CES Couleur de l'océan
CES Couleur de l'océan
Le pôle Océan ODATIS a pour objectif général de promouvoir et faciliter l’utilisation des observations réalisées dans l’océan ou à son interface avec les autres milieux, à partir de mesures in situ et de télédétection. Outre l’accès aux données, le pôle a vocation à développer des « produits » issus de ces données.
Pour cela, le Consortium d’Expertises Scientifiques (CES) Couleur de l’Océan a été constitué pour mettre en réseau la communauté impliquée par ce thème et pour échanger autour des expertises nationales, identifier les besoins des utilisateurs et promouvoir la conception de nouvelles méthodes/algorithmes ou/et valider les produits dérivés (propriétés optiques et biogéochimiques de l’océan).
La finalité de ce CES est d’initier une dynamique autour de la couleur de l’eau océanique des domaines hauturiers, côtiers et à l’interface continent-océan, de contribuer à la mise en place de groupes de travail, et à améliorer l’accès à des produits satellitaires adaptés aux besoins des utilisateurs.
Le CES Couleur de l’Océan est porté par David Doxaran (LOV, CNRS/SU) et Vincent Vantrepotte (LOG, CNRS) voir leurs contacts dans l'onglet ci-dessous.
Atelier#5 - mars 2024
Cet atelier du CES Couleur de l'océan se tient les 13 et 14 mars en présentiel, à Paris, ou via visioconférence : points détaillés sur les produits ODATIS-MR et leur distribution (via FTP et le Geobrower), sur les groupes de travail hyperspectral et SST-HR, ainsi que sur les interactions entre les pôles ODATIS et THEIA (télédétection des eaux continentales, littorales et côtières), activités en 2024.
Retrouvez toutes les informations détaillées sur cette page.
Atelier#4 - mars 2023
L'atelier#4 du "CES Couleur de l'Océan" a eu lieu du 6 au 8 mars 2023, en présentiel à Paris et via visioconférence: rappel du rôle du CES Couleur de l'Océan au sein du pôle ODATIS, nouveaux projets de recherche et nouvelles thèses de doctorat en France en lien avec la couleur de l’océan; état des lieux des produits satellitaires Couleur de l’Océan, activités Cal/Val de ces produits, groupes de travail ‘hyperspectral’ et celui nouvellement crée, le groupe IRT ou SST-HR en lien avec la future mission spatiale TRISHNA; discussions sur les interactions et mise en place de collaborations entre les spécialistes de la Couleur des eaux continentales du pôle THEIA et de la Couleur de l'Océan du pôle ODATIS.
Retrouvez toutes les informations détaillées sur cette page.
Atelier #3 - février 2022
L'atelier #3 du "CES Couleur de l'Océan" a eu lieu du 23 au 24 février 2022. Rappel des besoins exprimés par le CES en côtier avec les 2 composantes MR (Moyenne Résolution) et HR (Haute Résolution). Pour chaque composante : analyse de l’existant (CMEMS, lien vers le catalogue), retour sur les besoins, discussion des solutions possibles.
Retrouvez toutes les informations détaillées sur cette page.
Atelier #2 - décembre 2020
Cet atelier du CES Couleur de l'océan s'est déroulé le 16 décembre 2020 en visioconférence. Les principales discussions ont fini de préciser le rôle de ce CES, de recenser les produits satellites disponibles, de développer les interactions avec la communauté in situ ainsi que recueillir les besoins de la communauté.
Retrouvez toutes les informations détaillées sur cette page
Atelier #1 - mai 2019
Retrouvez toutes les informations détaillées de ce 1er atelier sur cette page : accès aux présentations, compte-rendu, liste des participants.
Ce premier atelier du CES Couleur de l'océan s'est déroulé les 28 et 29 mai 2019 à Paris avec l’objectif de réunir les communautés qui travaillent autour du thème Couleur de l’Eau (traitement image ; données in situ) pour échanger autour des expertises nationales et donc d’initier une dynamique autour de la Couleur de l’Eau hauturière, côtière et à l’interface continent-océan, et de contribuer à la mise en place de Consortium d’Expertises Scientifiques propres au pôle ODATIS.
