Cartographie de la biomasse du microphytobenthos


Une approche en laboratoire a permis de développer le premier modèle de transfert radiatif du biofilm microphytobenthique, le MPBOM (Kazemipour et al., 2011). Associé à l'utilisation d'indices spécifiques afin de discriminer micro et macro-algues sur la vasière, et au sein même du biofilm Euglènes et Diatomées (Méléder et al., 2010; Kazemipour, 2011), ce modèle a été appliqué avec succès aux images de 2009 en baie de Bourgneuf (Kazemipour et al., 2012). L'état zéro du suivi est donc donné à partir de cette année. Les campagnes de 2010 et 2011 nous donne un premier aperçu de l'évolution du microphytobenthos de la Baie de Bourgneuf. Il est en net recul en 2010 par rapport à 2009 mais les conditions météos n'étaient pas favorables.

Matériel

L'image de 2002 a été réalisée par le DLR à l'aide de sa caméra DAIS grâce au programme HySens. Les autres images aéroportées du programme SOHLA ont été réalisées depuis 2009 par Actimar et FIT-Conseil, à l'aide des caméras HySpex VNIR-1600 et SWIR-320m-e du LPG financées par le CPER Génie-civil environnemental et développement durable de la ville (axe 3).

Voici le matériel utilisé pour réaliser les images de 2013:
capteurs et avion

Travaux effectués en Baie de Bourgneuf
  • Images en vraies couleurs de la Baie de Bourgneuf :
 financées par HySens 08/2002 fournies à GEOPALimage en vraies couleurs Baie de Bourgneuf 2002
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 financées par GERRICO+CNRS 09/2009 fournies à GEOPALimage en vraies couleurs Baie de Bourgneuf 2009
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 financées par le CNRS 05/2010 fournies à GEOPALimage en vraies couleurs Baie de Bourgneuf mai 2010
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financées par GEOPAL 09/2010image en vraies couleurs Baie de Bourgneuf septembre 2010
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financées par GEOPAL 09/2011image en vraies couleurs Baie de Bourgneuf 2011
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 financées par GEOPAL 09/2013image en vraies couleurs Baie de Bourgneuf 2013
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  • Images, obtenues après analyse des images précédentes,  faisant ressortir en rouge orangé les diatomées, en vert les euglènes (+ végétation terrestre) et en bleu la présence d'une lame d'eau claire en surface par la combinaison d'indices spécifiques à chacune des couvertures. Les eaux les plus turbides y apparaissent en noir comme les autres matériaux.
 Image issue des images acquises en 2002

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 Image issue des images acquises en 2009
indice du microphytobenthos Baie de Bourgneuf 2009
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Image issue des images acquises en mai 2010
indice du microphytobenthos Baie de Bourgneuf 052010
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 Image issue des images acquises en septembre 2010
indice du microphytobenthos Baie de Bourgneuf 092010
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 Image issue des images acquises en 2011
indice du microphytobenthos Baie de Bourgneuf 2011
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 Image issue des images acquises en 2013

  • Cartographie du microphytobenthos par la détermination de sa biomasse obtenues après analyse des images précédentes par MPBOM:
 Carte issue des images acquises en 2002Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf 2002
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Carte issue des images acquises en 2009 Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf 2009
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 Carte issue des images acquises en mai 2010Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf  mai 2010
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 Carte issue des images acquises en septembre 2010Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf septembre 2010
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 Carte issue des images acquises en septembre 2011Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf  2011
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 Carte issue des images acquises en septembre 2013Cartographie du microphytobenthos en Baie de Bourgneuf 2013
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La même procédure a été appliquée aux images sur l'estuaire de la Loire, afin de mettre en évidence la zonation du microphytobenthos.
Travaux effectués sur l'Estuaire de la Loire

  • Images en vraies couleurs de l'Estuaire de la Loire
réalisées par ACTIMAR en 2010
image en vraies couleurs estuaire de la Loire 2010
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 réalisées par ACTIMAR en 2011 image en vraies couleurs estuaire de la Loire 2011
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 réalisées par FIT-Conseil (avec réduction du temps de vol) en 2013 image en vraies couleurs estuaire de la Loire 2013
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  • Images, obtenues après analyse des images précédentes,  faisant ressortir en rouge orangé les diatomées, en vert les euglènes (+ végétation terrestre) et en bleu la présence d'une lame d'eau claire en surface par la combinaison d'indices spécifiques à chacune des couvertures. Les eaux les plus turbides y apparaissent en noir comme les autres matériaux.
 images réalisées en 2010indice du microphytobenthos estuaire de la Loire 2010
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images réalisées en 2011
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images réalisées en 2013 indice du microphytobenthos estuaire de la Loire 2013
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  • Cartographie du microphytobenthos par la détermination de sa biomasse obtenues après analyse des images précédentes par MPBOM:
 carte issue des images acquises en 2010 carto biomasse 2010
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carte issue des images acquises en 2011
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 carte issue des images acquises en 2013 Cartogaphie du Microphytobenthos dans l'Estuaire de la Loire 2013
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Les résultats principaux sont que le microphytobenthos varie dans la même gamme de biomasse, avec des valeurs maximales de 35 mg Chl a/m². Par contre, alors que la baie de Bourgneuf montre une structuration assez pérenne des biofilms, ces derniers ont une répartition spatiale variable sur les vasières de l'estuaire de la Loire pour 3 années étudiées. Cette hétérogénéité serait expliquée par une hydrodynamique plus importante dans l'estuaire qu'en baie de Bourgneuf. Ces résultats sont d'une importance capitale pour la compréhension du fonctionnement de ces écosystèmes à forte productivité, et sous forte influence anthropique.


Mise à disposition de données


Les métadonnées sont disponibles dans le catalogue de métadonnées de l'OSUNA.

Elles sont également consultables sur la plateforme GEOPAL (en bas à droite de la page, dans la catégorie catalogue moissonnée, cliquez sur OSUNA).

Les données sont consultables en ligne à partir du visualiseur cartographique de l'OSUNA qui utilise le visualiseur de l'IDS INDIGEO. Un projet cartographique a été créé spécifiquement pour ces travaux (pour plus d'informations sur les jeux de données veuillez contacter les auteurs).


Bibliographie



Kazemipour, F., (2011) Caractérisation hyperspectrale des biofilms microphytobenthiques : Cartographie de la biomasse de la micro à la macro échelle. Thèse de Doctorat de l'Université de Nantes. 198 p.
Kazemipour, F., P. Launeau, V. Méléder (2012) Microphytobenthos biomass mapping using the optical model of diatom biofilms: Application to hyperspectral images of Bourgneuf Bay. Remote Sensing of Environment 127, 1-13
Kazemipour F., V. Méléder, P. Launeau (2011) Optical properties of microphytobenthic biofilms (MPBOM): Biomass retrieval implication. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Volume 112, Issue 1, January 2011, Pages 131-142
Méléder V., Launeau P., Barillé L., Combe J.-Ph., Carrère V., Jesus B., Verpoorter Ch. (2010). Hyperspectral imaging for mapping microphytobenthis in coastal areas. In : Geomatic Solutions For Coastal Environments, Eds Maanan M. and Robin M. Nova Science Publishers, Inc. pp. 71-139

Le programme GEOPAL (Etat - Région des Pays de la Loire - FEDER) et l'OSUNA financent  ce service régional SOHLA de 2010 à 2013.
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