Cet article fait partie du dossier : L'imagerie et les données satellitaires pour l'observation du territoire
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EO4Wetlands est l'un des deux projets portés par le Cerema labellisés par le Space Climate Observatory (SCO) France en 2022, avec Pleiades4UrbanFlood. Retour sur les points-clés de ce projet, qui s'est achevé en 2025.
Croiser les images de différents satellites avec d'autres sources de données
Le projet Interreg Polder 2CS auquel participe le Cerema a permis de mener des projets de recherche multidisciplinaires autour de la dépoldérisation sur le site Living Lab Hedwige-Prosperpolder (LLHPP), situé à la frontière néerlando-belge, rendu progressivement à la mer.
A la suite de la dépoldérisation, les sites Hedwige et Prosper ont été renaturés pour créer une zone humide, dans le cadre du Plan Sigma : la transformation de cet espace a été observée dans le contexte de la montée du niveau de la mer et du réchauffement climatique en combinant l’exploitation des données d’imagerie satellite comme celles provenant de la famille des Sentinel et des Pléiades, de lidar aéroporté, de sondes in situ (pour relever la teneur en eau, la température, la permittivité et la conductivité de la surface jusqu’à 1 m de profondeur) et les mesures marégraphiques. La zone humide voisine du Pays Inondé de Saeftinghe a servi de référence pour comprendre l’évolution des sites Hedwige et Prosper.
Le Cerema a piloté le projet EO4Wetlands, en partenariat avec la société Geomatys et le laboratoire de Mathématiques de l’INSA Rouen, avec la collaboration de Stowa (Fondation pour la recherche appliquée sur l'eau des Pays-Bas), le Département Mobilité et Travaux Publics de la région flamande en Belgique, le KU Leuven (Université Catholique de Louvain), France Digues et le GIP Seine Aval.
Visite de site en 2024
Une visite du site a été organisée en avril 2024 par le Cerema et le CNES avec la participation de la fondation STOWA (Fondation néerlandaise pour la recherche appliquée sur l'eau), suivie d'un comité de pilotage à l'occasion duquel les avancées du projet ont été présentées. Après à la démolition de digues en 2022, les marées qui affluent et refluent dans le polder ont laissé place à une végétalisation de type marais. Le retour naturel des eaux favorise la réappropriation des lieux par des espèces spécifiques aux zones humides ; oiseaux, rapaces, lapins… le processus de recolonisation est en bonne voie et ces observations viennent compléter les images et données satellitaires.
Le Cerema a montré le site de mesure où une sonde SoilVUE (©Campbell Scientific) a été installée en novembre 2023 pour effectuer un suivi quasi continu de la température dans l’air ainsi que des notions de teneur en eau et des propriétés diélectriques (salinité) le long du profil du sol, à plusieurs intervalles de profondeur et de temps.
Bilan 2025 : des outils pour suivre et évaluer la renaturation d’un espace littoral
Afin d'étudier l'évolution la transformation du site d’étude en zone humide et le Pays inondé de Saeftinghe, un catalogue comprenant diverses images satellitaires a été constitué. Différentes résolutions spatiales ont été intégrées, allant du centimétrique (Pléiades) au kilométrique (capteurs MODIS des satellites Terra et Aqua), à différentes longueurs d'onde, du visible (0,4 à 0,8 μm) aux micro-ondes (22,9 cm pour la bande L de PALSAR et PALSAR2, à bord d'ALOS et ALOS-2), en passant par le proche infrarouge (0,8 à 1 μm, accessible via tous les instruments optiques), les courtes longueurs d'onde (1 à 2,5 μm, accessibles via les instruments de tous les satellites Landsat, Sentinel-2, Terra et Aqua) et le thermique (4 à 100 μm, accessible via les instruments de tous les satellites Landsat, Sentinel-3, MODIS), et avec différentes périodes de revisite (allant de quotidiennes pour les instruments Sentinel-3, Terra et Aqua à des acquisitions programmées avec Pléiades).