Un groupe de travail «d’imagerie hyperspectrale » s’est formé à la suite d'un atelier du CES Couleur de l’eau en 2022 pour permettre aux chercheurs intéressés par les données issues des capteurs hyperspectraux, de partager, comparer des méthodes d’inversion originales et de discuter des résultats obtenus. Avec de nouveaux capteurs en vol, combinés à des hautes résolutions spatiales, les données hyperspectrales ouvrent de nouvelles possibilités d'explorer les données satellitaires sur la couleur de l'eau.
Faciliter l’accès à l’hyperspectral pour des applications en milieu aquatique
Cette page "Données et Méthodes" du Groupe de Travail Hyperspectral est destinée aux utilisateurs pour faciliter l'accès aux données hyperspectrales : données satellites disponibles et liens d'accès pour DESIS, PRISMA, ENMAP; Méthodes de corrections atmosphériques et du « glint » dédiées aux observations hyperspectrales; Méthodes inverses d’estimation de produits géophysiques et biologiques; Librairies spectrales de réflectances de fonds aquatiques et zones intertidales; Données in situ (radiométrie, colonne d’eau, fond aquatique) de validation des observations satellitales sur des sites connus; Références bibliographiques.
Groupe de travail "Imagerie hyperspectrale" - février 2024
Le groupe de travail «d’imagerie hyperspectrale » du CES Couleur de l’eau s'est réuni au cours d'une 2ème réunion, en février 2024 pour échanger sur les actualités sur l’hyperspectral en zones aquatiques, pour présenter plusieurs projets et discuter des besoins actuels en Hyperspectral appliqué aux milieux aquatiques. Accédez à la page de cette 2ème réunion avec accès aux présentations, résumés et compte-rendu.
Groupe de travail "Imagerie hyperspectrale" - décembre 2022
Accédez à la page de leur 1ère réunion qui s'est tenue le 16 décembre 2022 avec accès aux présentations, résumés et compte-rendu. Cette 1ère réunion avait pour objectifs : Présenter et faire connaître au sein de notre communauté les thématiques étudiées, les méthodes et les données utilisées (in situ et satellite), Présenter les capteurs hyperspectraux en vol (DESIS, PRISMA et EnMap) et futurs (PACE, AquaWatch et Galène), Réfléchir sur les moyens de faciliter l’utilisations des données hyperspectrales au sein de la communauté française.
Trois bourses Doctorats en océanographie
Trois bourses de doctorat en océanographie sont actuellement offertes dans le cadre d'un programme de recherche interuniversitaire visant à mieux comprendre le rôle des mers arctiques et subarctiques pour la séquestration de carbone initié par la photosynthèse marine. Les trois thèses de doctorat utiliseront en synergie les toutes nouvelles observations satellitaires hyperspectrales de la mission PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) de la NASA en complément d’observations in situ collectées en mer (historiques et nouvelles). Le projet se déroulera dans les eaux de l'est du Canada, du golfe du Saint-Laurent à l'Arctique canadien (nord de la baie de Baffin). De nombreuses opportunités de missions océanographiques seront disponibles (notamment à bord du CCGS Amundsen) dans le cadre du projet Transforming Climate Action (TCA) impliquant quatre universités de l’est du Canada (UQAR, Laval, l'Université Dalhousie et l'Université Memorial de Terre-Neuve). Les trois projets seront financés par des subventions octroyées par l’Agence Spatiale Canadienne et par le programme TCA (programme Apogée).
Les objectifs des trois projets sont résumés ci-dessous.
Détails de la candidature
- Qualifications : Maitrise recherche (Master) en télédétection, océanographie ou sciences de l'environnement, ou expérience de recherche équivalente.
- Date de clôture des candidatures : jusqu'à ce que les postes soient pourvus
- Durée du poste : bourse de 4 ans de 25 000 dollars par an à partir de janvier 2025.
- Les frais de déplacement pour le travail sur le terrain, les collaborations interinstitutionnelles et les conférences nationales ou internationales sont couverts par les chercheurs principaux.
- Lieu de travail : En fonction du projet spécifique, les candidats seront situés dans l'une des universités indiquées. Les étudiants seront fortement encouragés à visiter et à expérimenter la recherche dans les laboratoires collaborateurs. Certains projets peuvent nécessiter des travaux sur le terrain et/ou du temps dans les universités collaboratrices.
