| | |  | Lac Tchad 1973 - Domaine public US Army Map | |
Exercice 2: Le recul du lac Tchad
Faits
Le désert du Sahara se déplace vers le Sud, recouvrant désormais des zones qui, il y a quelques décennies à peine, étaient couvertes par la savane ou la forêt. Le lac Tchad a subi des transformations frappantes.
Il y a seulement 40 ans, le lac Tchad couvrait une surface de 25 000 kilomètres carrés et les pêcheurs attrapaient plus de 230 000 tonnes de poisson dans le lac chaque année. La superficie du lac couvre désormais à peine 500 kilomètres carrés, avec des fluctuations saisonnières, et la pêche annuelle moyenne a diminué considérablement, atteignant quelque 50 000 tonnes seulement. Les agriculteurs cultivent des terres qui, il n'y a pas si longtemps, étaient immergées.
Pourquoi le lac Tchad diminue-t-il?
Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer la baisse des eaux observée depuis des années.
Toutes ces théories attachent une grande importance au changement climatique. La hausse de la température accélère le taux d'évaporation qui s'accompagne alors d'une baisse du volume des affluents. Le recul de la couverture végétale dans les régions de la savane, à l'intérieur de la ligne de partage des eaux, joue évidemment un rôle déterminant de par sa participation au changement de climat régional, qui devient de plus en plus sec. La baisse de la végétation est essentiellement imputée au surpâturage. Un autre facteur est l'utilisation accrue du lac et de ses affluents pour l'eau potable et l'irrigation agricole.
La population du Tchad a triplé au cours des quarante dernières années. Entre 1983 et 1994, le taux des terres cultivées a augmenté de 400 %. L'agriculture est par conséquent responsable de près de la moitié de l'alluvionnement du lac.
Mesure de la superficie du lac Tchad
Dans l'exercice suivant, vous allez mesurer la superficie du lac Tchad afin de quantifier l'ampleur du recul des eaux. Vous effectuerez ensuite une analyse multitemporelle de détection du changement à l'aide des couches SIG. Parce que les images sont géocodées sur le même système cartographique, ces couches SIG peuvent être superposées sur des images géoréférencées de différents capteurs, avec des résolutions spatiales et des limites d'images variées. Le géocodage est d'autant plus important si vous cherchez à détecter les changements survenus sur de longues périodes, comme c'est le cas avec le lac Tchad.
| Canal | | Plage de longueur d’onde (μm) | | Landsat 1,2,3 | Landsat 4,5 | | MSS 4
LEOWorks: bande 1 | MSS 1 | 0,5 – 0,6 (vert) | MSS 5
LEOWorks: bande 2 | MSS 2 | 0,6 – 0,7 (rouge) | MSS 6
LEOWorks: bande 3 | MSS 3 | 0,7 – 0,8 (proche infrarouge) | MSS 7
LEOWorks: bande 4 | MSS 4 | 0,8 – 1,1 (proche infrarouge) |
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Par souci de simplicité, dans le cadre de cet exercice le lac se définit comme la plus grande étendue d'eau restante dans le Sud-Est, et n'inclut pas les plus petites étendues d'eau isolées avoisinantes.
Pour cet exercice, vous utiliserez une image satellite acquise par le capteur MERIS en 2011 (la même que celle utilisée à l'exercice 1), ainsi que deux autres images acquises par les satellites Landsat. L'une des images Landsat a été acquise par l'instrument MMS (MultiSpectral Scanner) de Landsat 1 en 1973. Elle permettra d'effectuer une détection des changements survenus sur une période plus étendue. L'image en question s'appelle « Landsat_MSS_LakeChad_January1973 » et vous la trouverez dans la rubrique « Eduspace - Téléchargement » dans le menu de droite. La seconde image a été prise par le radiomètre TM de Landsat 5 en 1986 et s'appelle « Landsat_TM_LakeChad_December1986 ».
Vous analyserez qualitativement et quantitativement le spectaculaire recul du lac Tchad au cours des 40 dernières années.
1. Ouvrez une vue RVB qui permet de faire clairement ressortir les zones d'eau. Essayez différentes combinaisons, y compris RVB_3-2-1.
Pour mesurer grossièrement le périmètre et la superficie d'antan du lac Tchad, utilisez l'outil de mesure et tracez une ligne autour du lac. Notez vos résultats.
2. Créez maintenant une vue RVB de l'image Landsat 5 TM de 1986.
Répétez les étapes que vous avez effectuées avec l'image MSS ci-dessus.
Canal
Landsat 4,5 | Plage de longueur d’onde (μm) | | TM 1 | 0,45 – 0,52 (bleu-vert) | | TM 2 | 0,52 – 0,60 (vert) | | TM 3 | 0,63 – 0,69 (rouge) | | TM 4 | 0,76 – 0,90 (proche infrarouge) | | TM 5 | 1,55 – 1,75 (infrarouge moyen) | | TM 7 | 2,08 – 2,35 (infrarouge moyen) | | TM 6 | 10,4 – 12,5 (infrarouge thermique) |
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3. Ouvrez maintenant l'image MERIS d'Envisat, qui correspond à l'image la plus récente prise du lac Tchad. Créez une vue RVB appropriée pour la détection de l'eau, comme vous l'avez fait dans l'exercice précédent.
Pour calculer le périmètre et la superficie du lac, répétez pour cette image MERIS les étapes que vous avez effectuées avec les images Landsat. Pensez à noter vos résultats.
4. Comparez vos résultats.
La différence entre le périmètre et la superficie d'une image à l'autre est-elle importante?
Calculez les valeurs absolues et relatives que vous exprimerez en pourcentage (différences divisées par les valeurs initiales x 100 %). Consignez les résultats dans le tableau suivant:
| | Périmètre | Superficie | | Janvier 1973 | | | | Décembre 1986 | | | | Différence absolue | | | | Différence relative | | |
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| | Périmètre | Superficie | | Décembre 1986 | | | | Janvier 2011 | | | | Différence absolue | | | | Différence relative | | |
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| | Périmètre | Superficie | | Janvier 1973 | | | | Janvier 2011 | | | | Différence absolue | | | | Différence relative | | |
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5. À l'aide de ces données, tracez deux graphiques dans un système de coordonnées cartésiennes afin de visualiser l'évolution du périmètre et de la superficie du lac Tchad (ordonnée= axe Y, abscisse = axe X) Cette représentation vous permettra d'interpréter le recul plus facilement.
Peut-on qualifier le recul de « quasi linéaire »?
À quelle période le recul du lac Tchad est-il le plus important?
Retournez lire la section « Pourquoi le lac Tchad diminue-t-il ? » au début de cette rubrique.
Étant donné les grandes variations saisonnières de l'étendue d'eau du lac, quel serait le danger de tirer des conclusions basées uniquement sur les mesures des trois images satellites sur une si longue période ?
Suggérez d'autres méthodes permettant d'obtenir des estimations plus fiables.
6. Utilisez ensuite l'outil SIG pour tracer les différents contours du lac au fil des ans, dans une couche SIG à l'aide de polygones. Ajoutez un nouvel attribut Superficie et un nouvel attribut Longueur.
Enregistrez les couches dans un fichier .shp auquel vous donnerez un nom facilement reconnaissable, comme par ex. « Contour_lac_Tchad_1973.shp ».
Enfin, superposez ces trois couches SIG sur l'image MERIS plus récente et sélectionnez différentes couleurs à l'aide de l'outil Layer Style Editor.
Décrivez votre analyse du recul du lac Tchad en illustrant vos mesures, vos graphiques et les images.
Comparez vos résultats à ceux des autres élèves de la classe.
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