields in the study area, as compared to the signal's wavelength (C-band). Nevertheless, several polarimetric parameters indicate a slight increase of the volume scattering in frozen soils, which is theoretically expected. This was observed for the linear and circular depolarization ratios, the amplitude of the HHVV, RLLL and RLRR correlation coefficients, as well as for the pedestal height. Also, the entropy and [alpha overline]-angle of the Cloude-Pottier target decomposition increase slightly in frozen soils ; the same is true for the volume scattering component of the Freeman-Durden and Yamaguchi target decompositions, with an equivalent decrease of the surface scattering component. Despite these interesting observations, a quantitative analysis of the results is necessary in order to evaluate the usefulness of polarimetry regarding the detection of frozen soils. This would allow the validation of the behavior, possibly caused by soil freezing, of the mean value and the standard deviation of the HHVV phase difference and the standard deviation of the RLLL and RLRR phase differences.

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Gorrab, Azza. "Développement et validation de méthodologies pour le suivi des états de surface des sols agricoles nus par télédétection radar (bande X)." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30039/document.

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Abstract:

Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radars
The characterization of geometric, water and physical surface soil parameters for semi-arid regions is a key requirement for sustainable agricultural management and natural resources conservation. In this context, the current study aims to estimate the spatio-temporal variability of soil properties (soil moisture, roughness and texture) using multi-temporal X-band radar images acquired at high spatial resolution over bare agricultural site in Tunisia. In the first section of this work, a new roughness parameter was proposed; it was the Zg parameter which combines the three most commonly used soil parameters: root mean surface height "s", correlation length "l", and correlation function shape, into just one parameter. A strong correlation was observed between this new parameter and the radar backscattering simulations. The parameter Zg was validated using large database acquired at several agricultural sites in France. Secondly, the sensitivity of X-band TerraSAR-X and COSMO-SkyMed sensors to soil moisture and different roughness parameters (s, Zs=s2/l and Zg parameters) was analyzed. The radar measurements acquired at different configurations (HH and VV polarizations, incidence angles of 26° and 36°) were found to be highly sensitive to the various soil parameters of interest. After that, the performance of different physical and semi-empirical backscattering models (IEM, Baghdadi-calibrated IEM and Dubois models) is compared with SAR measurements. Considerable improvements in the IEM model performance were observed using the Baghdadi-calibrated version of this model. Thirdly, an empirical change detection approach was developed using TerraSAR-X data and ground auxiliary thetaprobe network measurements for the retrieval of surface soil moisture at a high spatial resolution. The accuracy of the soil moisture retrieval algorithm was determined, and validated successfully over numerous test fields. Maps of soil clay percentages at the studied site were derived from the mean of the seven soil moisture radar outputs (a root mean square error equal to 108 g/kg). To retrieve surface soil roughness, empirical expressions were established between backscattering TerraSAR-X coefficients data and the roughness parameters (s and Zg). By inversing radar signals, resulting surface roughness maps have revealed that is possible to use spatial roughness variability observations at plot scale to identify soil surface changes between multi-temporal images. Finally, a Bare Soil HYdrological balance Model "MHYSAN" was developed to estimate surface evaporation fluxes and soil moisture time series over our study site. The present section of this work highlighted the feasibility of calibrating our proposed MHYSAN model through the use of multi-temporal TerraSAR-X moisture products

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Barbouteau, Sandra. "Suivi de substitution de fluides dans les roches par corrélation de bruit : Expériences ultrasonores au laboratoire et surveillance continue en cours d’exploitation du sous-sol." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU045/document.

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Abstract:

L'interférométrie sismique, tout comme l'interférométrie optique, étudie les phénomènes d'interférence entre des couples de signaux sismiques afin de mettre en évidence des différences entre ces signaux (par exemple Curtis et al. 2006). Les traitements utilisés consistent le plus souvent à corréler les enregistrements entre différents capteurs pour remonter aux fonctions de Green, (ou réponse impulsionnelle) entre ces récepteurs (par exemple, Derode et al. (2003), Wapenaar et al. (2004), Larose et al. (2006), Sanchez-Sesma et Campillo (2006)). Ce principe a déjà été appliqué avec succès dans les domaines de la sismologie (Campillo et Paul (2003)), des ultrasons (Weaver et Lobkis (2001)), de l'exploration sismique (Schuster (2001) et Wapenaar et al. (2004)), et même de l'hélio-sismologie (Duvall et al. (1993)) Dans tous ces cas, l'analyse des corrélations a conduit à une description détaillée des milieux de propagation, en l'occurrence l'intérieur de la Terre dans le cas de la sismologie. La sismique passive, par opposition à la sismique active utilisant les sources cohérentes artificielles (explosifs, canons à air, vibrateurs...), exploite les sources cohérentes naturelles (séismes...). Depuis peu la sismique passive exploite également des champs d'ondes aléatoires engendrées à des temps inconnus par une multitude de sources inconnues dans le sous-sol qui sont enregistrées à différentes positions de récepteurs. L'analyse par interférométrie sismique des enregistrements à deux capteurs permet de remonter aux fonctions de Green, ou réponse impulsionnelle, entre ces deux récepteurs (Derode et al. (2003)). Cette thèse, à vocations à la fois expérimentale et applicative, a deux buts : - vérifier au laboratoire, sur des expériences ultrasonores et avec différents types de roches, l'efficacité du monitoring de substitution de fluides par l'analyse interférométrique ultrasonore - appliquer sur le terrain les méthodes d'interférométrie sismique passive à des expériences ponctuelles de surveillance sismique passive d'exploitation du sous-sol. Ce manuscrit présente, après une synthèse bibliographique, la mise au point d'une nouvelle méthode de mesure des constantes élastiques d'un échantillon de roche (sèche ou saturée de fluide) basée sur les principes de l'interférométrie ultrasonore et de la spectroscopie par résonance ultrasonore. La méthode a été testée et validée (reproductibilité, fidélité, fiabilité…) sur un matériau standard de propriétés connues (aluminium). On expose que les effets de substitution fluide sont tout-à-fait mesurables avec la méthode sur divers échantillons de roches sèches puis saturées (en eau ou en éthylène glycol) et les résultats sont en accord raisonnable avec la théorie poroélastique de Biot-Gassmann. En outre, un certain nombre de faiblesses de la méthode ont été mises en évidence, à savoir la limitation à des roches assez homogènes et peu atténuantes. La dernière partie de ce manuscrit met en évidence des variations de vitesse des ondes dans un champ d'hydrocarbures (informations relatives à ce champ confidentielles) concomitantes avec le début de l'injection de vapeur dans celui-ci (pour récupération assistée de l'huile)
Seismic interferometry, like optic interferometry, studies the interferences phenomena between couples of seismic signals, with the aim of pointing at differences between those signals (Curtis et al. 2006 for instance). The data processing consists, generally, in correlating the recordings between different stations to retrieve the Green's function between these sensors (Derode et al. (2003), Wapenaar et al. (2004), Larose et al. (2006), Sanchez-Sesma et Campillo (2006)). This principle has already been successfully applied in the field of seismology (Campillo and Paul (2003)), ultrasound (Weaver et Lobkis (2001)), seismic exploration and even helioseismology (Duvall et al. (1993)). In all these cases, the analysis of the correlations leads to a detailed description of the propagation medium. Contrary to active seismic which uses artificial coherent sources (explosives, air guns…), passive seismic exploits natural coherent sources (seisms…). Since a few years, passive seismics also exploits random wave fields generated at unknown times by many unknown sources in the ground, and recorded at different stations positions. The analysis with cross-correlation of pairs of recordings, from pairs of sensors, leads to the Green's function between the two sensors (Derode et al. (2003)). This thesis has two objectives: -to check, at the lab scale, the effectiveness of monitoring of fluids substitution with noise correlation (ultrasound scale) in rocks -to apply noise correlation methods to passive seismic monitoring of a hydrocarbons field. This thesis presents, after a state of the art, the set-up of a new method to measure elastic constants of a rock sample (dry or fluid-saturated), based on ultrasound interferometry principle and resonant ultrasound spectroscopy. The method has been tested and validated (reproducibility, accuracy, precision…) on a standard material (aluminium). We show that the effects of a fluids substitution are measurable on various rock samples (dry or saturated, with water or with ethylene glycol) with this method. Plus the results are in agreement with Biot-Gassmann's theory. Besides, several weaknesses of the method were pointed, that is to say the method does not work on heterogeneous or attenuating medium. The last part of this thesis exposes speed of waves variations in a hydrocarbons field, when steam is injected simultaneously inside the reservoir (enhanced oil recovery operation)

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Saenger, Anaïs. "Caractérisation et stabilité de la matière organique du sol en contexte montagnard calcaire : proposition d'indicateurs pour le suivi de la qualité des sols à l'échelle du paysage." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENS010/document.