Les candidat(e)s doivent soumettre
- Un CV détaillé, comprenant l'adresse électronique et le numéro de téléphone de trois personnes de référence, ainsi que les notes obtenues à la maîtrise et à la licence, le cas échéant.
- Une courte lettre de motivation expliquant l'expérience en rapport avec les projets de thèse et sa motivation. Les personnes ayant un parcours académique atypique sont encouragées à inclure des détails sur leurs expériences d'apprentissage dans leur lettre de motivation ;
Pour toute question ou soumission de candidature, veuillez contacter le chercheur principal, le professeur Simon Bélanger ou l'un des co-chercheurs suivants :
- PhD 1 : Marcel Babin : marcel.babin@takuvik.ulaval.ca
- PhD 2 : Simon Bélanger : simon_belanger@uqar.ca
- PhD 3 : Mathieu Ardyna : Mathieu.Ardyna@takuvik.ulaval.ca
Projet de doctorat 1
Améliorer l'estimation satellitaire de la biomasse du phytoplancton et de la production primaire à l'aide de données hyperspectrales
Université Laval ; Direction de thèse : Dr Marcel Babin ; UL Dr Erin Bertrand, Dalhousie U. ; Dr Emmanuel Devred, MPO
L'objectif général de ce projet sera d'améliorer les modèles d'estimation de la biomasse et de la production primaire actuellement utilisés pour les capteurs satellitaires multispectraux. Cela comprend le développement d'un modèle d'inversion amélioré pour la biomasse phytoplanctonique (concentration chlorophylle-a). Il sera également nécessaire d'améliorer la paramétrisation d’un modèle de production primaire, tout en explorant la relation entre les types fonctionnels de phytoplancton et les paramètres photosynthétiques. Pour ce faire, une analyse fine des données de fluorescence induite par le soleil (~ 683 nm) à haute résolution spectrale (1,25 nm) de PACE devra être réalisé. L'étudiant(e) aura également l'occasion de travailler sur une nouvelle approche basée sur les protéines pour estimer les taux de production primaire et la physiologie du phytoplancton résolus par taxon à partir de mesures de Rubisco, protéine responsable de la fixation de carbone, obtenues par spectrométrie de masse. Les nouveaux algorithmes de biomasse et la paramétrisation améliorée du modèle de production primaire seront appliqués aux données PACE afin d'estimer la quantité de carbone fixée annuellement par les microalgues dans les eaux de l'est du Canada.
Projet de doctorat 2
Détermination des types fonctionnels de phytoplancton (PFT) à partir de la télédétection hyperspectrale
UQAR ; Direction de thèse : Dr Simon Bélanger ; Dr Emmanuel Devred, MPO ; Mathieu Ardyna UL ; Dr Julien Laliberté, MPO)
Le premier objectif de ce projet est de décrire les groupes fonctionnels de phytoplancton des eaux de l'est du Canada à l'aide des pigments diagnostiques (HPLC) et des spectres d'absorption de la lumière du phytoplancton. Le candidat ou la candiadate sélectionné(e) examinera d'abord les données in situ acquises précédemment par le ministère des Pêches et des Océans du Canada (MPO), Takuvik et l'UQAR, et constituera un ensemble de données exhaustif couvrant les trois régions d'intérêt (golfe du Saint-Laurent, plateau néo-écossais, plateau de Terre-Neuve-et-Labrador / Grands Bancs). Un aspect du projet nécessitera également une évaluation de la distribution des pigments du phytoplancton et de leurs propriétés d'absorption en réponse aux conditions environnementales dans ces régions. Les données ci-dessus seront utilisées pour informer la télédétection hyperspectrale de la réflectance (Rrs) à l'aide d'un modèle de transfert radiatif (HydroLight) et permettront d'étudier les variations de Rrs en réponse aux changements dans l'absorption du phytoplancton. Le deuxième objectif sera de développer un algorithme hyperspectral pour obtenir les assemblages dominants de phytoplancton. Enfin, l'algorithme devra être appliqué aux données PACE pour évaluer la distribution spatio-temporelle des assemblages de phytoplancton dans les régions d'intérêt. Cette nouvelle recherche permettra de mieux comprendre la succession saisonnière des groupes taxonomiques de phytoplancton en relation avec le forçage physique, et aidera à comprendre la position de l'eau de mer dans l'écosystème.
