Apport de la télédétection multi-temporelle à l’identification de zones potentiellement salées dans les périmètres irrigués du Niger

Résumé :

Résumé

La salinité est une menace mondiale sur les sols notamment au sein de systèmes irrigués
où un drainage adapté n’est pas toujours mis en place. Les périmètres irrigués des rives du
fleuve Niger, stratégiques pour la sécurité alimentaire du pays grâce à la culture du riz, sont
particulièrement concernés par ces risques de salinisation. Il serait donc important de disposer
d’un dispositif de surveillance de l’évolution dans le temps de la salinité des sols. L’objectif de
cette étude est de comparer deux méthodes d’évaluation de la salinité potentielle des sols
par télédétection multi-temporelle à haute résolution spatiale : i) une méthode directe via la
caractérisation de l’état de surface des sols nus (indice de salinité) et ii) une méthode indirecte
via la caractérisation de la dynamique de croissance de la végétation (indice NDVI). Deux
périmètres irrigués au sud-est de Niamey, le périmètre de Sébéri d’une superficie de 4,8 km²
et celui de Tiaguiriré de 2,2 km², sont retenus comme zones d’étude. Sur celles-ci, l’ensemble
des images des deux satellites Sentinel-2, disponibles entre 2016 et 2022, ont été considérées :
cela correspond à 279 dates d’acquisition couvrant 7 saisons sèches et 6 saisons humides
successives. L’indice de salinité SI est calculé lorsque les sols sont considérés comme nus
(BSI > 0,08 et NDVI < 0,20) et non couverts d’eau (NDVI > 0, NDWI < -0,2 et SWI < -0,3) ; il est
ensuite moyenné par année (Moyenne-SI). Une intégrale par rapport au temps de NDVI (TI
NDVI) est calculée par saison de culture (humide ou sèche) lorsque les sols sont considérés
comme couverts de végétation (NDVI > 0,21). La comparaison année après année permet
d’identifier les zones avec les Moyennes-SI les plus élevées. Cet indice est stable au cours du temps, mais ne peut être calculé pour certaines années que sur un nombre réduit de pixels. Concernant l’intégrale TI-NDVI, les valeurs sont globalement plus élevées en saisons humides qu’en saisons sèches. Les variations inter-saisonnières sont marquées, mais des zones avec une forte récurrence de faibles valeurs peuvent être identifiées. Après uniformisation des TI-NDVI et des Moyennes-SI via le rang des pixels, il est possible de comparer la répartition des zones identifiées comme étant potentiellement plus salées. Il en ressort que la méthode indirecte fondée sur la dynamique de croissance de la végétation permet de cartographier l’ensemble de la zone d’étude et d’analyser les variations temporelles entre saisons et entre années. Dans les zones où les deux approches ont pu être appliquées, les zones les plus contraignantes (fort SI et faible TI-NDVI) ont globalement les mêmes localisations, mais avec des géométries et surfaces variables suivant la méthode utilisée. Finalement, l’utilisation de la télédétection multi-temporelle apparaît particulièrement adaptée dans ce type de contexte pour identifier des zones potentiellement salées et les deux méthodes évaluées semblent complémentaires, puisqu’elles comparent des situations différentes au sein du périmètre étudié. Le couplage avec des mesures de terrains est discuté pour interpréter les dynamiques spatiales et temporelles identifiées par télédétection.

Mots-clés
Télédétection, salinisation, vallée du Niger, périmètre irrigué, riziculture, Sentinel-2, Niger