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Abstract:

Les sols de montagne représentent d'importants réservoirs de carbone (C) potentiellement vulnérables aux changements climatiques et changements d'usage qui les affectent de manière amplifiée. Or la grande variabilité de ces milieux, leur faible accessibilité ainsi que le manque d'outils de mesure appropriés limitent nos connaissances qui restent aujourd'hui très fragmentaires en ce qui concerne les stocks, la chimie et la réactivité du carbone organique des sols (COS). Ces informations sont pourtant nécessaires pour appréhender l'évolution de ces sols et de leur C dans ce contexte de changements globaux. Les objectifs de ce travail de thèse étaient (i) d'accéder à une meilleure compréhension de la nature, de la stabilité et de la vulnérabilité du COS dans une mosaïque d'écosystèmes des Préalpes calcaires (massif du Vercors), (ii) de rechercher des outils de caractérisation rapides et fiables adaptés à l'étude et au suivi du COS à l'échelle du paysage, et enfin (iii) de proposer des indices pour l'évaluation et le suivi de la qualité des sols en milieu de montagne. Dans un premier temps, nous avons testé l'application de la pyrolyse Rock-Eval pour l'étude du COS à grande échelle sur un ensemble d'unités écosystémiques. Nous avons ensuite comparé la pyrolyse Rock-Eval à deux techniques classiques d'étude de la matière organique du sol (MOS) : le fractionnement granulodensimétrique de la MOS et la spectroscopie moyen infrarouge. Ces approches analytiques couplées nous ont permis de quantifier les stocks de C à l'échelle de la zone d'étude et d'expliquer la stabilité et la vulnérabilité du COS sous des angles variés. Les facteurs responsables des patrons observés dans les différentes unités écosystémiques sont discutés. Ce travail a également confirmé la pertinence de l'outil Rock-Eval pour répondre aux objectifs fixés. Parallèlement, des approches biologiques nous ont permis d'évaluer l'importance de la composante microbienne dans ces sols. Enfin, des indices évaluant le statut organique des sols (stockage de COS, fertilité des sols, vulnérabilité du COS) sont proposés pour constituer des outils de gestion et d'aide à la décision
Mountain soils are major reservoirs of carbon (C), potentially vulnerable to climate and land use changes that affect them significantly. However, the great variability of these soils, their limited accessibility and the lack of appropriate measurement tools restrict our knowledge. Today, our comprehension of the biogeochemistry of mountain soils remains very incomplete regarding stocks, chemistry and reactivity of soil organic carbon (SOC). Yet this information is necessary to understand the evolution of soil carbon in the current context of global change. The objectives of this work were (i) to gain a better understanding of the nature, stability and vulnerability of SOC in a mosaic of ecosystems in a calcareous massif in the Alps (Vercors massif), (ii) to search for fast and reliable characterization tools, suitable for the study and monitoring of COS at the landscape scale, and (iii) to propose indicators for the assessment and monitoring of soil quality in mountain regions. As a first step, we tested the application of Rock-Eval pyrolysis for the study of COS at large-scale on a set of ecosystem units. Then, we compared the Rock-Eval approach to two conventional techniques for soil organic matter (SOM) study: the particle-size fractionation of SOM, and the mid-infrared spectroscopy. These coupled analytical approaches allowed us to quantify C stocks across the study area, and explain the stability and the vulnerability of COS at various angles. Factors responsible for the patterns observed in the different eco-units are discussed. This work also confirmed the relevance of the Rock-Eval tool to achieve our previous objectives. Biological approaches allowed us to assess the significance of microbial pool in these soils. Finally, indices assessing the status of SOM (SOC storage, soil fertility, vulnerability COS) were proposed and constituted interesting management tools for decision-makers

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Guillaume, Robin. "Méthodes acoustiques auto-calibrées en émission-réception pour l'étude et le suivi des propriétés non linéaires des matériaux et l'imagerie." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00626417.

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Abstract:

Utilisés dans de nombreux domaines d'applications, les ultrasons se révèlent être sensibles aux propriétés visco-élastiques des milieux traversés. L'investigation spatiale et temporelle des propriétés visco-élastiques des matériaux par méthodes ultrasonores permet notamment le contrôle de l'intégrité de structures ainsi que le suivi de processus. Un dispositif auto-calibrée en émission-réception, basé sur l'application du principe de réciprocité, a été développé pour la mesure du paramètre non linéaire B/A. Cette mesure repose sur une étude harmonique des signaux ultrasonores se propageant dans le milieu. L'instrumentation ultrasonore mise en oeuvre a été choisie pour assurer une mesure rapide en émission-réception du paramètre B/A imposant un choix technologique spécifique. L'évolution au cours du temps des paramètres acoustiques dans les matériaux de type sol-gel fait apparaître un temps caractéristique lié à la structuration du matériau (gélification). Les temps de gélification extraits des mesures permettent de retrouver la loi d'Arrhenius cohérente avec celle obtenue par des méthodes rhéologiques conventionnelles. Une image du paramètre non linéaire a été réalisée sur un fantôme contenant deux fluides non miscibles (eau et huile de silicone). A travers ces deux applications, nous montrons l'efficacité du système de mesure du paramètre non linéaire dans le cadre du suivi d'un matériau en évolution ainsi qu'en imagerie.

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Dewaele, Hélène. "Intégration de données satellitaires dans le modèle ISBA pour le suivi des céréales à paille pluviales et l'estimation de la réserve utile en eau du sol." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30203/document.

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Abstract:

Le climat, les sols et les ressources en eau sont des facteurs essentiels de la production agricole et conditionnent la disponibilité des ressources alimentaires mondiales. La nécessité de quantifier, d'évaluer et de prédire les pressions exercées sur les ressources en eau et les ressources agricoles dans un contexte de changement climatique représente un enjeu majeur. Pour répondre à ces problématiques, des modèles numériques du fonctionnement des surfaces continentales sont développés. Ils permettent de simuler de nombreux processus naturels tels que le cycle de l'eau, du carbone, la croissance et la sénescence de la végétation, et les flux à l'interface sol-atmosphère. Ces outils puissants sont très largement utilisés par la communauté scientifique mais présentent de nombreuses incertitudes dans la représentation des différents processus biophysiques pris en compte et dans l'estimation des paramètres qui les pilotent. L'absence de données d'observation de variables clefs du cycle hydrologique ou de variables clefs de la végétation à grande échelle spatiale et temporelle est un frein majeur pour la validation de ces modèles. L'objectif général de ce travail de thèse est d'évaluer dans quelle mesure l'intégration de données satellitaires disponibles depuis une trentaine d'années dans un modèle générique des surfaces continentales permet de mieux représenter les sécheresses agricoles à différentes échelles spatiales. Le modèle ISBA-A-gs développé par le CNRM est utilisé. Il représente la variabilité interannuelle de la biomasse végétale en lien avec les ressources en eau du sol. Des études précédentes ont montré que les simulations du système sol-plante en condition de stress hydrique sont très sensibles à la valeur de la réserve utile du sol, et que la représentation par ce type de modèle de la variabilité interannuelle de la production des céréales à paille est difficile. Une méthodologie de calibration/validation du modèle basée sur l'intégration de séries temporelles satellitaires d'indice de surface foliaire (Leaf Area Index ou LAI) observées à 1km de résolution dans ISBA-A-gs a été développée afin d'estimer la réserve utile du sol pour des cultures de céréales à paille pluviales. Le LAI satellitaire est préalablement désagrégé pour les céréales à pailles. La validation de cette méthodologie est fondée sur la comparaison de la biomasse simulée et des rendements agricoles observés. Une méthode simple de modélisation inverse par minimisation d'une fonction coût a été confrontée à une méthode plus complexe : l'assimilation séquentielle de données. Cette dernière permet de combiner de manière optimale les séries temporelles de LAI observées et simulées par ISBA-A-gs afin de fournir une analyse du LAI, de la biomasse aérienne, et de l'humidité du sol. L'assimilation repose sur la chaîne LDAS-Monde développée par le CNRM. Elle donne des résultats plus réalistes que la modélisation inverse en terme de biomasse simulée et de réserve utile estimée. La représentation de l'impact négatif des sécheresses et des années très humides sur les rendements est améliorée grâce à cette méthode. Les réserves utiles obtenues sur les zones céréalières françaises ont permis la construction d'un modèle de régression linéaire simple permettant d'estimer les réserves utiles directement à partir des valeurs annuelles maximales de LAI satellitaires (LAImax). La cartographie de la réserve utile à partir du LAImax est comparée à la carte au millionième de l'INRA sur la France. La possibilité d'utiliser cette méthode à l'échelle locale est évaluée, ainsi que son extension à d'autres zones agricoles en Eurasie et en Amérique du Nord
Climate, soils and water resources are essential factors of agricultural production and affect the availability of world food resources. The need to quantify, assess and predict pressures on water resources and agricultural resources in the context of climate change is a major issue. To answer these questions, numerical models of the processes at stake over continental surfaces are developed. They simulate many natural processes such as the water cycle, the carbon cycle, vegetation growth and senescence, and the fluxes at the soil-atmosphere interface. These powerful tools are widely used by the scientific community but present many uncertainties in the representation of the various biophysical processes taken into account and in the estimation of the parameters that drive them. The lack of observation data for key hydrological cycle variables or key vegetation variables of large spatial and temporal scales is a major obstacle to the validation of these models. The general objective of this thesis is to evaluate how the integration of satellite data available over the last thirty years in a generic model of continental surfaces allows a better representation of agricultural droughts at different spatial scales. The ISBA-A-gs model developed by CNRM is used. It represents the interannual variability of plant biomass in relation to soil water resources. Previous studies have shown that simulations of the soil-plant system under water stress conditions are very sensitive to the value of the soil maximum available water content, and that the representation by this type of model of the interannual variability of cereal straw is difficult. A model calibration / validation methodology based on the integration of Leaf Area Index (LAI) satellite time series observed at 1 km resolution in ISBA-A-gs was developed. The objective is to estimate the soil maximum available water content for non-irrigated straw cereal crops. The satellite LAI is first disaggregated for straw cereals. The validation of this methodology is based on a comparison of the simulated above-ground biomass with observed agricultural yields. A simple method of inverse modeling by minimizing a cost function is compared with a more complex method: sequential data assimilation. The latter allows optimal combinations of the LAI time series observed and simulated by ISBA-A-gs to provide an analysis of LAI, above-ground biomass, and soil moisture. The assimilation is based on the LDAS-Monde chain developed by CNRM. It gives more realistic results than inverse modeling in terms of simulated biomass and of soil maximum available water content. The representation of the negative impact of droughts and very wet years on yields is improved by this method. It is found that the soil maximum available water content retrieved on the French cereal areas correlates with the maximum annual values ??of satellite LAI (LAImax). A simple linear regression model can be used to estimate the soil maximum available water content directly from LAImax . The mapping of the soil maximum available water content as derived from LAImax is compared with the one millionth map of INRA over France. The possibility of using this method at a local scale is evaluated, as well as its extension to other agricultural areas in Eurasia and North America

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Zine, Sonia. "Contribution de la télédétection satellitale radar pour le suivi des paramètres de surface d'une zone sahélienne agro-pastorale." Phd thesis, Université de Marne la Vallée, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009644.

