899 
/• 
80 
elaiive) 
e de vie et le 
a chlorophylle- 
le télédétection, 
ntoumer ces obstacles, 
l'excitation infiniment 
nent quantique de la 
nias, 1992; Figure 1). 
mesure de la durée de 
m. Elle apparaît donc 
létection (Moya et al., 
Ile est une technique 
ppel à des algorithmes 
lignai de réflectance. 
Les signaux mesurés 
, mais également de 
le fluorescence et de 
îe méthode d'analyse 
, nous présentons une 
ne à partir de mesures 
éconvolution associés, 
e émission de photons 
ablement excitées par 
elle à la concentration 
onction du temps, de 
sée par une somme 
( 1 ) 
sien modélisé pour un 
(2) 
Dans la pratique, les déclins de fluorescence mesurés ne peuvent pas être directement modélisés par la relation 1. 
En effet, il apparaît une déformation du modèle qui résulte de la durée de l'impulsion laser et du temps de 
réponse de l'électronique de mesure qui sont de l'ordre de grandeur des constantes de temps x¡. Le déclin de 
fluorescence mesuré F e (t) est, dans ce cas, égal au produit de convolution du modèle F(t) par une fonction I(t), 
qui peut être obtenue en enregistrant la diffusion élastique de l'impulsion laser : 
F.(t)-F(t)®I(t) 
(3) 
La détermination de la durée de vie moyenne de la fluorescence d'une feuille unique nécessite donc la mesure de 
deux signaux différents : le déclin de fluorescence F e (t) et la diffusion élastique I(t). Les paramètres Aj et xj 
indispensables au calcul de x sont estimés de manière itérative, selon l'algorithme de Marquardt (Marquardt, 
1963), en minimisant la différence entre F e (t) et la fonction recalculée F c (t) (Nash, 1990) : 
Fc 
(4) 
Pour des mesures sur le couvert végétal, il est nécessaire d'envisager une méthode de déconvolution plus 
complexe. En effet, dans ce cas, le signal de fluorescence dépend à la fois des caractéristiques de la 
fluorescence, mais aussi de la géométrie du couvert. 
22. Au niveau du couvert 
22.1. Effets de l'architecture du couvert sur les signaux de fluorescence et de réflectance 
L'illumination en visée verticale d'un couvert végétal par un faisceau laser de section finie, se traduit 
généralement par l'éclairement de plusieurs feuilles situées à différents niveaux. Dans ce cas, le signal de 
fluorescence mesuré est égal à la somme pondérée des déclins de fluorescence de chaque niveau foliaire 
illuminé. Le premier plan foliaire d'interception donne naissance à un premier déclin de fluorescence. Le temps 
nécessaire à la lumière pour parcourir la distance séparant ce premier niveau du second niveau foliaire 
d'interception, introduit un retard temporel entre les deux contributions au flux lumineux renvoyé. Ce décalage 
temporel est généralement du même ordre de grandeur que la durée de vie de la fluorescence. Ainsi, les 
contributions de chaque plan foliaire illuminé sont décalées les unes par rapport aux autres d'un temps t = 2 d / c, 
où d est la distance entre les plans considérés et c la vitesse de la lumière (3.10 8 m.s _1 ). Le même raisonnement 
doit être tenu pour la fonction de diffusion. Ainsi, le signal de fluorescence du couvert dépend non seulement 
des caractéristiques de la fluorescence mais aussi de la position des niveaux foliaires qui interceptent le faisceau 
laser. En revanche, la fonction de diffusion, que nous appelons aussi réflectance du couvert R(t), dépend 
uniquement de la distribution spatiale des feuilles illuminées. 
Dans le cas de mesures effectuées sur une feuille isolée, la détermination de la durée de vie moyenne de 
la fluorescence se fait par la déconvolution directe du signal de fluorescence par le signal de diffusion. Par 
contre, pour des mesures sur un couvert la déconvolution directe est impossible. En effet, un couvert végétal est 
constitué par l'arrangement spatial de différents éléments: feuilles, tiges, branches, fleurs, sol... La contribution 
de chacun aux signaux de fluorescence et de diffusion est différente.: les tiges, les rameaux, le sol n'émettent pas 
ou peu de fluorescence, alors qu'ils contribuent de façon non négligeable à la diffusion totale du couvert. 
Il existe donc une certaine décorrélation entre le signal de fluorescence et le signal rétrodiffusé qui est 
encore est accentuée par l'inclinaison des feuilles du couvert. En effet la fluorescence est une émission 
lambertienne, alors que la diffusion de la lumière reçue présente une importante composante spéculaire. La 
fraction d'énergie renvoyée vers le détecteur varie donc différemment en fonction de l'angle d'inclinaison des 
feuilles, suivant que l'on concidère la fluorescence ou la diffusion. 
Ces phénomènes de décorrélation empêchent donc la déconvolution directe des mesures sur canopée. 
Une méthode de déconvolution spécifique a donc été développée. 
222. Méthode de déconvolution spécifique aux mesures sur les couverts végétaux 
L'objectif de cette méthode est la détermination de la durée de vie moyenne de la fluorescence du couvert. 
L'analyse des signaux et l'estimation de la durée de vie se font en deux temps.