Annonce postée par : Gallon (regis.gallon(a)lecnam.net)
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Évaluation quantitative des communautés macroalgales intertidales par télédétection
Co-financement : Agence de l'eau Seine-Normandie - Région Normandie
Direction de thèse : Pascal Bailly du Bois et Régis Gallon
La télédétection par imagerie permet d'étudier de grandes surfaces, mais
l'efficacité des satellites et des aéronefs pour la cartographie des macroalgues
intertidales à petite échelle est limitée par leur résolution spatiale grossière
(50cm à 3m), leur résolution spectrale limitée (Spot5 – 4 bandes, Pléiades – 5 bandes,
Sentinel-2 - 13 bandes) et leur flexibilité opérationnelle restreinte (El Mahrad et al.,
2020). Le développement rapide des drones (UAV) et de la technologie des capteurs peut
résoudre ces problèmes et fournir une alternative potentielle. Parmi les différents
capteurs les images multi-spectrales et hyper-spectrales sont couramment utilisées sur la
végétation terrestre, par exemple, pour estimer les rendements des cultures, ces
technologies peuvent être employées en zone intertidale pour identifier les macroalgues
(Diruit et al., 2022; Douay et al., 2022; Kotta et al., 2018)(Figure 3) et estimer leur
biomasse (Bel
l et al., 2015; Chen et al., 2022; James et al., 2020).
Cette approche permettra d’apporter une nouvelle méthodologie pour cartographier les
habitats macroalgaux intertidaux en s’appuyant sur données hyper- spectrales et LiDAR.
Les données hyperspectrales permettront à la fois d’identifier les macroalgues et
d’évaluer la production et la productivité de ces communautés. Les acquisitions LIDAR
par drone permettront d’obtenir une topographie précise des sites pour étudier la
distribution altimétrique des macroalgues. Ces travaux vont donc permettre d’appréhender
la capacité de résilience des systèmes en fonction de pressions et comprendre ces
dernières affectent la structure des communautés et leurs conséquences sur la fonction
de production. L’étude des relations biodiversité́ / production est au cœur des grandes
questions relatives aux capacités de résilience des écosystèmes (Isbell et al., 2015).
La thèse est structurée en 4 axes :
AXE1 : Evaluation des pressions sur les sites étudiés : Le doctorant devra réaliser une
synthèse bibliographique des pressions structurant les communautés macroalgales
intertidales sur le littoral Normand. Il pourra s’appuyer sur l’expertise d’un comité
scientifique qu’il coanimera avec les encadrants de thèse.
AXE2 : Étudier la structure des communautés algales par télédétection : En s’appuyant
sur le service Drone du Cnam-Intechmer, le doctorant acquerra des prises de vue
aéroportées multi et hyperspectrales des neufs sites d’étude. Il complètera ces clichés
par des l’acquisition d’images satellites (Pleidaes, spot). Des mesures seront également
réalisées en laboratoire à l’aide d’une caméra hyper-spectrale Specim IQ (400 nm à
1000 nm, 204 bandes) pour évaluer la variabilité spécifique de la réflectance en
fonction des saisons et du stade de croissance. Elles seront ensuite comparées avec des
données aéroportées. Des survols avec un capteur LiDAR (Laser imaging Detection And
Ranging, DJI Zenmuse L1) permettra de caractériser la topographie des sites et de
discriminer des signatures hyper-spectrales très proches par l’altitude. A terme, le
couplage des données aéroportées avec les données de terrain permettra de réalise
r un modèle pour réaliser une cartographie des habitats macroalgaux intertidaux. Ce
modèle prendra en compte les données hyperspectrales et topographiques de la zone
étudiée.
AXE3 : Évaluer l’état physiologique des communautés macroalgales par télédétection :
Les mesures aéroportées seront calibrées par des mesures de terrain. Des quadrats
seront positionnées sur l’estran pour décrire la diversité des communautés et mesurer
la biomasse algale totale. Ces mesures de terrain seront complétées par des mesures
hyper-spectrales en laboratoire (en complément des mesures de la tâche 2) pour estimer
l’effet de la teneur en eau sur les mesures de biomasse (Che et al., 2021). La
productivité sera calibrée à l’aide de cloches benthiques développées par le
Cnam-Intechmer.
AXE4 : Les données acquises à partir des objectifs précédents vont permettre d’élaborer
un indicateur spatialisé permettant d’estimer l’état de santé des communautés algales
intertidales.
Localisation
La thèse se déroulera à Cherbourg au sein du Cnam-Intechmer rattaché au Laboratoire des
Sciences appliquées de Cherbourg (EA 4253, LUSAC).
Profil recherché
Le candidat devra montrer de bonnes connaissances en écologie marine et une curiosité
naturaliste.
La méthodologie combine différentes approches : mesures sur le terrain, expériences en
laboratoire, traitement de données, modélisation numérique. La thèse s’adresse donc à une
personne ayant un attrait pour l’ensemble de ces approches (même sans les avoir toutes
déjà pratiquées). La capacité à analyser des données chiffrées est capitale. L’étudiant-e
devra avoir une maîtrise, d’un langage de programmation (R ou Python), et surtout la
motivation à apprendre à coder ou à se perfectionner.
Les candidatures seront analysées au fur et à mesure de leur réception. Pour candidater
(CV et lettre de motivation) ou avoir plus d’informations sur la thèse, écrivez à :
regis.gallon(a)lecnam.net et pascal.baillydubois(a)lecnam.net
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