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Cette thèse porte sur le suivi des paramètres de surface par télédétection radar. Le diffusiomètre ERS, caractérisé par une forte répétitivité temporelle et une faible résolution spatiale, a montré son potentiel sur des zones pastorales sahéliennes. Afin d'élargir son utilisation à l'ensemble de la bande sahélienne, il s'agit d'évaluer son potentiel sur des zones plus hétérogènes. Pour cela, les travaux portent sur une région d'étude située en zone sahélienne agro-pastorale. Les résultats d'une étude de modélisation du signal alliée à l'exploitation de la complémentarité des données issues du diffusiomètre et du radar à synthèse d'ouverture ERS, montrent que le taux de recouvrement du couvert végétal est le paramètre clé de la réponse radar au sein de la cellule de résolution. Ces résultats ont permis d'estimer par inversion l'humidité de surface à partir des données du diffusiomètre.

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Shamambo, Daniel Chiyeka. "Assimilation de données satellitaires pour le suivi des ressources en eau dans la zone Euro-Méditerranée." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30143.

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Abstract:

Une estimation plus précise de l'état des variables des surfaces terrestres est requise afin d'améliorer notre capacité à comprendre, suivre et prévoir le cycle hydrologique terrestre dans diverses régions du monde. En particulier, les zones méditerranéennes sont souvent caractérisées par un déficit en eau du sol affectant la croissance de la végétation. Les dernières simulations du GIEC (Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) indiquent qu'une augmentation de la fréquence des sécheresses et des vagues de chaleur dans la région Euro-Méditerranée est probable. Il est donc crucial d'améliorer les outils et l'utilisation des observations permettant de caractériser la dynamique des processus des surfaces terrestres de cette région. Les modèles des surfaces terrestres ou LSMs (Land Surface Models) ont été développés dans le but de représenter ces processus à diverses échelles spatiales. Ils sont habituellement forçés par des données horaires de variables atmosphériques en point de grille, telles que la température et l'humidité de l'air, le rayonnement solaire et les précipitations. Alors que les LSMs sont des outils efficaces pour suivre de façon continue les conditions de surface, ils présentent encore des défauts provoqués par les erreurs dans les données de forçages, dans les valeurs des paramètres du modèle, par l'absence de représentation de certains processus, et par la mauvaise représentation des processus dans certaines régions et certaines saisons. Il est aussi possible de suivre les conditions de surface depuis l'espace et la modélisation des variables des surfaces terrestres peut être améliorée grâce à l'intégration dynamique de ces observations dans les LSMs. La télédétection spatiale micro-ondes à basse fréquence est particulièrement utile dans le contexte du suivi de ces variables à l'échelle globale ou continentale. Elle a l'avantage de pouvoir fournir des observations par tout-temps, de jour comme de nuit. Plusieurs produits utiles pour le suivi de la végétation et du cycle hydrologique sont déjà disponibles. Ils sont issus de radars en bande C tels que ASCAT (Advanced Scatterometer) ou Sentinel-1. L'assimilation de ces données dans un LSM permet leur intégration de façon cohérente avec la représentation des processus. Les résultats obtenus à partir de l'intégration de données satellitaires fournissent une estimation de l'état des variables des surfaces terrestres qui sont généralement de meilleure qualité que les simulations sans assimilation de données et que les données satellitaires elles-mêmes. L'objectif principal de ce travail de thèse a été d'améliorer la représentation des variables des surfaces terrestres reliées aux cycles de l'eau et du carbone dans le modèle ISBA grâce à l'assimilation d'observations de rétrodiffusion radar (sigma°) provenant de l'instrument ASCAT. Un opérateur d'observation capable de représenter les sigma° ASCAT à partir de variables simulées par le modèle ISBA a été développé. Une version du WCM (water cloud model) a été mise en œuvre avec succès sur la zone Euro-Méditerranée. Les valeurs simulées ont été comparées avec les observations satellitaires. Une quantification plus détaillée de l'impact de divers facteurs sur le signal a été faite sur le sud-ouest de la France. L'étude de l'impact de la tempête Klaus sur la forêt des Landes a montré que le WCM est capable de représenter un changement brutal de biomasse de la végétation. Le WCM est peu efficace sur les zones karstiques et sur les surfaces agricoles produisant du blé. Dans ce dernier cas, le problème semble provenir d'un décalage temporel entre l'épaisseur optique micro-ondes de la végétation et l'indice de surface foliaire de la végétation. Enfin, l'assimilation directe des sigma° ASCAT a été évaluée sur le sud-ouest de la France
More accurate estimates of land surface conditions are important for enhancing our ability to understand, monitor, and predict key variables of the terrestrial water cycle in various parts of the globe. In particular, the Mediterranean area is frequently characterized by a marked impact of the soil water deficit on vegetation growth. The latest IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) simulations indicate that occurrence of droughts and warm spells in the Euro-Mediterranean region are likely to increase. It is therefore crucial to improve the ways of understanding, observing and simulating the dynamics of the land surface processes in the Euro-Mediterranean region. Land surface models (LSMs) have been developed for the purpose of representing the land surface processes at various spatial scales. They are usually forced by hourly gridded atmospheric variables such as air temperature, air humidity, solar radiation, precipitation, and are used to simulate land surface states and fluxes. While LSMs can provide a continuous monitoring of land surface conditions, they still show discrepancies due to forcing and parameter errors, missing processes and inadequate model physics for particular areas or seasons. It is also possible to observe the land surface conditions from space. The modelling of land surface variables can be improved through the dynamical integration of these observations into LSMs. Remote sensing observations are particularly useful in this context because they are able to address global and continental scales. Low frequency microwave remote sensing has advantages because it can provide regular observations in all-weather conditions and at either daytime or night-time. A number of satellite-derived products relevant to the hydrological and vegetation cycles are already available from C-band radars such as the Advanced Scatterometer (ASCAT) or Sentinel-1. Assimilating these data into LSMs permits their integration in the process representation in a consistent way. The results obtained from assimilating satellites products provide land surface variables estimates that are generally superior to the model estimates or satellite observations alone. The main objective of this thesis was to improve the representation of land surface variables linked to the terrestrial water and carbon cycles in the ISBA LSM through the assimilation of ASCAT backscatter (sigma°) observations. An observation operator capable of representing the ASCAT sigma° from the ISBA simulated variables was developed. A version of the water cloud model (WCM) was successfully implemented over the Euro-Mediterranean area. The simulated values were compared with those observed from space. A more detailed quantification of the influence of various factors on the signal was made over southwestern France. Focusing on the Klaus storm event in the Landes forest, it was shown that the WCM was able to represent abrupt changes in vegetation biomass. It was also found that the WCM had shortcomings over karstic areas and over wheat croplands. It was shown that the latter was related to a discrepancy between the seasonal cycle of microwave vegetation optical depth (VOD) and leaf area index (LAI). Finally, the direct assimilation of ASCAT sigma° observations was assessed over southwestern France

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Oszwald, Johan. "Dynamique des formations agroforestières en Côte d'Ivoire (depuis les années 1980 aux années 2000) : suivi par télédétection et développement d'une approche cartographique." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2005/50377-2005-15.pdf.

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Abstract:

La Côte d'Ivoire connaît depuis les années 1960 un net recul des surfaces forestières au profit des espaces cultivés, essentiellement à des fins commerciales, par l'implantation de parcelles de café ou de cacao. Les superficies forestières sont passées de 8 à 2 millions d'hectares entre 1960 et 2000. En outre, au sein de ces massifs, on estime à plus de 500000 hectares la superficie des plantations de café et de cacao. Ce phénomène a été accentué par la forte croissance démographique et par un mouvement d'exode des villes vers les campagnes lors des crises économiques. Ces mutations sont à l'origine de l'appropriation de l'espace au détriment des zones forestières. Toutefois, les retombées environnementales de ces phénomènes sont encore mal connues, les études approfondies à des échelles spatio-temporelles différentes en Côte d'Ivoire sont encore peu nombreuses. Nous allons donc utiliser la télédétection et les SIG afin de renseigner la dynamique de l'occupation des sols entre les années 1980 et 2000, tout en s'intéressant à des questions scientifiques connexes comme le rôle de la diminution des précipitations en Afrique de l'Ouest depuis les années 1950.

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Mariko, Adama. "Caractérisation et suivi de la dynamique de l'inondation et du couvert végétal dans le Delta intérieur du Niger (Mali) par télédétection." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20182.

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Gibon, François. "Etude de la dynamique spatio-temporelle de l'humidité du sol : Applications du satellite SMOS au suivi de rendement agricole en Afrique de l'Ouest et à la correction des produits satellitaires de pluies." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU013/document.