Cette variété de données satellitaires, acquises à différentes longueurs d'onde, résolutions spatiales et temporelles, a permis d’estimer :
la corrélation entre les différentes données, en particulier celles associées aux capteurs installés sur le site étudié ;
l'influence du changement climatique sur les zones humides au cours des 40 dernières années.
l'influence des marées et des phénomènes météorologiques sur les variables mesurables à partir des données satellitaires et des capteurs in situ ;
l’évolution de la renaturation en se basant sur une classification des habitats.
Ces informations reposent sur :
- la classification des données visibles et proche infrarouge via le NDVI (indice de végétation, Normalized Difference Vegetation Index) et/ou l’EVI (indice de végétation, Enhance Vegetation Index) ;
- le suivi de la dynamique des zones humides due aux variations de la teneur en eau de la surface avec des données radar ;
- la validation des températures de surface satellitaire de la zone d’étude au regard de mesure de la température de surface mesurée par la sonde SoilVUE (©Campbell Scientific), installée durant le projet.
Les séries temporelles d’images satellites (SITS) permettent de suivre jour après jour les évolutions des plaines inondables et de la végétation lors de la renaturation d’un ancien polder. Cette diversité permet d'examiner les corrélations entre les mesures spatiales et les relevés de la sonde in situ, d'évaluer l'impact du changement climatique sur les zones humides grâce à quarante ans d'observations et d'étudier l'influence des marées et des phénomènes météorologiques. Dans le détail, l’indice EVI obtenu à partir des images Sentinel-2 ont permis le développement d'une méthode de classification automatique non-supervisée pour suivre l'évolution des habitats à travers le temps et l'espace suite à la renaturation.
De plus, les archives des données satellitaires étant disponibles (depuis ~2016 pour Sentinel, ~2000 pour MODIS et les années 90 pour Landsat), des études historiques ont été entreprises en tenant compte de l'impact passé et futur du changement climatique sur les zones humides.
La méthodologie développée durant le projet a également été appliqué sur deux autres zones humides côtières d’Europe du Nord‑Ouest : « The Wash » et le polder de Freiston (Royaume‑Uni) ainsi que la baie du Mont‑Saint‑Michel et le polder de Ploubalay (France). Toutes deux partagent le même climat océanique (été frais‑chaud, hivers froids, ciel souvent couvert) que nos sites d’études. Les renaturations de ces sites, plus ou moins anciennes, ont permis d’estimer la durée d’une renaturation complète des anciens polders étudiés dans le projet EO4Wetlands.
Dans le cadre du projet, l’entreprise a développé un jumeau numérique en accès libre qui centralise toutes les données satellitaires et in situ dans une interface évolutive. Grâce à des indicateurs clés, l’utilisateur peut analyser de manière interactive les dynamiques environnementales des sites d’études comme, par exemple, les corrélations entre marées, précipitations et dynamique des sols, et aussi d'extraire les valeurs d'indices le long de lignes, de polygones ou de points, sur la période souhaitée.
Ainsi, l’exploitation d’images satellite à différentes longueurs d'onde, résolutions spatiales et temporelles a permis d'étudier divers aspects, notamment :
- la corrélation entre les différentes données, en particulier celles associées aux capteurs installés sur le site d'étude ;
- l'influence du changement climatique sur les zones humides au cours des 40 années de données disponibles ;
- l'influence des marées et des phénomènes météorologiques sur les variables mesurables à partir des données des capteurs satellitaires et in situ.
L’imagerie satellite permet d’approfondir la connaissance du fonctionnement de cette zone humide littorale et du processus de renaturation. Le projet a permis de construire un outil de suivi des zones humides rassemblant les données satellite et provenant de capteurs in situ.
Le suivi satellitaire du site va se poursuivre, notamment dans le cadre d’un nouveau projet de recherche auquel le Cerema participe : le projet Interreg BONSAI (Boosting flood resilience in estuarine systems anticipating shifting climate zones) lancé en 2025, dont l’objectif est de renforcer la résilience des systèmes de défense contre les inondations dans les estuaires de la région nord-ouest de l’Europe (North West Europe) face au changement climatique, en développant des stratégies transnationales et des plans d'action locaux.
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Rapport technique final et synthèse en français :
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