Projet de doctorat 3
Taux d'exportation de carbone depuis l'espace : une nouvelle approche intégrée
Université Laval) (Université Laval ; Direction de thèse : Dr Mathieu Ardyna ; UL Dr Erin Bertrand, Dalhousie U. ; Dr Simon Bélanger, UQAR
L'objectif général de ce doctorat sera d'évaluer quels sont les produits dérivés des satellites (Chla, POC, PP, PFTs) les plus appropriés pour prédire l'exportation de carbone depuis l'espace. Plus précisément, le premier objectif sera d'adapter un nouveau modèle d'assemblage phytoplanctonique avec les flotteurs BGC-Argo aux eaux subpolaires et polaires canadiennes. Plus précisément, ces plates-formes d'instruments océanographiques (flotteurs BGC-Argo) permettent d'effectuer des séries temporelles de mesures bio-optiques (fluorescence et rétrodiffusion), d'observer la concentration et la taille des particules dans la zone productive, leur exportation et leur efficacité de transfert dans la zone mésopélagique sous-jacente. Le travail ci-dessus aidera à déterminer si les patrons d'exportation de carbone associés au phytoplancton se produisent dans l’océan profond des eaux subpolaires et arctiques canadiennes et ailleurs dans l'océan Austral. Les plateformes BGC-Argo seront également utilisées pour améliorer l'incertitude des estimations de PP basées sur les satellites dans les eaux polaires, qui sont connues pour souffrir de couvertures nuageuses et glaciaires persistantes. Le deuxième objectif se basera sur des produits dérivés de PACE (développés dans les projets de doctorat 1 et 2), et du nouvel assemblage de phytoplancton estimé avec BGC-Argo (doctorat 3). Il s’agira de coupler les données satellitaires et celles des BGC-Argo pour réduire les incertitudes sur les estimations de flux de carbone dans les eaux canadiennes. Le projet nécessitera ensuite que l'étudiant fournisse des estimations à grande échelle pour le premier bilan d'exportation de carbone dérivé des données satellitaire et des données BCG-Argo pour les eaux polaires et sub-polaires canadiennes.
Références bibliographiques
- Abascal-Zorrilla N., Vantrepotte V., Huybrechts N., Dingh Ngoc D.,Anthony E.J., Gardel A. (2020) Dynamics of the estuarine turbidity maximum zone from landsat-8 data : The case of the maroni river Estuary, French Guiana. Remote Sensing, 12(13):2173. doi:10.3390/rs12132173.
- Alvain. S., Moulin C., Dandonneau Y. and Bréon F.M., Remote sensing of phytoplankton groups in case 1 waters from global SeaWiFS imagery, Deep Sea Res. I, 52, 1989-2004, (2005).Alvain S., C. Moulin, Y. Dandonneau, and H. Loisel. (2008). Seasonnal distribution and succession of dominant phytoplankton groups in the global ocean : a satellite view. Global Biogeochemical Cycles 22, GB3001.
- Ben Mustapha Z, Alvain S, Jamet C, Loisel H, Dessailly D (2014) Automatic classification of water-leaving radiance anomalies from global SeaWiFS imagery : Application to the detection of phytoplankton groups in open ocean waters. Remote Sensing of Environment, 146:97-112.
- Bonelli A.G. V. Vantrepotte; D. Schaffer Ferreira Jorge, J. Demaria; C. Jamet; D. Dessailly; A. Mangin; O. Fanton d’Andon; E. Kwiatkowska; H. Loisel. (under review) Colored dissolved organic matter absorption at global scale from ocean color radiometry observation: spatio-temporal variability and contribution to the absorption budget, Remote Sensing of Environment.
- Bonelli et al., (in prep) Estimation of DOC surface content at global scale from remote sensing observation.
- Dinh Ngoc D. Loisel H., Duforêt-Gaurier L., Jamet C., Vantrepotte V., Goyens C., Chu Xuan H. , Minh N.N., Van T. N. (2019) Atmospheric correction algorithm over coastal and inland waters based on the Red and NIR bands : application to Landsat-8/OLI and VNREDSat-1/NAOMI observations. Optics Express, 27(22):31676-31697. Doi:10.1364/OE.27.031676.
