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1 - INTRODUCTION
Les taux de matière organique des sols cultivés sont une des composantes essentielles de leur fertilité physique
et de leur sensibilité à la dégradation (tassement, battance, ‘fatigue" des sols...). Or il existe actuellement peu
de techniques permettant leur analyse spatiale et leur cartographie. Les tests qualitatifs de terrain sont très peu
fiables et précis, et l'extrapolation des résultats d'analyses ponctuelles se heurte à deux difficultés majeures :
(i) Sous végétation naturelle, les variations dans l'espace peuvent être rapides,
principalement liées au régime hydrique et à la végétation,
(ii) Lors de la mise en culture, se surimpose à cette variabilité "naturelle"
l'évolution liée à l'histoire culturale.
En Chalosse (Sud-ouest de la France), en contexte limoneux et sous monoculture de maïs,
les problèmes de dégradation physique des sols sont sous la dépendance principale de leur statut organique
(Arrouays et al, 1994). Les taux de matière organique diminuent rapidement avec l'ancienneté de la mise en
monoculture (Arrouays et Pelissier, 1994a). Dans ce contexte, il est intéressant d'évaluer les possibilités de la
télédétection, et en particulier l'apport supplémentaire offert par la bande MIR pour l'analyse spatiale et la
cartographie de la variabilité de la matière organique des horizons pédologiques cultivés.
L'identification des constituants du sol et le suivi des changements de leurs caractéristiques
de surface (humidité-rugosité) sont des domaines d'investigation abordés depuis longtemps dans le visible et
le proche infra-rouge.
Pour l'analyse des constituants, l'interprétation des spectres de sols s'est avérée fréquemment
qualitative, que ce soit en laboratoire (Mathews et al 1973, Bauer et al 1980, Stoner et Baumgardner 1981,
Baumgardner et al 1985), ou par radiométrie de terrain, ou aéroportée (par exemple, Courault 1989). La
recherche de relations quantitatives entre la réflectance du sol ses constituants et/ou ses caractéristiques
conjoncturelles nécessite en règle générale de se fixer dans un cadre pédologique précis :
- modélisation de la couleur des sols (Melville et Atkinson, 1985, Courault 1989, Escadafal et al 1989)
- relations avec des constituants minéralogiques, (par exemple Madeira, 1991, pour les latosols du Brésil)
- relations avec la rugosité du sol, (par exemple, Ciemiewski 1987)
- relations avec l'humidité du sol (par exemple, Bedidi et al 1984, pour des sols latéritiques)
Pour ce qui est de la matière organique, il a été possible de mettre en évidence dans des
conditions pédologiques précises des relations quantitatives entre réflectance et taux de matière organique
(Gerbermann et Neher 1979, Krishnan et al 1980, et plus récemment Henderson et al, 1989). L'utilisation de
la bande MIR pour renforcer la discrimination de la matière organique peut être intéressante du fait du
comportement fréquemment hygrophile de ce constituant. En effet, des bandes spectrales fines du moyen
infra-rouge permettent en laboratoire de bien caractériser les effets de l'absorption de l'eau des constituants
aux franges des pics d'absorption (Prost et al 1983). Dans la bande MIR, l'effet spécifique de la matière
organique est signalé dans des études de réflectance de sols utilisés comme référence pour simuler les index de
végétation (Andrieu et Baret, 1991). Des études systématiques portant sur la sélection de bandes spectrales
pour la classification des taux de matière organique se développent par ailleurs (par exemple, Henderson et al,
1989)
Les objectifs de cette étude sont d'évaluer l'intérêt potentiel de l'utilisation d'images
satellitaires pour cartographier ces taux dans un milieu caractérisé par une forte variabilité, d'analyser si la
bande MIR renforce la perception de la variabilité spatiale de la matière organique de ces sols, et d'estimer
son intérêt pour une approche cartographique des risques de dégradation physique des sols.
2 - MATERIEL ET METHODE
2.1. Site
La zone test couvre une surface d'environ 8000 hectares localisés sur la feuille I.G.N. au 1/ 25 000 d'Airesur-Adour.
d'Airesur-Adour. Elle se situe sur une terrasse ancienne limoneuse des Gaves pyrénéens de morphologie très plane
(Fig. 1). Le site choisi présente des sols pour lesquels le statut organique a une incidence directe sur la
sensibilité du sol à la dégradation physique et peut ainsi servir de critère de cartographie de risques : sous
végétation naturelle les sols sont des sols limoneux organiques profonds (Arrouays et al, 1992 ; Arrouays et
Pelissier, 1994b). Ces sols ont subi un défrichement intensif pour la monoculture de mais grain depuis le
début des années 60. L'évolution de leur statut organique se caractérise par urne chute brutale des taux lors des
premières années de culture (Arrouays et Pelissier, 1994a). Elle peut conduire à une instabilité structurale
traduite par des phénomènes de battance, de ruissellement et d'érosion (Arrouays et al, 1994).
