Supplément - Signature spectrale de la végétation

Signature spectrale de la végétation

La végétation recouvre une grande partie de la surface terrestre. Son rôle dans la régulation des températures à l'échelle de la planète, dans la régulation du CO ₂ et dans bien d'autres domaines encore en font un type de couverture du sol d'une grande importance et d'un grand intérêt. La télédétection utilise la manière particulière avec laquelle la végétation reflète le rayonnement électromagnétique incident pour obtenir des informations à son sujet.

Structure cellulaire d'une feuille et son interaction avec l'énergie électromagnétique. La quasi-totalité de la lumière visible est absorbée tandis que près de la moitié de l'énergie émise dans le proche infrarouge est réfléchie.

Sous l'épiderme supérieur , on retrouve principalement deux couches de cellules (l'épiderme n'est autre que la mince couche de cellules qui forment la surface supérieure de la feuille). Celles du haut constituent le parenchyme en palissade et sont composées de cellules allongées, bien disposées de façon verticale. C'est dans cette couche que l'on retrouve le plus de chlorophylle , la protéine chargée de capter l'énergie solaire durant la photosynthèse . Quant à la couche inférieure, elle s'appelle le parenchyme spongieux et se compose de cellules de formes irrégulières et fortement espacées, ce qui permet la circulation des gaz.

La chlorophylle n'est pas le seul pigment responsable de l'absorption de la lumière présent dans le parenchyme en palissade. On retrouve également des caroténoïdes et des anthocyanes notamment. De part la présence de ces pigments, la majorité de l'énergie électromagnétique émise dans le visible (principalement dans les régions du bleu et du rouge) est absorbée. L'absorption dans le vert est légèrement plus faible, raison pour laquelle la végétation apparaît verte à nos yeux. Par conséquent, il n'y a que très peu d'énergie qui est réfléchie vers le ciel depuis le parenchyme en palissade. D'autre part, le rayonnement électromagnétique dans proche infrarouge ne subit pas l'influence de ces pigments et pénètre donc presque entièrement dans le parenchyme en palissade. Lorsqu'elle atteint le parenchyme spongieux, l'énergie rencontre de nombreuses poches d'air et se voit réfractée dans toutes les directions. Il en résulte qu'à peu près la moitié du rayonnement dans le proche infrarouge quitte la feuille via l'épiderme inférieur tandis que l'autre moitié s'en va par l'épiderme supérieur en direction du ciel.

Les capteurs à distance qui enregistrent l'énergie réfléchie dans les régions spectrale du visible et du proche infrarouge vont donc capter un signal très faible dans les régions du bleu et du rouge, un signal un peu plus important dans le vert et un très fort signal dans le proche infrarouge. Si on représente la force du signal dans chacune de ces régions, on obtient le graphe suivant:

Signature spectrale de la végétation. Elle possède un faible réflectance dans le visible.

La combinaison de la basse réflectance dans le visible et de la grande réflectance dans le proche infrarouge est spécifique à la plupart des types de végétation. C'est pourquoi on parle de signature spectrale de la végétation .