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Université de Grenoble (21/10/2010), Jean-Paul LAURENT (Dir.)
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ESTIMATION DE L'ÉTAT HYDRIQUE DES SOLS EN AFRIQUE DE L'OUEST PAR TÉLÉDÉTECTION SPATIALE
Truong Tran1

Les travaux réalisés au cours de cette Thèse ont contribué à améliorer l'estimation de l'humidité de surface du sol et de l'humidité racinaire sur la bande sahélienne en Afrique de l'ouest. La première partie a été consacrée à évaluer la capacité de différents algorithmes d'estimations de l'humidité du sol basées sur des mesures satellites dans le domaine spectral de l'infrarouge thermique. Dans un deuxième temps, une méthode a été développée dans le but d'obtenir une cartographie de l'humidité du sol à une résolution temporelle fine (< 3h) en se basant sur deux produits satellites: un produit satellite de précipitation et une cartographie journalière micro-onde sensible à l'humidité du sol. Dans un troisième temps, une évaluation de la fiabilité et de la robustesse de la méthodologie a été proposée. Enfin, une méthode semi-empirique a été utilisée afin de produire une cartographie de l'humidité de la zone racinaire (0-1 m) sur l'ensemble de la bande sahélienne. Les mesures de terrain obtenues sur trois sites situés au Mali, au Niger et au Bénin dans le cadre du programme AMMA ont servi de référence pour évaluer la qualité des estimations de l'humidité superficielle et racinaire à chaque étape de ce travail. Les résultats montrent qu'une estimation de l'humidité superficielle du sol est possible avec une précision de moins de 3 % vol. sur la bande sahélienne. L'erreur est de l'ordre de 5% vol. sur la zone soudanienne (Bénin). La précision est identique sur l'estimation de l'humidité racinaire. Enfin, la méthode développée permet parallèlement de corriger les produits satellites de précipitation et notamment la surestimation du cumul annuel et du nombre d'événements des trois produits satellites utilisés dans ce travail.
1:  LTHE - Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement
humidité du sol – humidité de la zone racinaire – télédétection – infrarouge thermique – micro-ondes – API – C-MEB – AMSR-E – MSG – EPSAT-SG – CMORPH – PERSIANN – TRMM-3B42 – Sahel – Afrique de l'ouest – AMMA

SOIL MOISTURE ESTIMATES FROM REMOTELY SENSED MEASUREMENTS OVER WEST AFRICA
The thesis works have contributed to improve the surface soil moisture estimates and the root-zone soil moisture estimates on the Sahel band in West Africa. The first part was dedicated to assess the ability of different algorithms to estimate soil moisture based on satellite measurements in thermal infrared spectrum. In the second part, a method was developed in order to obtain a soil moisture mapping at high temporal resolution (< 3h) based on two satellite products: a satellite-based rainfall product and daily passive microwave measurements sensitive to soil moisture. In a third part, an assessment of the reliability and robustness of the methodology has been proposed. Finally, a semi-empirical method was used to produce root-zone soil moisture maps (0-1 m) over the Sahel region. Ground-based soil moisture measurements obtained at three sites in Mali, Niger and Benin during the AMMA program were used to assess the quality of estimates of near-surface and root-zone soil moisture at each stage of this work. The results show that an estimate of the surface soil moisture is possible with an accuracy of less than 3% vol. over the Sahel band. The error is about 5% vol. over the Sudanian zone (Benin). The accuracy is identical for the root-zone soil moisture estimate. Finally, the developed method allows at the same time to correct satellite-based rainfall products and notably the overestimation of the annual accumulation and the number of rain events of the three rainfall satellite products used in this work.
soil moisture – root-zone soil moisture – remote sensing – thermal infrared – microwave – API – C-MEB – AMSR-E – MSG – EPSAT-SG – CMORPH – PERSIANN – TRMM-3B42 – Sahel – West Africa – AMMA

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