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Abstract:

L’humidité du sol à été déclarée Essential Climate Variable (ECV) en 2010 par l’European Space Agency (ESA) en support du travail du Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Évolution du Climat (GIEC). Dans des zones vulnérables comme l’Afrique de l’Ouest (agriculture faiblement irriguée et de subsistance, températures extrêmes et forte variabilité des précipitations), la valeur ajoutée d’informations concernant l’humidité du sol est importante, surtout dans un contexte de changement climatique. La première partie de ces travaux de thèse concerne la représentation de l'humidité en profondeur à grande échelle en utilisant le triptyque mesures in-situ/télédétection/modélisation. Ces 3 méthodes présentent chacune des limites: (i) la faible densité des réseaux in-situ (3 sites de mesures sur toute l'Afrique de l'Ouest), (ii) les estimations de SMOS uniquement en surface (0-5 cm) et (iii) les incertitudes des forçages de précipitation temps-réel utilisés dans les modèles de surface. Afin de réduire ces limitations, une méthode d'assimilation (filtre particulaire) des données SMOS à été implémentée dans un modèle de surface empirique (API) et comparées aux mesures in-situ AMMA-CATCH. Les résultats montrent une amélioration des humidités modélisée après assimilation. La seconde partie concerne l'impact des variations d'humidité du sol sur les rendements de mil. Une relation statistique a tout d'abord été déterminée à partir de données de rendements mesurés sur 10 villages autour de Niamey. Les résultats montrent que les anomalies d'humidité du sol sur 20 jours début Juillet et fin Août - mi Septembre (période reproductive et période de remplissage du grain), à une profondeur d'environ 30 cm, expliquent les variations de rendement mesuré à R2=0.77 sur l'ensemble de 9 villages. Cette relation à ensuite été appliquée à l'échelle du Niger à partir de données de rendement issues de la FAO et de cartes d'humidité en profondeur développées dans la première partie de la thèse. Les résultats montrent une corrélation à R2=0.62 sur les années 1998-2014. Puis la méthode a été appliquée à 3 autres pays du Sahel, montrant une corrélation de 0.77. La dernière partie de ces travaux concerne l'exploitation des résidus du schéma d'assimilation afin de réduire les incertitudes sur les précipitations. Les produits de précipitations satellites CMORPH, TRMM et PERSIANN, dans leur version temps-réel ont été comparées à des pluviomètres avant et après assimilation. Le résultat de cette étude montre une nette amélioration des intensités estimées. La méthode a ensuite été appliquée à un produit de précipitation utilisé au centre régional AGRHYMET pour le suivi agricole, le produit TAMSAT.Ces travaux de thèse ont permis d'approfondir les recherches concernant le potentiel des données d'humidité par satellite pour des applications agronomiques. Les perspectives de ces travaux portent principalement sur : (i) l'utilisation d'autres capteurs (SMAP, ASCAT, AMSR) pour augmenter la fréquence des observations d'humidité dans l'assimilation, (ii) sur des méthodes de désagrégation des coefficients pour la correction des précipitations à plus haute résolution spatiale et (iii) sur l'utilisation de données multispectrales (indices de végétation, température du sol, ...) pour un meilleur suivi des rendements
Soil moisture was declared Essential Climate Variable (ECV) in 2010 by the European Space Agency (ESA) in support of the work of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). In vulnerable areas such as West Africa (poorly irrigated and subsistence agriculture, extreme temperatures and high variability of rainfall), the added value of informations on soil moisture is important, especially in a changing climate. The first part of this thesis concerns the representation of root-zone soil moisture on a large scale using the triptych in-situ measurements / remote sensing / modeling. These 3 methods each have limitations: (i) the low density of in-situ networks (3 measurement sites throughout West Africa), (ii) SMOS estimates only at the surface (0-5 cm) and (iii) the uncertainties of the real-time precipitation forcing used in surface models. In order to reduce these limitations, an assimilation method (particle filter) of SMOS data has been implemented in an empirical surface model (API) and compared to AMMA-CATCH in-situ measurements. The results show an improvement of the humidities modeled after assimilation. The second part concerns the impact of soil moisture variations on millet yields. A statistical relationship was first determined from yield data measured in 10 villages around Niamey. The results show that the 20-day soil moisture anomalies at the beginning of July and the end of August - mid September (reproductive period and grain filling period), at a depth of about 30 cm, explain the variations in yield measured at R2=0.77. This relationship was then applied to the Nigerien scale from FAO yield data and in-depth moisture maps developed in the first part of the thesis. The results show a correlation at R2=0.62 over the years 1998-2015. Then, the method was apply to 3 other sahelian countries, showing a agreement of 0.77. The last part of this work concerns the exploitation of the residuals of the assimilation scheme in order to reduce the uncertainties on the precipitations. The satellite precipitation products CMORPH, TRMM and PERSIANN, in their real-time version, were compared to rain gauges before and after assimilation. The result of this study shows a marked improvement in the estimated precipitations intensities. The method was then applied to a precipitation product used at the AGRHYMET regional center for agricultural monitoring, the TAMSAT product.This thesis work has led to further research into the potential of satellite moisture data for agronomic applications. The perspectives of this work mainly concern: (i) the use of other sensors (SMAP, ASCAT, AMSR) to increase the frequency of the observations of humidity in the assimilation, (ii) on methods of disaggregation of the coefficients for the correction of precipitation at higher spatial resolution and (iii) the use of multispectral data (vegetation indices, soil temperature, ...) for a better monitoring of yields

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Muñoz, Sabater Joaquín. "Assimilation de données de télédétection pour le suivi des surfaces continentales : Mise en oeuvre sur un site expérimental." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00157976.

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Abstract:

Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse porte sur l'assimilation de données de télédétection pour le suivi des surfaces continentales. Les variables analysées sont l'état hydrique du sol et la biomasse de la végétation, sur la jachère du site expérimental SMOSREX, de 2001 à 2004, au sud-ouest de Toulouse. Quatre méthodes d'assimilation (EKF, EnKF, 1D-VAR et T-VAR) ont été mises en œuvre dans le modèle ISBA-A-gs de Météo-France, et comparées. La méthode 1D-VAR est la plus performante, aussi bien pour la qualité des analyses qu'en temps de calcul. Cette méthode a été appliquée à l'assimilation simultanée des observations de l'humidité de la surface et de l'indice foliaire, ainsi qu'aux mesures de télédétection réalisées sur le site. L'assimilation améliore la simulation de contrôle, à condition d'introduire un point de flétrissement dynamique (cela est particulièrement utile pendant les périodes de forte sécheresse). Les effets d'une incertitude sur les précipitations sont évalués.

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Lecerf, Rémi Hubert-Moy Laurence Dubreuil Vincent. "Suivi des changements d'occupation et d'utilisation des sols d'origine anthropique et climatique à l'échelle régionale par télédétection moyenne résolution (application à la Bretagne)." Rennes : Université Rennes 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337099/fr.

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Tsayem, Demaze Moise. "Caractérisation et suivi de la déforestation en milieu tropical par télédétection : application aux défrichements agricoles en Guyane française et au Brésil." Phd thesis, Université d'Orléans, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592532.

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Abstract:

La déforestation en milieu tropical est considérée depuis plusieurs décennies comme un fléau écologique majeur. A tort ou à raison, les pratiques de défriche-brûlis sont fréquemment mises en cause. L'objectif de cette thèse est de caractériser et suivre l'évolution des défrichements agricoles en forêt amazonienne par télédétection multi-capteur. Deux types de défrichements sont abordés : les abattis en Guyane française et les fronts pionniers au Brésil. Ces modes de colonisation agricole relèvent de logiques différentes et provoquent une déforestation d'ampleur variable. Les fronts pionniers émanent initialement d'une volonté politique de " mise en valeur " organisée de la forêt, mais ils essaiment par la suite et leur suivi devient difficile. Les abattis, bien que de petite taille, se multiplient très souvent de manière non planifiée. Ces abattis étant en général spontanés et itinérants, le besoin de surveillance et de gestion de l'espace devient d'autant plus prégnant que le statut foncier est précaire et la demande en terres agricoles croissante. La méthodologie mise en œuvre pour évaluer et suivre les atteintes à la forêt comporte deux étapes principales. La première consiste à caractériser les configurations télédétectées des abattis et des fronts pionniers sur les images optiques (NOAA AVHRR, Spot 4 VEGETATION, Landsat TM, Spot XS, photographies aériennes) et radar (JERS et ERS). La deuxième porte sur l'utilisation des données multidates pour quantifier l'évolution des défrichements agricoles et expliquer les dynamiques d'occupation du sol. L'exploitation des images est menée alternativement avec l'analyse des données socio-économiques issues d'enquêtes et relevés de terrain. Ces deux étapes débouchent sur une proposition de veille aérospatiale pour la surveillance et la gestion de la forêt amazonienne. Cette veille est déclinée en niveaux de suivi correspondant aux caractéristiques des capteurs et à l'emprise spatiale des défrichements. Pour une surveillance opérationnelle, des traitements d'images adaptés aux spécificités géographiques et climatiques des régions tropicales humides sont proposées, ainsi que des indicateurs environnementaux et socio-économiques qui complètent les observations par satellites.

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Chapoulade, Elodie. "Optimisation de l'instrumentation pour le suivi et l'évaluation de l'état des alvéoles de strockage de déchets radioactifs." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC049.

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Abstract:

