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Suivi et caractérisation des dynamiques de la production agricole en Afrique de l'ouest par télédétection à moyenne résolution spatiale

Leroux L.. 2015. Montpellier : AgroParisTech, 285 p.. Thèse de doctorat -- , Thèse de doctorat -- , Thèse de doctorat --.

Aujourd'hui estimée à 831 millions, la population africaine devrait atteindre les 3.8 milliards à l'horizon 2100. A ces changements démographiques se surimposent de profondes modifications environnementales, notamment climatiques, qui, dans une région où l'agriculture est dominée par les cultures pluviales, impacteront négativement les productions agricoles. Par conséquent, les moyens de suivre la production agricole doivent être renforcés afin de réduire la vulnérabilité des populations à l'insécurité alimentaire et permettre la mise en place de mesures d'adaptation et de gestion du risque. Dans ce contexte, la télédétection, de par sa vision synoptique, actualisée et objective sur l'état de la surface terrestre, constitue une source d'information pertinente pour le suivi de l'agriculture à l'échelle régionale et son utilisation dans le cadre des systèmes de suivi de la sécurité alimentaire (SAP) pourrait être renforcée. Cette thèse se propose d'explorer de nouvelles pistes méthodologiques pour le suivi et la caractérisation de la production agricole en Afrique de l'Ouest dans les SAP à partir des possibilités offertes par la télédétection à moyenne résolution spatiale. Plus spécifiquement nous abordons le suivi des surfaces cultivées et le suivi des rendements pour les aspects conjoncturels et le suivi des tendances de la production de biomasse pour les aspects structurels. Dans un premier temps, nous avons cherché à évaluer la qualité et la fiabilité du produit MODIS Land Cover (LC) pour l'estimation et la localisation des surfaces cultivées à l'échelle régionale. Au travers d'une comparaison avec des statistiques agricoles, nous avons montré d'une part une bonne capacité du produit à estimer et reproduire la variabilité interannuelle des surfaces à l'échelle nationale. D'autre part, nous avons mis en évidence une corrélation significative (R²=0.62) entre la fragmentation des paysages agricoles et la précision du produit qui nous a permis d'obtenir une cartographie des erreurs du produit MODIS LC l'échelle régionale. Si une part importante des erreurs d'omission (12%) et de commission (20%) reste incompressible en raison de la résolution du produit et de l'hétérogénéité spatiale des paysages agricoles africains, nous avons montré la méthode de Pareto qu'un gain important de précision pourrait être obtenu en adaptant les algorithmes actuels. La seconde partie de cette thèse a été consacrée au suivi des rendements au Niger. Pour aller vers une estimation spatialisée des rendements, deux approches utilisant des données de télédétection et le modèle de culture SARRA-H ont été comparées: (i) un modèle empirique basé sur le NDVI pour estimer la biomasse aérienne et sur le CWSI pour l'indice de récolte et (ii) le modèle SARRA-H alimenté par des données d'estimation des précipitations par satellite. Comparés aux statistiques agricoles, le premier modèle permet de bien reproduire la variabilité interannuelle des rendements (r=0.82) due à une prise en compte de l'ensemble des facteurs impactant les rendements, tandis que le second modèle donne davantage une indication sur les rendements atteignables. Enfin, dans la troisième partie de cette thèse, l'analyse des tendances de séries temporelles de NDVI MODIS a permis de mieux caractériser les dynamiques de la production de biomasse à l'échelle régionale et à l'échelle locale au Niger. A l'échelle du Sahel nous montrons que les tendances à l'augmentation de la production de biomasse sont principalement dues à des conditions climatiques plus favorables, tandis que la réduction de la production de biomasse est expliquée par une combinaison de facteurs climatiques et humains, mais aussi uniquement par les activités anthropiques. Ces résultats régionaux ont été évalués à l'échelle locale, autour de la ville de Niamey, où les facteurs déterminants de la production de biomasse ont été estimés en mettant en relation les tendances de NDVI avec différents facteurs environnementaux, démographique

Mots-clés : télédétection; structure agricole; statistiques agricoles; donnée statistique; terre cultivée; rendement des cultures; modèle; sécurité alimentaire; production alimentaire; niger; afrique occidentale

Thématique : Structure agraire; Economie de la production; Nutrition humaine : considérations générales; Méthodes de relevé

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