- Dinh Ngoc D., Loisel H., Jamet C., Vantrepotte V., Duforet-Gaurier L., Minh C.D., Mangin A. (2019) Coastal and inland water pixels extraction algorithm (WiPE) from spectral shape analysis and HSV transformation applied to Landsat 8 OLI and Sentinel-2 MSI. Remote Sensing of Environment, 223:208-228. doi : 10.1016/j.rse.2019.01.024.
- Dogliotti A.I., Ruddick K.G., Nechad B., Doxaran D. and E. Knaeps (2015). A single algorithm to retrieve turbidity from remotely sensed data in all coastal and estuarine waters. Remote Sensing of Environment 156, 157–168
- Duforêt-Gaurier, L., H. Loisel, D. Dessailly, K. Nordkvist, S. Alvain. (2010) Estimates of particulate organic carbon over the euphotic depth from in situ measurements. Application to satellite data over the global ocean. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Elsevier, 351-367.
- Duforêt-Gaurier et al., (en prép). Estimation of the phytoplancton part of the particulate organic carbon from space.
- Gernez P, Doxaran D, Barillé L (2017). Shellfish Aquaculture from Space: Potential of Sentinel-2 to Monitor Tide-Driven Changes in Turbidity, Chlorophyll Concentration and Oyster Physiological Response at the Scale of an Oyster Farm. Frontiers in Marine Science, 4, doi: 10.3389/fmars.2017.00137.
- Gohin F., Druon J., Lampert L. (2002). A five channel chlorophyll concentration algorithm applied to SeaWiFS data processed by SeaDAS in coastal waters . International Journal Of Remote Sensing , 23(8), 1639-1661 . DOI 10.1080/01431160110071879.
- Gons, H. J., Rijkeboer, M., and Ruddick, K. G. (2005). Effect of a waveband shift on chlorophyll retrieval from MERIS imagery of inland and coastal waters. J. Plankton Res. 27, 125–127. doi: 10.1093/plankt/fbh151.
- Han B., Loisel H., Vantrepotte V., Mériaux X., Bryère P., Dessailly D., Xing Q. and Zhu J.(2016) Development and validation of a semi-analytical algorithm for the retrieval of Suspended Particulate Matter from remote sensing over clear to very turbid waters. Remote Sensing, 8(3):211.
- Jamet C., Loisel, H., Dessailly D. (2012) Retrieval of the spectral diffuse attenuation coefficient Kd(λ) in open and coastal ocean waters using a neural network inversion, Journal of geophysical research,117,C10023,14 PP.hal-00823342.
- D. Jorge, H. Loisel, C. Jamet, D. Dessailly, J. Demaria, A. Bricaud, S. Maritorena, X. Zhang, D. Antoine, T. Kutser, S. Bélanger, V. O. Brando, J. Werdell, E. Kwiatkowska, A. Mangin, O. Fanton d’Andon, (under review) A two-step semi analytical algorithm (2SAA) for estimating inherent optical properties over oceanic, coastal, and inland waters from remote sensing reflectance, Remote Sensing of Environment.
- Loisel, H., J. M. Nicolas, P. Y. Deschamps, and R. Frouin (2002), Seasonal and inter-annual variability of the particulate matter in the global ocean, Geophys. Res. Lett.,29(24), 2196, doi:10.1029/2002GL015948.
- Loisel H, Vantrepotte V, Dessailly D, Mériaux X (2014) Assessment of the colored dissolved organic matter in coastal waters from ocean color remote sensing. Optics Express 22(11):13109-13124. hal-01010236, doi:10.1364/OE.22.013109.
- Loisel, H., D. Stramski, D., Dessailly, C. Jamet, L. Li, and R.A. Reynolds (2018) An inverse model for estimating the optical absorption and backscattering coefficients of seawater from remote-sensing reflectance over a broad range of oceanic and coastal marine environments. Journal of Geophysical Research, 123(3):2141-2171. doi : 10.1002/2017JC013632.
