898 
Mécanisme 
Transport d'électrons 
optimal 
bloqué 
Photosynthèse 
84 
0 
Chaleur 
14 
88 
Fluorescence 
2 
12 
Tableau 1 : Utilisation typique des quanta 
lumineux absorbés lorsque le transport 
d'électrons est optimal ou bloqué (Rosema 
et al., 1991). 
Rendement de fluorescence (unité relative) 
Fig. 1 : Relation entre la durée de vie et le 
rendement de la fluorescence de la chlorophylle- 
a in vivo (Moya et al., 1986). 
chlorophylle, densité du couvert végétal...) difficilement maîtrisables dans des conditions de télédétection. 
La mesure de la durée de vie de la fluorescence est une méthode qui permet de contourner ces obstacles. 
Elle caractérise la durée moyenne de l'émission de fluorescence après une impulsion d'excitation infiniment 
brève. L'intérêt principal de cette dernière est qu'elle est directement liée au rendement quantique de la 
fluorescence par une relation de proportionnalité (Moya, 1979; Moya et al., 1986; Goulas, 1992; Figure 1). 
L'avantage de cette méthode par rapport aux précédentes, réside aussi dans le fait que la mesure de la durée de 
vie n'est pas affectée par la variabilité des conditions expérimentales de la télédétection. Elle apparaît donc 
comme étant bien adaptée pour caractériser l'état physiologique de la végétation par télédétection (Moya et al., 
1988). 
La détermination de la durée de vie de la fluorescence au niveau de la feuille est une technique 
parfaitement connue et maîtrisée (Goulas et al., 1993,1994; Moya et al., 1994). Elle fait appel à des algorithmes 
d'analyse des signaux basés sur la déconvolution du signal de fluorescence par un signal de réflectance. 
Cependant, la méthode devient complexe pour des mesures sur des couverts végétaux. Les signaux mesurés 
dépendent alors non seulement des caractéristiques de la fluorescence des feuilles, mais également de 
l'architecture du couvert qui introduit des effets de décorrélation entre les signaux de fluorescence et de 
réflectance. Dans ce cas, les algorithmes précédents ne peuvent plus être utilisés. Une méthode d'analyse 
spécifique aux mesures sur les couverts végétaux est donc nécessaire. Dans cet exposé, nous présentons une 
méthode qui permet d'estimer la durée de vie moyenne de la fluorescence chlorophyllienne à partir de mesures 
réalisées sur des couverts végétaux. Nous la testons ensuite, ainsi que les algorithmes de déconvolution associés, 
en utilisant une modélisation de la réponse d'un couvert à une impulsion laser. 
2 - PRINCIPE DE MESURE 
2.1. Au niveau de la feuille 
La fluorescence est le phénomène inverse de l'absorption : la fluorescence correspond à une émission de photons 
qui résulte du retour à l'état fondamental d'une fraction des molécules de pigment préalablement excitées par 
l'absorption de l'énergie lumineuse incidente. L'intensité de la fluorescence est proportionnelle à la concentration 
des états excités. Suite à une impulsion lumineuse infiniment courte, l'évolution, en fonction du temps, de 
l'intensité de fluorescence F(t) se traduit par une cinétique qui peut être modélisée par une somme 
d'exponentielles: 
Nœmp f \ 
F(t)= X A i‘ exp [—J 
( 1 ) 
où tj est la constante de temps de la composante i. 
Il est généralement admis que le déclin de fluorescence F(t) de la chlorophylle in vivo est bien modélisé pour un 
nombre Ncomp de composantes exponentielles égal à 4 (Hodges & Moya, 1986). 
La durée de vie moyenne de la fluorescence est définie par la relation suivante :