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La télédétection présente des intérêts certains pour le suivi de l’évolution du trait de côte. Elle permet notamment de comprendre la dynamique côtière dans des zones où peu de données existent, d’assurer un suivi à haute fréquence des phénomènes et de disposer de données plus homogènes.

L’usage de la télédétection se répand progressivement pour l’observation des dynamiques littorales et de nombreux projets de recherche s’intéressent à ses développements et applications.

Ce webinaire technique a permis de présenter des projets en cours faisant usage de la télédétection sur différents types de côtes et d’échanger sur les opportunités et enjeux des solutions spatiales pour améliorer la production de métriques sur l’évolution du trait de côte.

Éléments clés des échanges

La télédétection permet de suivre diverses métriques physiques sur différents types de côtes

Différents indicateurs peuvent être suivis à partir d’imageries satellitaires.
En France et à l’échelle européenne, les utilisations concernent principalement la bathymétrie d’avant-côte et des marqueurs de position du trait de côte (pied de dune, jet de rive ou ligne d’eau instantanée). L’imagerie satellite oblique Pléiades (à très haute résolution et avec une revisite journalière) contribue également à améliorer le suivi et la compréhension de l’érosion des falaises en permettant de recueillir des données sur le front de falaise.

Pour les côtes sableuses à fort marnage, travailler à une échelle multi-temporelle (extraction d’une position du trait de côte (ex. limite d’eau) sur une période plutôt qu’à un instant t) est avantageux pour extraire des métriques qui seront moins influencées par les marées et la pression atmosphérique.

Les données des satellites Pléiades et Sentinel sont les plus fréquemment utilisées

Les images Pléiades offrent notamment une très haute résolution spatiale, une large couverture géographique, de possibilités de programmation d’acquisition et de tarifs avantageux pour le secteur public. Elles sont toutefois sensibles à la couverture nuageuse. Les données des satellites Sentinel sont accessibles librement à travers le programme européen d’observation Copernicus.

Différentes méthodologies d’extraction sont mobilisables en fonction des métriques et types de côtes considérés

• Le Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) est une méthode semi-automatique par seuillage d’indice radiométrique qui permet l’extraction de la limite eau / non-eau sur les images satellitaires. Cette méthode est pertinente sur les littoraux sableux à faible marnage et permet une large couverture spatiale tout en offrant une bonne précision métrique. Toutefois, elle ne permet d’identifier que le trait de côte instantané.

• Des algorithmes sont développés par certains acteurs pour automatiser l’extraction d’indicateurs de la position du trait de côte à différentes fréquences (historiques, annuelles, saisonnières), en combinant des approches multi-indices (indices réflectance, NDVI, NDWI2 ) avec des phases de validation par des experts. Une automatisation permettrait un gain de temps dans le traitement des données et une meilleure réactivité sur l’analyse d’impacts post-tempête par exemple.

• La stéréo-restitution peut être utilisée pour reconstituer en 3D les fronts de falaise. Une difficulté tient cependant au fait d’une forte dépendance de la restitution 3D aux paramètres environnementaux (orientation du front de falaise, ombrage lié aux saisons, couleurs et textures des falaises…). Cette méthode nécessite d’être testée sur une diversité de sites d’études, exposés à des forçages météo-marins différents, afin d’améliorer sa transposabilité et la représentativité des résultats. Afin d’expliquer les vitesses, rythmes et modalités d’érosion des falaises, la reconstitution en 3D de front de falaise peut être combinée avec un suivi diachronique du haut de falaise pour obtenir les vitesses annuelles d’érosion, ainsi qu’une détection semi-automatiques des éboulements par apprentissage profond.

© i-Sea

Les images haute résolution offrent une précision assez fine par rapport aux données de terrain

La comparaison des résultats obtenus à partir d’images satellitaires avec des données de terrain, relevées par des observatoires locaux, permet d’évaluer la précision du traitement des images haute résolution à quelques mètres (2 à 7m en fonction des types d’environnements). Les évolutions détectées sur le temps long par satellite sont identiques à celles évaluées sur le terrain avec des relevés DGPS. De plus fortes marges d’erreur peuvent être constatées en fonction du marqueur de trait de côte utilisé (ex. positionnement du pied de dune), mais elles peuvent facilement être rectifiées manuellement dans le traitement des images pour réduire les incertitudes.

La télédétection peut aider à optimiser les relevés de terrain

La télédétection présente des intérêts face aux besoins d’information géographique précise pour le suivi de l’évolution du trait de côte. Bien que les données spatiales n’aient pas vocation à remplacer celles plus précises produites par les observatoires (à partir d’acquisitions lidar, par drone ou DGPS), elles représentent un outil d’amélioration de l’observation et de la connaissance en terme de fréquence d’acquisition qui peut contribuer à optimiser les relevés de terrain. Les images satellitaires peuvent par exemple permettre d’identifier des zones de forte mobilité du trait de côte afin de mieux cibler les relevés de terrain à opérer. Le recours à la télédétection nécessite toutefois en premier lieu une appropriation des techniques par les gestionnaires.

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DGALN/DEB/ELM2 - Bureau de la gestion des espaces maritimes et littoraux
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