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Utilisation des séries pluriannuelles d’images Sentinel à haute résolution spatiale pour une meilleure compréhension de la dynamique des jachères en Afrique de l’Ouest

I am an Agronomic engineer, graduated by the Public University of Navarre (UPNA) at Pamplona, Spain. During my training, I’ve done several exchange programs and got known more about remote sensing field, as well as crop modelling. There are many reasons for  starting a PhD, but in my case, the main one was the possibility to learn more about a field I’m interested in. My current work intends to develop a strategy for automated supervised land use mapping —with main focus on fallow practices— employing multi-year temporal series satellite imagery and machine learning/deep learning techniques.

Remote sensing is a field in which I’ve  always been interested; development of new technologies has made it a useful tool in many disciplines, particularly in Agriculture. This PhD offered me the perfect opportunity to learn more about multispectral image analysis and machine learning techniques. My past experiences on remote sensing combined with my agronomic training and my unique set of skills have made me be one step closer to innovation.

• Date de démarrage : 1er décembre 2020
• Université : AgroParisTech, Montpellier
• Ecole doctorale : GAIA
• Discipline / Spécialité : Sciences de la Terre et de l’eau
• Directeur de thèse : Agnès Bégué, UMR Tetis, Cirad
• Encadrant(es)  : Raffaele Gaetano, UMR Tetis, Cirad - Louise Leroux, UMR Aida, Cirad
• Financement : #DigitAg – Cirad
• #DigitAg : Axe 5 : Fouille de données, analyse de données, extraction de connaissances, Challenge 8 : Développement agricole au Sud, Axe 6 : Modélisation et simulation (systèmes de production agricole), Challenge 1 : Le challenge agroécologique, Challenge 4 : Des productions animales durables, Challenge 6 : La gestion des territoires agricoles

Mots-clés : Systèmes agricoles tropicaux, jachères, usage du sol, télédétection, Sentinel, imagerie radar et optique, séries temporelles pluriannuelles

Résumé : Les systèmes agricoles extensifs, encore très répandus en zone tropicale, reposent généralement sur les pratiques de jachère, du fait de leur capacité à régénérer la fertilité des sols notamment à travers le maintien de réservoirs de biomasse. Leur importance a aussi été soulignée dans l’adaptation aux changements climatiques, car elles contribuent à la séquestration du Carbone dans le sol et la réduction des gaz à effet de serre. De ce fait, l’estimation des surfaces en jachère est une information primordiale dans l’évaluation des performances d’un système agricole, à la fois en termes de productivité que de quantification du « stock de terres » disponible pour la mise en place de stratégies en réponse à des facteurs climatiques et/ou anthropiques. Si la documentation sur cette pratique en différentes régions du monde est importante, un inventaire régulier et exhaustif des jachères en Afrique de l’Ouest (AO) n’existe pas. Compte-tenu des enjeux liés à cette pratique, cette thèse a donc comme objectif la définition d’un cadre méthodologique mêlant connaissances expertes et imagerie satellitaire pour la mise en place d’un système de suivi des jachères à grande échelle. En effet, la cartographie des jachères est peu prise en compte par les produits d’occupation du sol par télédétection. Au mieux, elle est abordée par des approches naïves omettant toute prise en compte des spécificités liées à ces pratiques (emprise, durée, stratégie, mais aussi leur rôle dans les paysages). Afin de dépasser ces limites, et forts d’une disponibilité grandissante d’images satellitaires adaptées au suivi des paysages agricoles complexes ouest-africain (comme celles issues des missions Sentinel de l’ESA), nous allons promouvoir une approche interdisciplinaire pour (i) étudier les relations entre mise en pratique des jachères et indicateurs issus de télédétection et (ii) véhiculer ses informations dans la conception de méthodes d’analyse de séries pluriannuelles d’images pour leur identification.

Composition du jury

• Bernard Tychon (Rapporteur), Universitè de Liège
• Laurence Hubert-moy (Rapporteur), Universitè Rennes 2
• Thierry Bonaudo (Examinateur), Agroparistech
• Inbal Becker (Examinateur), University of Maryland
• Martin Brandt, University of Copenhagen
• Raffaele Gaetano (Co-encadrant), Cirad

Publications & Communications

Publications dans revues internationales

Castro Alvarado, E., Bégué, A., Leroux, L., & Gaetano, R. (2023). A multi-year land use trajectory strategy for non-active agricultural land mapping in sub-humid West Africa. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 122, 103398. https://doi.org/10.1016/j.jag.2023.103398

Actes de conférence

Castro Alvarado, E. (2022, May 23). Fallow ID: Characterization and mapping of fallow fields in West-Africa study case using Sentinel-2 [Oral presentation]. Living Planet Symposium 2022, Bonn, Germany. https://earth.esa.int/living-planet-symposium-2022-presentations/

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