Dans le cadre du projet Cigéo d’enfouissement de déchets radioactifs en couche géologique profonde, l’Andra souhaite optimiser le nombre d’Extensomètres à Corde Vibrante (ECV) à mettre en place pour suivre la convergence de sections de tunnel (alvéoles) se trouvant à 490 m de profondeur. La réponse à cette problématique est posée en quatre chapitres avec (1) un état de l’art sur les méthodes de détection de dommages, d’optimisations et les modèles inverses, (2) la mise en place d’un modèle numérique, (3) la méthodologie d’optimisation permettant d’estimer la contrainte horizontale ou la déformée d’une section d’alvéole et enfin (4) les résultats de l’optimisation. Le modèle numérique permet de créer une Base De Données (BDD) des déformations potentielles et ce en fonction des paramètres qui sont issus de mesures in situ. Les incertitudes sur la rigidité du sol encaissant, la variation d’épaisseur du revêtement ainsi que la position et l’erreur intrinsèque aux capteurs sont considérées. La méthodologie d’optimisation par algorithme génétique consiste à déterminer le nombre et le placement optimaux des capteurs permettant soit d’estimer la contrainte horizontale ayant engendrée les déformations mesurées par les capteurs, soit de construire une déformée probable de l’alvéole à partir des déformations mesurées. La première méthode permet de connaître l’emplacement optimal des ECV pour détecter les déformations liées à des contraintes probables. Elle est basée sur un modèle inverse. La seconde méthode consiste à s’assurer de la réversibilité du stockage (déformée de l’alvéole permettant le retrait des colis). Elle construit une spline passant par les valeurs de déformée aux emplacements des ECV. Pour l’estimation de la contrainte horizontale, les zones de placement de capteurs les plus propices se trouvent à proximité des reins. Pour l’estimation de la déformée, les capteurs ont tendance à s’équirépartir sur le pourtour de la section. Devant la possibilité de placer les capteurs suivant différentes orientations, l’influence de cette orientation donne une préférence aux ECV orthoradiaux, tandis que les ECV radiaux n’apportent pas d’informations complémentaires
In the Cigéo project for deep geological of radioactive waste, Andra wants to optimize the number of Vibrating Wire Extensometers (VWE) to follow the convergence tunnel (cells) cross-section built at 490 m depth. The answer to this problem is given in four chapters with (1) a state of the art on methods of damage detection, optimizations and inverse models, (2) the implementation of the numerical model, (3) the optimization methodology to estimate the horizontal stress or the deformed cell cross-section and finally (4) the results of the optimization. The numerical model allows creating a DataBase (DB) of potential strain according to the input parameters measured in situ. Uncertainties of the stiffness of the soil, the thickness variation of the coating and locations and intrinsic error of each sensor are considered. The genetic algorithm optimization methodology consists in determining the optimal number and location of the sensors allowing either to estimate the horizontal stress having generated strains measured by sensors, or build a probable deformation of the cell cross-section from the measured strains. The first method makes it possible to know the optimal location of VWE to detect strains linked to probable stresses. It is based on an inverse model. The second method is to ensure the reversibility of the storage (cell deformed allowing the withdrawal packages). It constructs a spline passing through the deformed values at the VWE locations. To estimate the horizontal stress, the best sensors placements are close to the kidneys. For the deformed estimation, sensors tend to be distributed on the cross-section periphery. Given the possibility of placing sensors in different orientations, the influence of this orientation gives preference to orthoradial VWEs while radial VWEs do not provide additional information

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Noel, Cécile. "Suivi de la biodégradation des hydrocarbures par le couplage des mesures géophysiques électriques du sol (polarisation provoquée) et des analyses des gaz (concentration du CO 2 et isotopie du carbone)." Thesis, Orléans, 2014. http://www.theses.fr/2014ORLE2041/document.

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Abstract:

La biodégradation stimulée est une méthode de dépollution in situ utilisée pour dégrader des hydrocarbures. Son suivi se fait actuellement via des forages coûteux et trop peu nombreux. Ce travail de thèse propose d’améliorer le suivi d’une biodégradation en combinant des méthodes géophysiques électriques (polarisation provoquée) et des analyses de CO2 (flux en surface et isotopie du carbone). Ces outils ont été testés à l’échelle du laboratoire, puis mis en œuvre sur un site pilote en cours de dépollution. La dégradation aérobie du toluène en colonnes par une souche bactérienne connue (Rhodococcus wratislaviensis) a été caractérisée par une production de CO2, un fractionnement isotopique du carbone, et par une évolution de la résistivité électrique complexe du milieu poreux, en corrélation avec les analyses microbiologiques et géochimiques. Ces résultats ont permis de mettre en place un suivi à l’échelle du terrain. Le site est une station-service où des fuites d’essences et de gasoil ont eu lieu il y a une quinzaine d’années. Une tranchée apporte de l’oxygène à la nappe pour stimuler les processus bactériens aérobies. Des campagnes géophysiques ainsi que des analyses de CO 2ont été réalisées à partir de février 2014. Les premiers résultats montrent une zone plus conductrice et plus chargeable qui correspond à la zone polluée définie par les analyses géochimiques en forages. De plus, au niveau de cette zone, de fortes émissions de CO2 ont été mesurées avec une signature isotopique caractéristique d’une biodégradation d’hydrocarbures. Ces résultats montrent l’intérêt de combiner des méthodes géophysiques avec des analyses de gaz pour surveiller des zones de biodégradation et d’ores-et-déjà, permettent de fournir une méthodologie non destructrice et originale de monitoring in situ
Stimulated biodegradation is a depollution technique used to degrade hydrocarbons. Its monitoring is currently done thanks to very few expensive wells. This PhD research work proposes to improve bioremediation monitoring by combining geophysical electrical methods (induced polarization) and CO2 analyses (surface emissions and carbon isotopic ratio). These tools were tested at laboratory scale and then implemented on a pilot site under decontamination. Aerobic degradation of toluene in columns by a known bacterial strain (Rhodococcus wratislaviensis) was characterized by CO2 production, carbon isotopic fractionation and by an evolution of electrical complex resistivity of porous media, in correlation with microbiological and geochemical analyses. These results allowed to implement a monitoring at the site scale. The site is a gas station where gasoline and diesel leaked fifteen years ago. A trench supply oxygen to the water table in order to stimulate aerobic bacterial processes. Geophysical campaigns and CO2 analyses have been carried out since February 2014. The first results show a more conductive and chargeable area which corresponds to the contaminated zone defined by geochemical analyses in wells. Moreover in this area CO2 emissions have been measured with an isotopic signature typical of hydrocarbon biodegradation. These results show the interest of combining geophysical methods with gas analyses to monitor biodegradation and they have already allowed to provide a non-destructive and new methodology for in situ monitoring

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Boujia, Nissrine. "Vulnérabilité des ouvrages d'art au risque d'affouillement des fondations." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1043/document.

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Abstract:

L'affouillement est l'arrachement et le transport des sédiments du lit d'un cours d'eau sous l'action érosive d'un écoulement hydraulique. Ce phénomène est accentué par la présence d'obstacles à l'écoulement, tels que les piles et culées de ponts, ou également les quais, les éoliennes et les oléoducs offshores dans un contexte maritime. La présence de fosses d'affouillement engendre une perte de la capacité portante de la structure et menace sa stabilité. Face à ce risque hydraulique, il est crucial de suivre en continu l'évolution de la profondeur d'affouillement au droit des ouvrages d'art et d'évaluer sa conséquence sur le comportement de la structure. Cette thèse est une contribution à l'utilisation de l'analyse vibratoire pour le suivi de l'affouillement, et à la compréhension des phénomènes d'interaction sol-structure mis en jeu. La démarche scientifique retenue intègre deux approches distinctes du suivi d'affouillement: indirecte et directe. L’approche indirecte a pour objectif le développement d'un capteur de profondeur d'affouillement (scour depth sensor SDS). Des études expérimentale et numérique ont été menées afin d'évaluer l'influence de l'affouillement, d'une part sur la réponse dynamique du capteur (fréquences, déformées modales et amortissement), d'autre part sur sa réponse statique sous chargement latéral. Sur la base des résultats obtenus, un modèle théorique de poutre équivalente a été proposé afin de lier la variation de la fréquence du capteur à la profondeur d'affouillement. L’approche directe s'intéresse à l'effet de l'affouillement sur la réponse dynamique de la structure elle-même. Des campagnes d'essais ont été menées sur des modèles réduits en canal hydraulique. Un intérêt particulier a été porté aux effets de la géométrie de la pile et de l'interaction pile-tablier. Un modèle analytique a été proposé pour prédire l'évolution de la fréquence des piles avec l'affouillement. Afin de valider ce modèle, ses résultats ont été comparés aux résultats des essais expérimentaux
Scour is the removal of riverbed sediments by the erosive action of flowing water. Scour depth is greater near structures as a result of the obstruction to the flow by bridge piers and abutments, or docks, wind turbines and offshore pipelines in a marine environment. The existence of scour holes may decrease the bearing capacity of the structure and threaten its stability. Therefore, it is crucial to develop monitoring techniques to track the evolution of scour depth in real-time and evaluate its consequences on the behaviour of the structure. This thesis is a contribution to the use of vibration based techniques for scour monitoring and provides an insight to the soil-structure interactions involved. Two proposed approaches can be distinguished in this study: indirect and direct. The indirect approach aims to develop a scour depth sensor (SDS). Experimental and numerical studies have been conducted to evaluate the effect of scour, on the one hand, on the dynamic response of the sensor (frequencies, modal shapes, damping), on the other hand, on its static response under lateral loading. Based on the findings, a theoretical model of an equivalent cantilever beam was proposed to predict the variation of the sensor frequency as a function of scour depth. The direct approach focuses on the effect of scour on the structure itself. To this end, experimental campaigns were conducted on laboratory scale models tested in a flume. Particular attention was paid to the effect of the pile geometry and the pile-deck interaction. An analytical model was proposed to correlate the variation of the pier frequency to scour depth. Experimental and numerical results were compared to assess the model validity

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Bontemps, Noélie. "Forçage sismique et déclenchement des mouvements de terrain : apport du suivi de glissements de terrain lents dans la vallée de la Colca, Pérou." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU028.

