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Dans un contexte de changement climatique et du Plan d’Action pour la Prévention des Risques d’Origine Glaciaire et Périglaciaire dirigé par le service de Restauration des Terrains de Montagne (RTM) de l’Isère de l’Office National des Forêts (ONF), le suivi des phénomènes naturels en montagne est une forte source de préoccupation. La compétence "télédétection" a été identifiée comme appropriée pour analyser de grandes surfaces montagneuses dans un souci d’efficacité et d’opérationnalité et une coopération s’est faite avec le Centre d’Etudes de la Neige (CEN) à la pointe dans l’utilisation de méthode de télédétection. L’objectif du stage est d’étudier et de mieux comprendre la variation du signal SAR de Sentinel-1 dans des environnements de lacs de montagne afin de contribuer aux trava[...]

Dans un contexte de changement climatique et du Plan d’Action pour la Prévention des Risques d’Origine Glaciaire et Périglaciaire dirigé par le service de Restauration des Terrains de Montagne (RTM) de l’Isère de l’Office National des Forêts (ONF), le suivi des phénomènes naturels en montagne est une forte source de préoccupation. La compétence "télédétection" a été identifiée comme appropriée pour analyser de grandes surfaces montagneuses dans un souci d’efficacité et d’opérationnalité et une coopération s’est faite avec le Centre d’Etudes de la Neige (CEN) à la pointe dans l’utilisation de méthode de télédétection. L’objectif du stage est d’étudier et de mieux comprendre la variation du signal SAR de Sentinel-1 dans des environnements de lacs de montagne afin de contribuer aux travaux d’une méthode d’objectif opérationnel de segmentation des images SAR pour détecter les lacs en montagne et suivre leur évolution de superficie. La détection d’intérêt ne concerne pas seulement les lacs d’eau libre mais principalement les lacs partiellement ou totalement gelés en hiver ce qui représente un défi scientifique majeur. Très peu d’études dans la littérature ont étudié cet aspect et peu de résultats probants permettent de relier les variations des signaux de rétrodiffusion des lacs en montagne qui gèlent avec des changements d’états de surface des lacs. Cette étude a mis en évidence la saisonnalité particulière des signaux de rétrodiffusion des lacs en montagne, différenciable des autres objets à proximité des lacs (roches, prairies, glaciers...) dans la zone d’étude 31 TGL. Cette saisonnalité est directement corrélée à des changements d’états de surface des lacs avec l’apparition de gel partiel, gel total, gel recouvert de neige et autres, ayant pour conséquence d’augmenter les signaux de rétrodiffusion comparé aux périodes des lacs en eau libre. Un particularité est la transformation de la neige sèche en neige humide avec l’arrivée du printemps (date de transformation influencée en partie par l’altitude du lac) qui est clairement visible dans les signaux de rétrodiffusion sur toutes les surfaces des lacs et des zones à leurs extérieurs, avec une chute brutale des intensités à des niveaux annuels minimaux, légèrement inférieures aux intensités des lacs en eau libre, proches des intensités des zones d’ombres du capteur. Aussi, ce travail a montré qu’il est possible de différencier les intensités de rétrodiffusion des lacs par rapport aux zones d’ombres, car elles présentent de plus fortes valeurs et présentent des variations saisonnières (contrairement zones d’ombres). A une exception près, en période où les lacs sont recouverts de neige humide, les signaux des lacs ont un risque de se confondre avec les zones d’ombres. Dans le même temps, l’étude a mis en avant des premiers résultats de la nouvelle méthode de détection des lacs en montagne développée par le Centre d’Etudes de la Neige et l’Institut National de Recherche en Informatique à partir d’un indice mathématique, en utilisant les images satellites des deux orbites S1a et S1b de la constellation Sentinel-1, ouvrant la porte à un approfondissement de cette méthode et une potentielle automatisation pour les services RTM de l’ONF.