Cartographie Numérique des Sols par imagerie hyperspectrale pour la modélisation environnementale en région méditerranéenne – DIGISOL-HYMED

Afin d'être opérationnel pour assister les décideurs aux échelles globales, nationales et locales, la modélisation environnementale a besoin de données sols précises. Les bases de données pédologiques existantes dans le monde ne sont ni suffisamment exhaustive, ni suffisamment précise pour être utilisées efficacement dans ce but. Une alternative crédible est la cartographie numérique des sols qui peut être définie comme « la création et l'enrichissement de systèmes d'information pédologiques à références spatiales par des modèles numériques inférant les variations spatiales et temporelles des sols et de leurs propriétés à partir d'observations de sol et de données spatiales d'environement des sols ». Pour pallier le manque de données de sol, le groupe de travail « Digital Soil Mapping » a récemment proposé de réaliser une carte numérique mondiale des propriétés de sol à haute résolution utilisant les techniques de cartographie numérique de sol. Cette nouvelle carte mondiale des sols devrait permettre d'améliorer l'aide à la décision dans une large gamme de problèmes d'intérêt mondial comme la production de nourriture, le changement climatique et les problèmes de dégradation environnementale. Le projet soumis est conçu pour initier une contribution Française à cette initiative. Il a pour but de conduire un test en vraie grandeur de la carte numérique mondiale des sols en prenant comme exemple la Tunisie. L'aspect innovant de cette contribution française est le recours massif à la spectroscopie spatiale, considérée ici comme une nouvelle source de données qui doit pouvoir produire des estimations directes de quelques propriétés de la surface du sol ( taux de carbone, texture,...). Cette nouvelle source de données devrait considérablement augmenter la qualité des cartographies numériques de sol. La région d'étude principale du projet de recherche est centrée autour du bassin versant du Lebna, en Tunisie. Cette zone d'étude de 1200 km² constitue une zone test susceptible d'anticiper la cartographie de zones similaires en Afrique du Nord et au Moyen Orient. Le projet scientifique est divisé en trois groupes de travail correspondant à trois domaines scientifiques distincts: cartographie des sols par imagerie hyperspectrale, cartographie numérique des propriétés de sol et modélisation environnementale à partir des cartes numériques de sol. Le Workpackage 1 a pour but de prédire le maximum de propriétés de surface des sols à partir d’un traitement de données hyperspectrale du Visible - Proche Infrarouge, et sur de larges territoires. Des fonctions de Spectrotransfert pour la prédiction simultanée de plusieurs propriétés de sol seront tout d’abord développées à partir des mesures spectrales de laboratoire et de terrain. Ces fonctions seront alors appliquées à des données hyperspectrales aéroportées correspondant à des sols nus, afin de cartographier à haute résolution les propriétés de surface. Ensuite la prédiction simultanée de plusieurs propriétés de sol, sur des surfaces composées de mélange (sol, végétation et roche) sera étudié. ¨Pour cela des méthodes telles que l’inversion de modèle de transfert radiatif et l’analyse en composante indépendante seront étudiées. Le Workpackage 2 a pour but de réaliser une cartographie numérique des sols en surface et sub-surface en utilisant les résultats issues du Workpackage 1. Les propriétés de surface des sols issues du traitement de données hyperspectrale du Visible - Proche Infrarouge, seront extrapolées aux zones inaccessibles par télédétection. Ceci suppose de développer une approche de simulation conditionnelle. Bien que l’imagerie hyperspectrale ne permette pas d’estimer directement les propriétés de sols de subsurface, il est attendu que l’utilisation d’indicateurs de relief couplés aux résultats issus du Workpackage 1 en tant que paramètres dans les fonctions de cartographie numérique des sols, améliorera la prédiction de propriétés de subsurface. L’utilisation conjointe de ces séries