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Abstract:

Les mouvements de terrain sont le premier risque naturel secondaire lié aux séismes. L’analyse des inventaires de glissements de terrain rapides déclenchés par de larges séismes (Mw>6,6) a par ailleurs révélé une interaction complexe entre les secousses sismiques et les précipitations. Cette interaction s'exprime notamment par un nombre plus important de glissements déclenchés dans les mois voire les années qui suivent un séisme de forte magnitude. Malgré toutes les observations existantes, l’identification et la quantification des différents processus impactant la cinématique des glissements de terrain lors de séismes restent limitées par manque de données in situ. Le but principal de cette thèse est ainsi d'étudier ces mécanismes dans les régions où les forçages sismiques et pluviométriques peuvent être interdépendants. Pour répondre à cette problématique, nous nous sommes intéressés aux mouvements de terrain lents, sur lesquels on peut suivre des grandeurs physiques de la dynamique gravitaire au cours du temps.Ces travaux se centrent sur l'étude des mouvements de terrain dans la vallée de la Colca, au sud Pérou, qui présente divers avantages : (1) plusieurs glissements de terrain lents s’y sont développés, (2) la région est sismiquement très active et (3) les précipitations y sont saisonnières.Une première approche consiste à étudier la réponse cinématique de plusieurs glissements de terrain lents aux mêmes forçages. Une méthode provenant de l'InSAR a été adaptée pour restituer des séries temporelles de champ de déplacement du sol, grâce à l’inversion de corrélations d’images optiques satellitaires. Cela nous a permis de remonter à plus de 28 ans d’histoire de mouvement du sol dans la vallée de la Colca. Les résultats montrent un impact d’un séisme local de magnitude Mw 5,4 en 1991 sur la cinématique du glissement de terrain de Maca. Nos résultats suggèrent un double effet du séisme, avec une accélération des déplacements de manière co- et post-sismique (<6 années) et une modification des propriétés mécaniques du sol (endommagement) qui a conduit à une interaction complexe avec la pluie.Pour mieux comprendre les mécanismes à l’origine de cet effet combiné, nous avons par la suite étudié des données in situ (GPS et sismomètres) acquises en continu sur le glissement de terrain de Maca depuis 2016. Le traitement de ces données, couplant géodésie et bruit de fond sismique, a permis de mettre en évidence et de quantifier l’endommagement du sol par les séismes et l’influence de la pluie sur sa cicatrisation. Nous montrons également l’influence des petits séismes lors du recouvrement de la rigidité du sol et l’importance de la temporalité entre les précipitations et les séismes sur la dynamique du glissement. Finalement, nous quantifions les processus de régression d’un glissement de terrain grâce à des observations nouvelles de la cinématique couplées à des informations sur la rigidité du sol au cours du temps
Landslides are the first secondary effect of earthquakes. Statistical analysis of regional inventories of earthquake-triggered-landslides after large earthquakes (Mw> 6.6) reveal a complex interaction between seismic shaking and rainfall. The consequence of this interaction is an increase of the landslide triggering rate for several months and even years after a large event. Even though a large amount of observation are available, the identification and the quantification of the different processes impacting landslide kinematics during and after an earthquake are very limited, due mainly to a lack of in situ monitoring. The main goal of this thesis is to study these mechanisms in regions where earthquakes and precipitations can be interdependent. To this purpose, we focused on slow-moving landslides, on which we can monitor physical processes of the gravitational dynamic with time.The studied slow-moving landslides are located in the Colca Valley, south Peru. This area presents several advantages: (1) several active slow-moving landslides are active, (2) the region is seismically very active and (3) the precipitations are seasonal.The first approach consists in studying the kinematic response of several slow-moving landslides to the same forcings. A method coming from the InSAR data processing has been adapted to compute time series of displacement fields, thanks to the inversion of satellite optical images. This allows us to go back as far as 28 years in the past in terms of displacements in the Colca Valley. We show the possible impact of a local Mw 5.4 earthquake in 1991 on the kinematics of the Maca landslide. Our results suggest a double effect of the earthquake, with a co- and post-seismic acceleration (<6 years) and a modification of the mechanical properties of the soil (damage) leading to a complex interaction with precipitations.To better understand the mechanisms at the origin of this combined effect, we studied in situ data (GPS and seismometer) acquired continuously on the Maca landslide since 2016. The processing of these data, coupling geodesy and ambient noise interferometry, allowed to evidence and quantify the damage of the soil generated by earthquakes together with the impact of precipitations on its healing. The influence of small magnitude earthquakes during the soil rigidity recovery is also highlighted together with the importance of the temporality between precipitations and earthquakes. Finally, we quantify the retrogression of the landslide thanks to new observation coupling the landslide’s kinematic and soil rigidity variations

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Henrion, Bénédicte. "Caractérisation et identification de champignons ectomycorhiziens par amplification enzymatique (PCR) de l'ADN ribosomal : application au suivi du basidiomycète laccaria bicolor en pépinière forestière." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10329.

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Abstract:

Afin d'identifier des champignons mycorhiziens dans les écosystèmes forestiers, à différents niveaux taxonomiques, un diagnostic moléculaire basé sur le polymorphisme de l'ADNr a été mis au point. Le polymorphisme de l'ADN ribosomal, étudie par PCR couplée à la RFLP, des régions codantes et non codantes, permet la caractérisation au niveau du genre, de l'espèce ou de l'isolat d'un grand nombre de champignons ectomycorhiziens. Cette identification est réalisée à partir de mycélium, de carpophores et de mycorhizes. Ce diagnostic moléculaire est utilisé en épidémiologie afin d'étudier la structure et la dynamique des communautés mycorhiziennes. Il a permis d'apprécier la survie et la compétitivité du champignon ectomycorhizien, laccaria bicolor s238, par l'identification de ces ectomycorhizes, dans une expérimentation en pépinière forestière

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Pham, Trinh Hung. "Suivi de l'utilisation du sol à l'aide de l'image TM de landsat et de la géomatique le cas du district de Bao Loc, province de Lam Dong, Viet Nam (1992-1998)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/2288.

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Abstract:

Résumé: Ce mémoire a été rédigé dans le cadre du projet "Le Défi Forestier au Viet nam" avec l’aide la financière du Centre de Recherches pour le Développement International (CRDI). Lors de sa première phase (1994-1996), les résultats ont constaté un fort taux de changement dans la couverture végétale forestière de la province de Lam Dong, les causes identifiées sont la pression démographique et l'expansion agricole, en particulier le remplacement de une couverture forestière par la couverture agro-industriels que (le théier, le caféier, le mûrier...) Dans ce contexte, la présente recherche a été localisée sur l'intégration des données satellitaires (image TM de Landsat) dans un SIG pour diagnostiquer et évaluer le changement de l'utilisation du sol au niveau communal. Ceci nous permettra d'apporter la réponse à certaines questions comme: 1/Où s'est- déroulée, l'expansion agricole dans le district de Bao Loc ? 2/ Quel élément de l'utilisation du sol connaît le plus de changement ? 3/ Quel rôle joue les éléments socio-économiques (pression démographique, prix des produits agricoles), physiques (pente du terrain, accessibilité aux ressources en eau et au système routier) dans ce changement? Pour répondre à ces questions, des images satellitaires (prises en 1992 et 1998) et des données auxiliaires (cartes d'utilisation en 1992 et 1998 à l'échelle de 1 : 25 000) ont permis de construire et d'intégrer dans le SIG des cartes d'utilisation du sol au niveau de la commune. Le Modèle Numérique de Terrain (MNT), le système routier, le réseau hydrologique, ont aussi été intégrés à l'aide des logiciels de Mapinfo et Idrisi pour diagnostiquer, évaluer et analyser le changement de l'utilisation du sol en fonction des classes de pentes du terrain, de l'accessibilité aux ressources en eau et au système routier. Les résultats ont indiqué qu'il y a le changement rapide dans l'utilisation du sol à la commune de Loc chan entre 1992 et 1998. Ces changements concernent principalement quelques types d'utilisation du sol : soit les zones de la terre d'habitation (8 à 17%), de caféier (20 à 29%), des arbustes (4 à 6 %) et en particulier, de la forêt (26 à 10 %). Les causes de ces changements sont l'expansion agricole (notamment le remplacement des couvertures forestières primaires par les plantations de caféier) et l'augmentation démographique de la population. Le mobile de l'immigration d'ici est l'attraction des prix de produits agricoles, le prix du café en particulier. Ce projet vise donc à contribuer au suivi de l'environnement dans la Province de Lam Dong. Il permettra d'établir des relations entre les conditions socio-économiques (population et prix des produits agricoles) et les indicateurs physiques. Les résultats obtenus permettront de prendre des décisions dans la planification de la gestion forestière, la localisation des habitats humains et des zones d'activité agricole permanente ou temporaire et, en particulier, dans la détermination des zones favorables au reboisement.||Abstract: In the early stage of the study (1994-1996), results showed a high rate of change in the forest cover in the Lam Dong province. The causes as identified were demographic pressure and agricultural expansion, more specifically the replacement of a specific forest cover by an agro-industrial cover (tea, coffee, mulberry, etc.). In this context, the present study is focused on the integration of satellite data (Landsat TM image) into a GIS for identifying and evaluating the changes in land use at the commune level. The objective is to provide the answer to a certain number of questions such as: (1) Where did agricultural expansion occur in the Bao Loc district? (2) Which element of the land use is undergoing the most change? (3) What role do socio-economic (demographic pressure, agricultural prices) and physical elements (terrain slope, accessibility to water resources and to the road network) play in this change? To answer these questions, satellite images (acquired in 1992 and 1998) and auxiliary data (land use map of 1992 and 1998 at the scale of 1:25 000) were used to construct and integrate into the GIS land use maps at the level of the commune. The Digital Elevation Model (DTM), the road network and the hydrological network were also integrated using the MapInfo and Idridi software."--Résumé abrégé par UMI

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Marchand, Nicolas. "Suivi de la température de surface du sol en zones de pergélisol Arctique par l'utilisation de données de télédétection satellite assimilées dans le schéma de surface du modèle climatique canadien (CLASS)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU018/document.

