3. 'Harmful Algal Blooms' ou efflorescences algales dangereuses
Comment la télédétection peut aider à détecter et à surveiller les blooms ?
Les efflorescences algales étant de plus en plus perçues comme une menace potentielle, la surveillance et la prévision de ces phénomènes dans l'environnement marin sont devenues des matières d'intérêt ces dernières années. Des outils efficaces pour détecter et surveiller les HAB sont nécessaires pour pouvoir planifier et mettre en place des mesures de réduction des effets, et ce particulièrement dans les secteurs de la santé publique et de la gestion des ressources naturelles.
Les analyses d'échantillons prélevés à partir d'un bateau de recherche (données in situ ou de terrain) sont très utiles pour déterminer les différentes espèces d'algues présentes. Mais quand il s'agit de déterminer l'étendue et le mouvement d'un bloom, les mesures in situ sont beaucoup trop onéreuses.
Comment ?
Les principaux avantages de l'utilisation de la télédétection sont la possibilité d'avoir une vue à très large échelle et la haute résolution temporelle qu'elle offre. Ainsi, de larges zones d'efflorescences algales peuvent être étudiées et leur mouvement peut être suivi en observant des images acquises à différents moments.
En comparant les deux images ci-dessous, on peut voir comment la concentration en chlorophylle peut varier en seulement une semaine. Ces images en pseudo-couleurs montrent les concentrations relatives en chlorophylle: les couleurs bleu et vert indiquent des concentrations faibles et les couleurs rouge et jaune des concentrations élevées.
Source: NERSC / ESA
La télédétection des blooms se base principalement sur des mesures de la couleur de l'océan. La télédétection optique des efflorescences algales s'appuie sur le fait que la couleur de l'eau est très influencée par les pigments des algues.
En pleine mer, les variations de la couleur de l'eau sont uniquement dues au phytoplancton.
Près du littoral et dans les zones côtières, les propriétés optiques de l'eau de mer sont beaucoup plus complexes. Les sédiments en suspension et les composés organiques dissous affectent aussi la couleur de l'eau. Les embouchures de cours d'eau, les vents régionaux et les courants marins causent de la turbidité dans les eaux côtières, ce qui modifie les propriétés optiques de l'eau.
Quelle est la couleur de l'océan ?
Ta réponse est probablement bleu et tu as raison - pour la plupart des océans en tous cas. Il faut cependant savoir qu'un des plus importants facteurs capables d'influencer la couleur de l'eau est le phytoplancton, qui contient de la chlorophylle.
La relation est très simple:
moins il y a de phytoplancton, plus l'eau sera bleue.
Qu'est-ce que les satellites mesurent ?
Les capteurs à bord des satellites détectent la lumière réfléchie par la surface de la mer dans différentes longueurs d'onde. Les concentrations en chlorophylle peuvent être dérivées des données satellitaires en calculant le rapport bleu/vert de réflectances de l'eau. Plus la couleur bleue est absorbée, plus la couleur verte sera réfléchie, indiquant la présence d'une concentration élevée en phytoplancton dans l'eau de mer, et inversement.
Dans les zones côtières, de grandes quantités de matière inorganique sont présentes en suspension et dissoutes dans l'eau de mer. C'est pourquoi un autre rapport de réflectances, le rapport rouge/proche infrarouge, est utilisé pour y calculer la concentration en chlorophylle.
Télédétection des efflorescences algales: prérequis et limites
La télédétection optique peut fournir des images précieuses (et magnifiques !) des efflorescences algales pour peu qu'un certain nombre de conditions soient rencontrées:
- il ne doit pas y avoir de couverture nuageuse
- le bloom doit être situé près de la surface
- le bloom doit avoir causé un changement perceptible de la couleur de l'eau
Quand la couverture nuageuse est importante, comme dans l'image ci-dessous par exemple, il est difficile de détecter la présence d'algues marines.
Question:
De ce tu as appris sur les efflorescences algales et les méthodes pour les observer de l'espace, penses-tu qu'il soit possible de déterminer, à partir d'une image satellite, si une espèce d'algue est dangereuse ou non ?
Plus d'infos:
- Eutrophication (en anglais)
- Eutrophication in the European Seas (en anglais)
- Harmful Algae (en anglais)
- MERIS Ocean colour sensor (en anglais)
- SeaWiFS Ocean colour sensor (en anglais)
- SEOS tutoriel Ocean Colour in the coastal zone
- List of current Ocean-Colour Sensors
(International Ocean Colour Coordinating Group, IOCCG)
