En savoir plus

Normandin C., Frappart F., Bourrel L., Telly Diepkilé A., Mougin E., Zwarts L., Blarel F., Egon F., Wigneron J-.P., 2024. Quantification of surface water extent and volume in the Inner Niger Delta (IND) over 2000–2022 using multispectral imagery and radar altimetry, Geocarto International, 39:1. DOI 10.1080/10106049.2024.2311203

Contexte

Le réservoir d'eau de surface (lacs, rivières et plaines d’inondation) est une ressource en eau essentielle pour les écosystèmes et les populations. Les plaines d'inondation jouent un rôle majeur dans la régulation du débit des cours d'eau, en stockant de grandes quantités d'eau pendant des périodes prolongées (plusieurs mois), dans la modulation des températures de l'air et dans l'augmentation de l'évapotranspiration. D'un point de vue géochimique, les variations spatiales et temporelles des plaines d'inondation sont d'une grande importance pour les émissions de méthane et le piégeage et la libération du carbone. Pourtant, la dynamique spatio-temporelle de ces plaines est mal connue à l'échelle régionale et mondiale. Les principales raisons sont l'absence de mesures pluriannuelles de la surface inondée et de la hauteur d'eau, et l'intégration limitée de ces variables dans les modèles hydrologiques et hydrodynamiques.

La télédétection par satellite peut quantifier les stocks d'eau de surface. Mais les principales limitations des anciennes techniques utilisées sont la faible résolution spatiale des cartes d'inondation et la profondeur temporelle limitée en raison de l'utilisation de données altimétriques issues souvent d'une seule mission. Des études récentes ont créé des séries temporelles plus longues en utilisant des images multispectrales MODIS (résolution spatiale de 500 m et résolution temporelle de 8 jours) et des enregistrements provenant de plusieurs missions altimétriques. Ces premières études nécessitent cependant d'être généralisées à d'autres types d'environnements à différentes échelles et sur des séries temporelles plus longues

L’objectif de l’article est de quantifier l'étendue et le volume des eaux de surface sur le delta intérieur du Niger (Mali), en utilisant l'imagerie multispectrale MODIS et l'altimétrie radar (échantillonnage temporel de 27-35 jours selon la mission) sur la période 2000-2022. Afin de valider cette étude, les résultats ont été comparés à d'autres ensembles de données et les cartes de hauteurs d’eau ont été, pour la première fois, validées au moyen de profils de hauteur d’eau obtenus le long des traces du lidar altimétrique ICESat-2.t.

Principaux résultats

Les surfaces d'eau obtenues par la méthode NORMANDIN2018 ont été comparées avec différentes méthodes (cf Figures). Toutes ces méthodes permettent d'identifier le réseau principal du fleuve Niger et des affluents, dont le principal, le Bani. Elles montrent aussi des cycles saisonniers similaires, mais NORMANDIN2018 présente des différences dans la durée des inondations entre l'amont et l'aval du delta intérieur du Niger. Les durées d'inondation sont plus courtes par PEKEL2016 et plus longues par PICKENS2020.

Les cartes de niveau d'eau produites par NORMANDIN2018 et par ZWARTS2018 ont été comparées aux données ICESat-2. Les résultats de NORMANDIN2018 sont en meilleure adéquation avec ceux d’ICESat-2 que ceux de ZWARTS2018.

NORMANDIN2018 peut être appliquée à d'autres grands bassins et généralisée. Les surfaces en eau peuvent être calculées, si le site d'étude n'est pas trop nuageux et a peu de végétation, puis combinées avec les hauteurs d'eau altimétriques pour obtenir des séries temporelles de volumes d'eau de surface.

Ces données (imagerie multispectrale MODIS et altimétrie radar) sont disponibles gratuitement.

Améliorations possibles

• Améliorer la résolution spatiale en réduisant la taille des pixels de 500 m à 250 m.
• Améliorer la résolution temporelle en combinant les données MODIS du satellite Terra avec les données du capteur MODIS du satellite Aqua.
• Comparer avec les données de la mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography), lancée en décembre 2022, pour cartographier les eaux de surface continentales et estimer les variations du stockage des eaux de surface.