Michael Nones
Établissement d'origine
Institute of Geophysics Polish Academy of Sciences - PL
Laboratoire d'accueil
CItés, TERritoires, Environnement et Sociétés (CITERES) / CNRS, Université de Tours - FR & GéoHydrosystèmes continentaux (GeHCO), Université de Tours - FR
Hôte scientifique
Stéphane Rodrigues
PROJET
Utilisation d’imagerie satellite pour la cartographie des dynamiques sédimentaire et de la mobilité latérale des cours d’eau dans les grands bassins versants
Les sédiments sont des éléments clés des systèmes fluviaux, qui influencent les changements morphologiques et la qualité des habitats le long du cours d’eau, et plus largement les usages anthropiques tels que l’approvisionnement en eau potable, la navigation, la production d’énergie, etc. La compréhension des évolutions morphologiques en plan et des processus de transport sédimentaire associés est donc d’une grande importance. En particulier, des informations quantitatives sur le transport de sédiments et les changements de géométrie du chenal sont requises pour caractériser la dynamique fluviatile et fournir des données pour la realisation d’études et de travaux tels que la restauration de cours d’eau ou la gestion des infrastructures hydrauliques. Le présent projet s’intéresse aux dynamiques à l’échelle du tronçon et à l’analyse des changements dans la morphologie en plan et des dynamiques sédimentaires, qui jouent un rôle majeur dans les processus sédimentaires de plaine alluviale, d’annexes hydrauliques ou de reservoirs.
En s’attachant au basin versant de la Loire (rivière principale et affluents) sur la période 1984-2024, l’étude proposée a pour objectifs
- d’analyser des images Landsat et Sentinel à partir du moteur Google Earth afin de dériver des dynamiques en plan à de multiples échelles spatiales et temporelles;
- d’établir des liens entre ces évolutions et les conditions hydrologiques du cours d’eau, un proxy du changement climatique et la bathymétrie du chenal;
- de calibrer des concentrations en matières en suspension en fonction de la réflectance de surface, en utilisant des données de terrain et l’imagerie Landsat 5-9 et Sentinel-2;
- de cartographier dans le temps et l’espace les changements de dynamique sédimentaire et la migration latérale locale associée aux conditions hydrologiques, et établir des correlations avec l’occupation des sols.
Ces travaux apporteront de nouvelles connaissances sur les dynamiques sédimentaires spatiotemporelles et les évolutions morphologiques de la Loire et de ses principaux affluents, en considérant l’influence de l’occupation des sols sur ces paramètres.
Publications
Final reports
Suspended sediment concentration (SSC) is a key indicator of river morphodynamics and water quality, yet long-term spatial monitoring remains constrained by sparse in-situ measurements. This study develops a satellite-based framework to estimate SSC along the Loire River (France) over 2005–2025 by combining Landsat 5/7/8/9 imagery processed in Google Earth Engine (GEE) with field SSC observations. A feed-forward neural network (R² = 0.94, RMSE = 3.65 mg/l) was trained on five spectral bands across three turbidity regimes and approximated by a compact surrogate model (R² = 0.89) suitable for operational GEE deployment. SSC maps reveal contrasting morphodynamic behaviour along the reach, with secondary-channel connectivity upstream and channel deepening downstream. River discharge emerged as the dominant SSC control, while rainfall has secondary importance. The approach demonstrates the scalability of combining machine learning and satellite imagery for long-term sediment monitoring in large rivers.