Nouvelle topographie à haute résolution de la zone intertidale du delta du Bengale

Résultat scientifique Océan Atmosphère

Dans les régions littorales au relief très plat comme le delta du Bengale, la topographie des zones alternativement couvertes et découvertes par la marée conditionne étroitement les caractéristiques des surcotes cycloniques et des vagues générées lors des événements extrêmes. Une équipe internationale1 a développé une nouvelle méthode d’estimation de cette topographie, en combinant l’imagerie multi-spectrale de la constellation de satellites Sentinel-2 avec la hauteur d’eau prédite par un modèle de marée régional. Les chercheurs ont ainsi pu obtenir une topographie de l’ensemble du delta, laquelle permet de compléter la connaissance de cette région clé en terme de vulnérabilité littorale.

  • 1. Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, UPS / CNRS / CNES / IRD) et le laboratoire Littoral, environnement et sociétés (LIENSs, CNRS / Université de la Rochelle).

La topographie des zones littorales alternativement couvertes et découvertes par la marée, dites zones intertidales, constitue un facteur clé de la dynamique des submersions littorales. Cependant, cette topographie intertidale est mal connue à l’échelle globale, du fait du coût élevé des levés bathymétriques in situ et de l’accès impossible des navires océanographiques traditionnels à ces zones très peu profondes. Ceci est particulièrement vrai pour le delta du Bengale, plus vaste région deltaïque au monde.

Afin de pallier ce manque de données in situ, une équipe internationale1 a développé une approche combinée, alliant télédétection spatiale et modélisation hydrodynamique. Les chercheurs ont ainsi mis au point une méthode complètement automatique de détection du trait de côte à partir de données satellitaires, qui permet de traiter des bases de données d’imagerie spatiale à haute résolution comme Sentinel-2. Ils ont par ailleurs estimé l’altitude des lignes d’eau observées sur les images satellitaires à l’aide du modèle de marée régional SCHISM. En reliant la position horizontale du trait de côte à différentes phases de la marée avec les hauteurs d’eau modélisés, ils ont alors pu déduire un modèle numérique de terrain (MNT).

La région utilisée par les chercheurs pour tester ce modèle couvrait l’ensemble du continuum deltaïque du Bengale, depuis l’extrémité amont des estuaires du Gange et du Brahmapoutre jusqu’au littoral du golfe et ses îles côtières. Les chercheurs ont évalué la qualité de leur MNT, dont la résolution de 10 m et la couverture de plus de 1100 km2 étaient sans précédent pour cette région, en comparant leurs estimations avec deux jeux de levés bathymétriques in situ indépendants. Ils ont ainsi pu estimer que la précision du produit était de l’ordre de 1,5 m, ce qui est dans la barre d’erreur des levés utilisés pour cette validation.

Schéma de l’approche expérimentale
Schéma de l’approche expérimentale : l’imagerie satellitaire à haute-résolution donne accès à des chroniques de la position horizontale de la ligne d’eau littorale et le modèle de marée permet d’y associer une position verticale (c’est-à-dire une altitude). La combinaison des positionnements horizontaux et verticaux des lignes d'eau permet d’obtenir un modèle numérique de terrain à haute résolution, qui couvre toute la frange intertidale.

Ce MNT va permettre à la communauté scientifique d’aborder avec une précision accrue la modélisation numérique de l’hydrodynamique et des vagues de la frange littorale. Cette nouvelle méthodologie étant automatique et peu coûteuse sur le plan numérique, elle peut être directement appliquée à tous les environnements similaires dont la topographie est mal cartographiée, comme les autres grands deltas tropicaux.

  • 1. Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, UPS / CNRS / CNES / IRD) et le laboratoire Littoral, environnement et sociétés (LIENSs, CNRS / Université de la Rochelle).

Financement

Ces travaux ont été financés par le CNES (projet TOSCA BANDINO), l’ANR (projet DELTA, ANR-17-CE03-0001) et l’Ambassade de France au Bangladesh.

Source

J. U. Khan, N. Ansary, F. Durand, L. Testut, M. Ishaque, S. Calmant, Y. Krien, A.K.M. S. Islam, F. Papa, High Resolution Intertidal Topography from Sentinel-2 Multi-Spectral Imagery: Synergy between Remote Sensing and Numerical Modelling. Remote Sensing, 11, 2888; doi:10.3390/rs11242888. https://www.mdpi.com/2072-4292/11/24/2888

Contact

Fabien Durand
Laboratório de Geoquímica