- Mélin, F, Vantrepotte, V. (2015). How optically diverse is the global coastal ocean? Remote Sensing of Environment, 160, 235-25.
- Minghelli-Roman A., Dupouy C., 2013. Influence of water column chlorophyll concentration on bathymetric estimations in the lagoon of New Caledonia using several MERIS images, IEEE J. Sel. Topics Appl. Earth Observ. Remote Sens, 77, 1-7.
- Minghelli-Roman A., Dupouy C., 2014 Seabed mapping in the lagoon of New Caledonia with MeRIS images, IEEE J. Sel. Topics Appl. Earth Observ. Remote Sens, vol 7, n°6, 2619-2629.
- Novoa S., Doxaran D., Ody A., Vanhellemont Q., Lafon V., Lubac B. and P. Gernez (2017). Atmospheric Corrections and Multi-Conditional Algorithm for Multi-Sensor Remote Sensing of Suspended Particulate Matter in Low-to-High Turbidity Levels CoastalWaters. Remote sensing, 9, 61; doi:10.3390/rs9010061
- Ody A., Doxaran D., Vanhellemont Q., Nehad B., Novoa S., Many G., Bourrin F., Verney R., Pairaud I. et B. Gentili (2016). Potential of High Spatial and Temporal Ocean Color Satellite Data to Study the Dynamics of Suspended Particles in a Micro-Tidal River Plume. Remote Sens. 2016, 8(3), 245; doi:10.3390/rs8030245.
- Ody A, Thibaut T, Berline L, Changeux T, André J-M, Chevalier C, et al. (2019) From In Situ to satellite observations of pelagic Sargassum distribution and aggregation in the Tropical North Atlantic Ocean. PLoS ONE 14(9): e0222584. doi: 10.1371/journal.pone.0222584.
- Ouillon, S., Douillet, P., Petrenko, A., Neveux, J., Dupouy, C., Froidefond, J.-M., Andréfouët, S., A. Muñoz-Caravaca, 2008, Optical Algorithms at Satellite Wavelengths for Total Suspended Matter in Tropical Coastal Waters, Sensors 8, 4165-4185; doi: 10.3390/s8074165.
- Tran Trung K., Duforêt-Gaurier L., Vantrepotte V., Schaffer Ferreira J. D., Mériaux X., Cauvin A., Fanton d’Andon Odile and Loisel Hubert (2019) Deriving Particulate Organic Carbon in Coastal Waters from Remote Sensing: Inter-Comparison Exercise and Development of a Maximum Band-Ratio Approach. Remote Sensing, V11, 23. doi 10.3390/rs11232849.
- Vantrepotte, V. ; Danhiez, F.-P. ; Loisel, H. ; Ouillon, S. ; Mériaux, X. ; Cauvin, A. ; Dessailly, D. 2015. CDOM-DOC relationship in contrasted coastal waters : implication for DOC retrieval from ocean color remote sensing observation. Optics Express, Vol. 23 Issue 1, pp.33-54.
- Wattelez, G., Dupouy, C., Mangeas, M., Lefèvre, J., Touraivane, Frouin, R., 2016. A statistical algorithm for estimating chlorophyll concentration in the New Caledonian lagoon, Remote Sens. 8(1), 45; (IF: 3.278, open access). doi: 10.3390/rs8010045.
- Wattelez, G., Dupouy, C., Juillot, F., Fernandez, J.M., Lefèvre, J., Ouillon, S., 2017. Remotely-sensed assessment of turbidity with MODIS in the oligotrophic lagoon of Voh-Koné-Pouembout area, New Caledonia, Water, 9, 737, doi: 10.3390/w9100737
David DOXARAN (mail)
Laboratoire d'Océanographie de Villefranche
UMR 7093 - CNRS / SU
181 chemin du Lazaret
06230 Villefranche-sur-Mer
Tel +33 (0) 6 27 38 64 58 Fax +33 (0) 4 93 76 37 39
site web du LOV
site web de l'équipe OMTAB : Optique marine, télédétection et applications biogéochimiques
Vincent VANTREPOTTE (mail)
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences
UMR8187, CNRS, ULCO, ULILLE, IRD
32 avenue Foch
62930 WIMEREUX
Tel : +33 (0)3 21 99 64 20