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Abstract:

Plusieurs études récentes ont montré que le réchauffement climatique des régions nordiques, deux fois plus important dans les hautes latitudes nord qu’ailleurs dans le monde, augmentait l’épaisseur de la couche active de surface en zones de pergélisol (couche superficielle du sol qui dégèle durant la période estivale). Cette modification de surface pourrait avoir un impact environnemental très important sur la libération du carbone du sol, l’hydrologie, les écosystèmes, ainsi que sur le pergélisol. Cette évolution commence déjà à avoir des répercutions socio-économiques importantes sur les infrastructures des communautés du Nord. Le but du projet est d’exploiter une nouvelle base de données satellites micro-onde, que nous venons de développer, pour l’analyse des températures de surface et de l’évolution du pergélisol (permafrost) au Canada-Alaska sur les 30 dernières années. Un des objectifs spécifiques du projet est de mettre au point une méthode de caractérisation des changements de la couche active de surface en zones de pergélisol par l’assimilation des observations spatiales dans un modèle de flux de chaleur dans le sol. L’évolution de l’étendue des zones de pergélisol dérivée sera analysée en fonction de la couverture du sol et de la dynamique du couvert nival, deux paramètres aussi dérivés par satellite. Possibilité de validation des modèles par mesures au sol avec nos radiomètres micro-ondes. Ce projet combine ainsi développement théorique, modélisation et traitement d’images numériques sur différents domaines scientifiques (physique de la mesure en télédétection, géophysique de l’environnement, écosystèmes, science des sols)
Recent studies showed that global warming in arctic areas, as twice as important in northern high latitudes than in the rest of the world, growed the thickness of the surface active layer in permafrost areas (superficial layer of the soil that thaws during summer period). This surface modification could have a major environmental impact on soil carbon release, hydrology, ecosystems, and permafrost. It already starts to have socio-economical impacts on north community infrastructures. The project's goal is to use a new microwave satellite database that has just been developed for the analysis of surface temperatures and changes in permafrost in Canada, Alaska over the past 30 years. One of the specific goals of the project is to develop a method to characterize changes in the surface active layer in permafrost areas by the assimilation of space observations in a heat flow model in the soil. The evolution of the extension of permafrost areas derived will be analyzed according to the coverage of soil and the dynamics of snow cover, two parameters also derived by satellite. Possibility of model validation by ground measurements with a microwaves radiometers. This project combines theoretical development, modeling and image processing on different scientific fields (physics of remote sensing measurement, Geophysics of the Environment, ecosystems, soil science)

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Lawrence, Heather. "MODÉLISATION DE L'EFFET DE LA RUGOSITÉ DE SURFACE ET DE LA LITIÈRE DES COUVERTS NATURELS SUR LES OBSERVATIONS MICRO-ONDES PASSIVES - APPLICATION AU SUIVI GLOBAL DE L'HUMIDITÉ DU SOL PAR LA MISSION SMOS." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01024075.

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Abstract:

Dans le cadre de la mission spatiale SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), nous présentons dans cette thèse une nouvelle approche numérique de modélisation du calcul de l'émissivité et du coefficient bi-statique de systèmes forestiers sol-litière en Bande L. Le système sol-litière est représenté par deux couches diélectriques 3D comportant des interfaces rugueuses, une démarche qui n'apparait pas actuellement dans la littérature. Nous validons notre approche pour une seule couche en comparant les simulations de l'émissivité avec celles produites par la méthode des moments et des données expérimentales. A partir de ce nouveau modèle, nous évaluons la sensibilité de l'émissivité du système sol-litière en fonction de l'humidité et de la rugosité de la litière. Ce nouveau modèle permettra de créer une base de données synthétiques d'émissivités calculées en fonction de nombreux paramètres qui contribuera à améliorer la prise en compte de la litière dans l'algorithme d'inversion des données de la mission spatiale SMOS.

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Grinand, Clovis. "Suivi et modélisation des changements d’usage des terres et stocks de carbone dans les sols et les arbres dans le cadre de la REDD+ à Madagascar. : vers des mesures pertinentes localement et cohérentes à large échelle." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2016. http://www.theses.fr/2016NSAM0030.

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Abstract:

Le changement d’usage des terres, liées à l’agriculture et à la foresterie, engendre une perte importante de biodiversité et représente une part importante de nos émissions de GES à l’origine du changement climatique. Le mécanisme de Réduction des Émissions de la Déforestation et Dégradation des forêts, conservation, gestion durable et restauration des stocks de carbone (REDD+) initié il y a dix ans. peine à se mettre en place du fait de nombreuses contraintes politiques et scientifiques. Malgré l’existence de lignes directrices élaborées par la communauté scientifique internationale, des outils et données sont nécessaires afin de fournir des informations précises, à moindre coût et utilisables à différentes échelles. L’objectif de cette thèse est de développer des méthodologies innovantes pour réduire les incertitudes sur les estimations des émissions et séquestrations de CO2 associées à la déforestation, dégradation et régénération des terres. Madagascar, pays engagé dans le REDD+ depuis huit ans et soumis à des pertes importantes de biodiversité et de couvert forestier est pris comme exemple. Trois études complémentaires ont été réalisées : i) le suivi de la déforestation en région tropical humide et sec par satellites, ii) l’estimation des stocks de carbone dans les sols et les forêts et iii) la modélisation des changements d’usage de terres. Nous avons développé une nouvelle méthodologie de suivi de la déforestation à Madagascar permettant de tenir compte de la définition des forêts et améliorer la prise en compte des petites parcelles de défriche brulis. Les chiffres de la déforestation, variant d’une région à une autre, ont ainsi été actualisés jusqu’en 2013. Une méthodologie innovante de cartographie des stocks de carbone dans le sol à des résolutions fines et à des échelles régionales a été mise au point en couplant de nombreux facteurs environnementaux et un inventaire de terrain à l’aide d’un modèle d’apprentissage automatique. Ce modèle spatial du carbone a été appliqué sur des images satellites acquises vingt année plus tôt afin d’évaluer la dégradation des stocks de carbone du sol et leur régénération potentielle. Des facteurs de perte et gains de carbone dans le sol ont pu ainsi être estimés. Enfin, une approche de modélisation des changements d’usage des terres a permis de mieux comprendre les facteurs biophysiques et socio-économiques liées à la déforestation, dégradation des terres et régénération, et proposer des scénarios spatialisés pour aider les décideurs. Les résultats obtenus dans cette thèse et les méthodologies développées permettent d’alimenter les discussions et documents concernant la stratégie REDD+ de Madagascar. Elle contribue et vise à une meilleure gestion des agro-écosystèmes par la fourniture d’informations spatiales justes, précises spatialement et pertinentes à grande échelle
Land use change due to agriculture and forestry, generates a significant loss of biodiversity and is an important part of our greenhouse gas (GHG) emissions causing climate change. The Reduction of Emissions from Deforestation and Forest Degradation, conservation, sustainable management and restoration of carbon stocks (REDD+) mechanism initiated ten years ago is struggling to establish because of many political and scientific constraints. Despite the existence of guidelines developed by the international scientific community, tools and data necessary to provide accurate, cost and usable at different scales. The objective of this thesis is to develop innovative methods to reduce uncertainties in the estimates of CO2 emissions and sequestrations from deforestation, degradation and land regeneration. Madagascar, a country committed in REDD+ for eight years and subjected to significant losses of biodiversity and forest cover, is taken as an example. Three complementary studies were carried out: i) monitoring of deforestation in tropical humid and dry regions, ii) estimates of carbon stocks in soils and forests and iii) land use change model. We have developed a new methodology for monitoring deforestation in Madagascar considering the national definition of forests and accounted for small plots of slash and burn practices. The figures of deforestation vary from one region to another, and have been updated to 2013. An innovative methodology for soil organic carbon stock mapping at fine resolution and regional scale has been developed by coupling many environmental factors and a field inventory using a machine learning model. This spatial carbon model was applied on satellite images acquired twenty year ago to assess the degradation of soil carbon stocks and potential regeneration. Loss and gain factors due to various land use change were estimated. Finally, the land use change framework developed allowed us to understand the biophysical and socio-economic factors related to deforestation, land degradation and regeneration, and provide spatially scenarios to assist policy makers. The results obtained in this thesis and the methodologies developed allow to feed the discussions and documents relating to the REDD + strategy in Madagascar. It contributes and is aimed at a better management of agro-ecosystems by providing accurate spatial information, locally relevant and globally consistent

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Xiao, Ying. "Mining crop sequence patterns at a large regional scale : A case from mainland France." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0122/document.

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Abstract:

L’objectif principal de cette thèse est d’instruire l’organisation des successions culturales, à l’échelle de la France et sur un recul décennal, tant en terme de cinétiques localisées qu’en terme de dynamiques liées à des variables explicatives du milieu physique et socio-technico-économiques. Ce travail de « fouille de données » est appliqué en France métropolitaine, en utilisant les bases de données publiques disponibles. Notre étude couvre la période 1992-2003 où s’implémenta la réforme de 1992 de la Politique Agricole Commune européenne et l’agenda 2000 en France. A partir d’une fouille de données sur l’ensemble des points Terruti sur cette période, 2549 successions culturales de trois ans furent identifiées. Ensuite, 21 clusters de l’ensemble des 430 régions agricoles (RA) françaises, quatre systèmes de culture, 90 RA, parangons des 430 RA, et trois régions principales appartenant à cinq des 21 clusters, regroupant les cultures de céréales, oléagineux et protéagineux, ont été définis. Deux approches de cinétiques des successions ont été réalisées : Une étude envisageant les successions de culture qui suivent les retournements de prairies permanentes. Une recherche des dynamiques d’évolution de successions culturales en lien avec des conditions externes. Nous proposons une utilisation ultérieure des méthodes mobilisées qui ont montré leur capacité à cartographier les grandes tendances d’évolution en France et à identifier les principales variables explicatives de ces évolutions. Les apports de cette thèse contribuent à améliorer notre compréhension des processus qui organisent les successions culturales en France et construisent par ces pratiques agricoles très dynamiques des impacts forts sur le territoire agricole français
In the context of changing agricultural policy, the development of agricultural production systems, increasing concern for agricultural sustainability and shifts in agricultural land management practice-related land-use change, the main objective of this thesis was to mine crop sequence patterns (CSP) and the relationships between CSP and the biophysical and socio-technical-economic conditions in mainland France from historical census data (e.g. land-cover survey, agricultural censuses, population census). Our study period 1992-2003 covers the implementation period of the 1992 European Union Common Agricultural Policy reform and Agenda 2000 in France. Both the classical statistical and data mining technique were applied in alone or combined ways in this thesis. First, we proposed an innovative approach to representing CSP within a given area and period at a large regional scale in a stationary way. The 2549 3-year crop sequences (CSs) were first identified as major CSs within all 430 agricultural districts (ADs) in mainland France during this period. Next, 21 clusters of ADs , four types of cropping systems, 90 representative ADs and three principal planting zones of cereals, oilseeds, and protein crops belonging to five clusters identified previously were further defined. We then explored CSP in a dynamic way by investigating CSP after grassland-to-cropland conversion, the temporal variability of CSP, and the evolution of the relationships between CSP and the external conditions over the study period. We conclude that the approaches developed here permit the representation of CSP at the large regional scale in both stationary and dynamic ways using time series land-cover data denoting specific agricultural cover types. The findings of this thesis contribute to improving the understanding of the process and pattern of human land management practices by agriculture affecting the terrestrial biosphere

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Goemaere, Loïc. "Comparaison de la production de trois technologies différentes de panneaux solaires en fonctionnement réel avec suivi du soleil et intégration de batteries lithium innovantes adaptées au stockage des énergies intermittentes." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20211/document.

