| Résumés |
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: Les régions sèches situées à la périphérie des déserts sont généralement peupléeset mises en valeur sur un mode sédentaire. Elles partagent cependant avec lesmilieux désertiques des conditions environnementales qui les rendent sensibles et fragiles.Cela implique de bien connaître les mécanismes de leurs milieux, a fortiori dansun contexte de désertification qui augmente le risque environnemental. Celui-ci est souventévalué par le suivi de la végétation, mais l’expérience de terrain montre que lesformes éoliennes pourraient apporter des compléments utiles. La morphodynamiqueéolienne joue en effet un rôle non négligeable dans le risque environnemental en régionssèches. Si, dans les systèmes désertiques, l’influence des activités humaines surl’évolution des formes éoliennes de grande taille est réduite, dans les régions sèchesnon-désertiques, elles sont de plus petite dimension et leur vitesse de réaction auxchangements des conditions du milieu est élevée. Elles sont de surcroît liées aux autrescomposants du paysage, avec lesquels elles interagissent fortement, et leur fonctionnementpeut être corrélé aux modalités d’exploitation du milieu. Cela en fait des indicateurspertinents et leur suivi doit donc être conçu dans une approche systémiqueappuyée sur une bonne maîtrise des fondements physiques de l’étude de la morphodynamiqueéolienne qui sont présentés en ouverture de ce mémoire. Différents outilset concepts élaborés dans les contextes désertiques, parmi lesquels les déplacementspotentiels sableux et la densité d’obstacle, sont détaillés. Les effets paysagers de lamorphodynamique éolienne sont illustrés par divers exemples. Son intégration dansles études de suivi est alors questionnée pour démontrer que de nouvelles approchespeuvent être explorées. Les propositions faites s’intéressent en particulier à un objet,la forme éolienne d’obstacle, qui reste mal connu malgré la place qu’il tient dans lespaysages des régions sèches. Une grille de caractérisation fine de cet objet est définie, àpartir de laquelle un protocole de quantification et d’évaluation qualitative nécessaireà la production d’indicateurs peut être élaboré.Pour cela, les méthodes développées doivent être reproductibles et minimiser lacomplexité et les coûts de mise en oeuvre. Dans le domaine de la télédétection, la facilitéd’utilisation et la précision des images du Pixy, paramoteur léger à voile souple,démontrent le potentiel des vecteurs de type drone. L’intérêt des satellites à très hauterésolution spatiale pour, notamment, la généralisation d’études ciblées est égalementdémontré. Les images produites correspondent notamment à une échelle intermédiairequi faisait jusqu’alors défaut. Parmi les fournisseurs d’images très haute résolutionspatiale, Google Earth est une alternative possible des fournisseurs commerciaux. Ladisponibilité de plus en plus grande d’images de résolution très élevée offre des perspectivesd’applications dans des domaines variés. Leur exploitation présente cependantdes contraintes que la Morphologie Mathématique (MM), discipline de l’analysed’image orientée-objet, permet de contourner. Les outils de la MM facilitent l’analysefaçon robuste des images non corrigées, du type Pixy ou Google Earth. Elle s’appuiesur des procédures simples à reproduire, dont les résultats s’expliquent facilement. Elleparticipe ainsi à réduire le coût des études. Or, la question économique du diagnosticenvironnemental ne peut être évacuée, en particulier dans les pays concernés par lalutte contre la désertification.Chaque chapitre de ce mémoire démontre l’importance de la prise en considérationde deux seuils : d’une part, le seuil d’hétérogénéité, en-deçà duquel l’informationrecherchée est noyée dans le bruit d’un trop grand détail, d’autre part, le seuil d’homogénéité,au-delà duquel la maille d’analyse fait que l’information est trop lissée pourêtre pertinente. Au fil des exemples analysés, les effets induits par ces seuils sur les résultatsobtenus sont décris. Leur prise en considération est ainsi un élément structurantdes méthodes développées. Au-delà de la problématique de la morphodynamique éolienne,les approches mises au point combinent ainsi des méthodes de caractérisationsemi-automatique des éléments du paysage avec des procédures d’intégration multiscalairedes indicateurs obtenus. Les résultats de cette étude sont donc potentiellementutiles à toute démarche qui cherche à appréhender les effets d’un phénomène à différenteséchelles. |
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Drylands share with deserts many environmental conditions that make them sensitive and fragile. It is a necessity to understand the mechanisms of these environments, especially in contexts where there is a risk of desertification. Such an understanding is often assessed by monitoring vegetation. Field experience, however, shows that aeolian morphodynamics may provide useful additional information. The aeolian morphodynamics plays indeed a significant role in the environmental risk of drylands. In desert systems, the anthropogenic pressure on aeolian processes is low. On the other hand, in non-desert drylands, features are smaller but have a faster reaction time to environmental change. They interact strongly with other components of the landscape, such as human activities. Accordingly, the study of non-desertic aeolian morphodynamics has to be designed following a systematic approach. It relies on a good knowledge of fundamental physics of wind geomorphology that is described in this dissertation. Various tools and concepts developed in desert environments, including potential displacement and roughness density, are given. The effects of aeolian morphodynamics on landscapes are illustrated by various examples. Standard studies of wind dynamics are discussed and questioned to demonstrate that new approaches can be explored. This study focuses anchored dunes, which remain poorly studied despite their importance in drylands. Anchored dunes are described and characterized in detail. Then a protocole of quantification and qualitative evaluation can be elaborated.Our aim was to develop methods that are reproducible and minimize the complexity and costs of implementation. The unmanned platform, Pixy, illustrates the potential of drones which provide accurate images with a great flexibility of use. The interest of very high spatial resolution imagery provided by satellites such as QuickBird is also demonstrated. Their images introduce to an intermediate scale between field and large-scale satellite imagery. Among the providers of very high spatial resolution imagery, Google Earth (GE) appears to be a good alternative to commercial suppliers. Increasing availability of free high resolution images offers potential applications in various fields. However, their use has constraints that are managed by Mathematical Morphology (MM), an object-oriented image analysis discipline. Tools from MM allow the analysis of uncorrected images, like those of Pixy or GE. It relies on simple procedures easy to reproduce and explain. It thus contributes to reducing the cost of studies. This economic issue of environmental diagnosis cannot be ignored, especially in the countries concerned by the fight against desertification.Each chapter of this thesis demonstrates the importance of two thresholds through particular example. The threshold of heterogeneity, below which information is embedded in the background noise produced by too much detail, is the first one. The threshold of homogeneity, beyond which information is too smooth to be relevant, is the second one. This work attempts to show how these thresholds may have direct effects on results of a remote sensing study. This consideration is thus a structuring element of the methods used. Beyond the issue of aeolian morphodynamics, this thesis combines semi-automatic characterization methods of landscape elements with processes of multi-scalar integration. The results are potentially useful to any approach that seeks to understand the effects of a phenomenon at different scales. |
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