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Abstract:

Dans une vision de développement durable et d'indépendance énergétique visant l'intégration massive des énergies renouvelables à moyen terme dans le mix énergétique, les travaux menés au cours de cette thèse se sont axés sur deux thématiques :- d'une part, la comparaison de la production de trois technologies différentes de panneaux solaires (silicium, silicium avec concentration, CdTe) en fonctionnement réel dans une centrale photovoltaïque au sol dotée du suivi deux axes de la course du soleil ;- d'autre part et étant donné la nature intermittente de l'énergie photovoltaïque et son non-synchronisme avec la consommation, le développement et l'intégration de batteries à base de lithium comme moyen de stockage électrochimique de l'énergie photovoltaïque. L'approche est novatrice et a permis l'étude de nouveaux composés d'électrodes étudiés sous contraintes photovoltaïques réelles et utilisant différentes stratégies de restitution de l'énergie en vue du déploiement prochain des réseaux intelligents. Les simulations portent sur des accumulateurs de petites tailles classiquement utilisés dans les laboratoires de recherche mais préfigurant ce qui pourra être construit à plus grande taille
In a vision of sustainable development and energy independence aiming at the massive integration of the medium-term renewable energies in the energy mix, the research works are centered on two themes:- On one hand, the comparison of the production of three technologies different from solar panels (silicon, silicon with concentration, CdTe) installed into a photovoltaic power plant with 2-axes sun tracking;- On the other hand and given the intermittent nature of the photovoltaic energy and its non-simultaneity with the consumption, the development and the integration of batteries with lithium as means of electrochemical storage of the photovoltaic energy. The approach is innovative and allowed the study of new compounds of electrodes studied under real photovoltaic constraints and using various strategies of return of the energy with the aim of the next deployment of the intelligent networks. The simulations concern batteries of small sizes classically used in research laboratories but prefiguring what can be built in bigger size

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Lecerf, Rémi. "Suivi des changements d'occupation et d'utilisation des sols d'origine anthropique et climatique à l'échelle régionale par télédétection moyenne résolution (application à la Bretagne)." Phd thesis, Université Rennes 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337099.

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Abstract:

Les données de télédétection disponibles jusqu'à présent ne permettaient pas d'envisager un suivi spatio-temporel détaillé de l'occupation et de l'utilisation des sols à l'échelle régionale dans des régions au paysage très fragmenté, en raison de leur résolution temporelle trop faible ou de leur couverture spatiale trop limitée. Les objectifs de cette thèse étaient d'une part d'évaluer des séries temporelles d'images de télédétection à moyenne résolution spatiale pour effectuer ce type de suivi et d'autre part d'identifier et de caractériser les changements d'usage des terres en région agricole intensive à travers l'évolution de deux indicateurs, le taux de couverture hivernale des sols et le ratio céréales-prairies. Pour cela, des séries temporelles MODIS ont été constituées sur la région Bretagne entre 2000 et 2008. Une chaîne de prétraitements et de traitements complète a été mise en œuvre. Elle comprend des méthodes déjà utilisées sur des images de télédétection, mais qui ont dû être adaptées aux séries temporelles MODIS, et des méthodes originales, notamment pour la phase de reconstruction des séries temporelles. Les résultats montrent des tendances d'évolution comme la diminution des prairies au détriment des céréales ou l'augmentation de l'implantation d'intercultures. Ils mettent aussi en évidence des changements ponctuels comme l'augmentation des céréales en 2006 et 2008 et du maïs en 2001. Les principaux facteurs de changements d'occupation et d'utilisation agricole du sol, qui sont des conditions climatiques particulières ou des changements de pratiques agricoles en fonction du contexte politique ou socio-économique, ont été identifiés

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Marchand, Nicolas. "Suivi de la température de surface dans les zones de pergélisol arctique par l'utilisation de données de télédétection inversées dans le schéma de surface du modèle climatique canadien (CLASS)." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10591.

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Abstract:

Les régions de haute latitude sont actuellement les plus sensibles aux effets du réchauffement climatique, et avec des élévations de température pouvant atteindre les 3 à 8 ◦C au niveau du pôle sur les 100 prochaines années. Les pergélisols (sols présentant des températures négatives deux années consécutives) sont présents sur 25 % des terres émergées de l’hémisphère nord et contiennent de grandes quantités de carbone « gelé », estimées à 1400 Gt (40 % de la quantité de carbone terrestre global). Des études récentes ont montré qu’une partie non négligeable (50 %) des premiers mètres des pergélisols pourraient fondre d’ici 2050, et 90 % d’ici 2100. Le but de l’étude est donc d’améliorer les moyens de suivi de l’évolution des températures du sol dans les zones arctiques, et plus particulièrement dans les régions couvertes de neige. L’objectif est de décrire la température du sol tout au long de l’année y compris sous un manteau neigeux, et d’analyser l’évolution de l’épaisseur de la couche active des pergélisols en relation avec la variabilité du climat. Nous utilisons des données satellites (fusion de données de température dans l’infra-rouge thermique “LST” et de température de brillance micro-onde AMSR-E « Tb ») assimilées dans le schéma de surface du modèle climatique canadien (CLASS, V 3.6) couplé à un modèle simple de transfert radiatif (HUT). Cette approche bénéficie des avantages de chaque type de donnée de manière à réaliser deux objectifs spécifiques : 1-construire une méthodologie solide permettant de retrouver les températures du sol, avec et sans neige, en zone de toundra, et 2-à partir de ces températures du sol, dériver la durée de fonte estivale et l’épaisseur de la couche active du pergélisol. Nous décrivons le couplage des modèles ainsi que la méthodologie permettant l’ajustement des paramètres météorologiques d’entrée du modèle CLASS (essentiellement les températures de l’air et les précipitations issues de la base de données des réanalyses météorologiques NARR) de manière à minimiser les LST et Tb simulées en comparaison aux mesures satellites. Par rapport aux données de mesures de sol de stations météorologiques prises comme référence pour validation dans les zones de toundra d’Amérique du Nord, les résultats montrent que la méthode proposée améliore significativement la simulation des températures du sol lorsqu’on utilise les données LST MODIS et Tb à 10 et 19 GHz pour contraindre le modèle, en comparaison avec les sorties du modèle sans les données satellites. Dans ce processus d’inversion, la correction de l’évolution des conditions de neige au cours de l’hiver contrainte avec le rapport de polarisation à 11 GHz constitue une approche originale. Une analyse de l’erreur pour 4 sites de toundra et sur plusieurs années (18 cas) est effectuée pour la période estivale (1,7 -3,6 K) ainsi que pour la période hivernale couverte de neige (1,8 -3,5 K). L’indice des degrés-jours de fontes annuel, dérivé des températures du sol simulés par notre approche, permet de cartographier les zones de pergélisols continu en accord avec les cartes actuelles. Un meilleur suivi des processus d’évolution des pergélisols, et tout particulièrement de l’impact de la couverture de neige, devrait permettre une meilleure compréhension des effets du réchauffement climatique sur la fonte des pergélisols et l’avenir de leurs stocks de carbone.
Abstract : High latitude areas currently are the most sensitive to global warming effects. In the next 100 years, temperature could rise up to 3 to 8 ◦C at the North Pole. Permafrost (ground with negative temperatures two years in a row) represents 25% of northern hemisphere lands, and contains huge quantities of "frozen" carbon estimated at 1400 Gt (40 % of the global terrestrial carbon). Recent studies showed that a part (50 %) of the permafrost first few meters could melt by 2050, and 90 % by 2100. The goal of our study is to improve our understanding of ground temperature evolution in arctic areas, especially in snow covered regions. The objective is to discribe the ground temperature all year long with and without a snow cover, and to analyze the evolution of the permafrost’s active layer in relation with the climate variability. We use remote sensing data (fuzzed of MODIS "LST" surface temperatures and AMSR-E "Tb" brightness temperatures) assimilated in the canadian landscape surface scheme (CLASS) coupled to a simple radiative transfer model (HUT). This approach takes into account the advantages of each kind of data in order to achieve two objectives : 1 - build a solid methodology allowing to retrieve ground temperatures, with and without a snow cover, in tundra areas ; 2 - from those retrieved ground temperatures, derive the summer melting duration which can be linked to the permafrost active layer thickness. We describe the models coupling as well as the methodology allowing the adjustement of CLASS input meteorological parameters (essentially the air temperatures and precipitations from the NARR meteorological data base) in order to minimize the simulated LST and Tb in comparison to remote sensing data. By using meteorological station’s ground temperature measurments as a reference for validation in North America tundra areas, results show that the proposed method improves the simulation of ground temperatures when using LST MODIS and Tb at 10 and 19 GHz data to constrain the model, in comparison with model outputs without satellite data. Using the Tb polarization ratio H/V at 10 GHz allows an improvement of the constrain on winter period simulations. An analyze of the error is conducted for summer (1,7 - 3,6 K) and winter (1,8 - 3,5 K). We present climatic applications for future work that meets the second objective of the Ph.D. A better understanding of evolution processes of permafrost, and particularly of the impact of the snow cover, should allow us a better understanding of global warming effects on the permafrost’s melting and the future of their carbon stocks.

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Dissertations / Theses on the topic 'Suivi de l’occupation du sol'

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