fig. 1 - Le cheminement de l'information
Source : Tutoriel du Centre Canadien de
Télédétection
V.1.8 - Dernière mise à jour : 14/02/2025
En télédétection, la connaissance de la nature d'un objet
=> examen de ses propriétés physiques (surtout ses propriétés optiques).
L'obtention d'une information relative à la nature de la surface terrestre passe par les étapes suivantes :
fig. 1 - Le cheminement de l'information
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
A => source lumineuse (c'est de l'énergie !), produit le rayon incident*
B => interaction entre ce rayon et l'atmosphère
C => réponse de la cible (dépend des propriétés de surface de celle-ci)
D => le capteur* embarqué sur un vecteur* enregistre l'information
E => station de réception au sol qui transforme les ondes radios émises par le satellite en images
F => traitement visuel ou numérique des informations
G => production d'un document
Voilà, en gros, les sept étapes que nous allons étudier !
Cette énergie est un REM* => rayonnement électromagnétique
La lumière en est la manifestation visible
- Comment nous parvient-elle ?
- Les capteurs sont munis de détecteurs sensibles aux REM
réfléchis*, émis* ou réémis* par la terre et l'atmosphère
- D'où viennent ces REM ?
- du Soleil sous forme de photons : "grains" d'énergie lumineuse
- de la Terre elle même
- mais aussi du capteur !
fig. 2 - Deux sources d'énergie
Source : Tutoriel du Centre Canadien de TélédétectionA => source lumineuse (c'est de l'énergie !), produit le rayon incident*
- Qu'est-ce que ces REM ?
Les REM détectés sont constitués d'énergie se propageant sous forme d'ondes.
Ces ondes sont dites électromagnétiques
c'est lié à leur nature physique
En effet, il existe en tout point de l'espace un double champs :
- électrique E
et
- magnétique M
fig. 3 - Le champ électromagnétique
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
Les deux champs se déplacent à la vitesse de la lumière (C).
Ce double champ apporte l'énergie lumineuse qui va éclairer la cible.
Trois remarques :
- la propagation de cette onde s'effectue de manière rectiligne lorsque le milieu est homogène (approximation courante en télédétection)
- la direction de propagation est perpendiculaire au plan d'onde des 2 champs
- la propagation est une fonction du temps
- Donc deux composantes du REM nous intéressent particulièrement :
- la longueur d'onde ;
- la fréquence.
fig. 4 - Longueur d'onde et fréquence
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
Longueur d'onde ( 
) => longueur
d'un cycle d'une onde
distance entre deux crêtes successives d'une onde
est mesurée en mètres ou en l'un
de ces sous-multiples tels que :
- nanomètres => nm, 10-9 mètre ;
- micromètres=>
m, 10-6 mètre ;
- centimètres => cm, 10-2 mètre.
C'est la longueur de l'onde dans la vide.
Fréquence => nombre d'oscillations par unité de temps.
La fréquence est exprimée en Hertz (Hz), nombre d'oscillations par seconde (ou en multiples de Hertz).
La formule suivante illustre la relation entre la longueur d'onde et la fréquence :
f (Hz) *
La longueur d'onde et la fréquence sont donc inversement proportionnelles, c'est-à-dire que plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est élevée, et vice versa !
On parle de spectre électromagnétique* pour qualifier l'ensemble des rayonnements.
à chaque rayonnement est associé une longueur d'onde caractéristique !
- Les ondes électro-magnétiques sont multiples et hiérarchisées dans le spectre électro-magnétique
mais elles sont de même nature
- Le spectre électro-magnétique est continu
depuis les très faibles valeurs : rayons gamma
jusqu'aux très hautes valeurs : ondes radio, télé, etc...
Cette séparation est d'ordre purement technologique
fig. 5 - Longueur d'onde et fréquence
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
- Les longueurs d'onde se regroupent en domaines comme :
Visible, Proche Infra-Rouge, Rayons X, etc...
Le rayonnement solaire est appelé rayonnement incident*.
- Pour l'observation de la Terre, on s'intéresse aux domaines :
- du visible et du proche infra-rouge (PIR)
mais aussi aux
- moyen infra-rouge (MIR) ;
- infra-rouge thermique (IRTh) ;
- micro-ondes
et
- ultraviolet
- Le visible est donc la partie du spectre que l'on voit
(0,4 à 0,7 m )
fig. 6 - Longueur d'onde du visible
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
Dans ce domaine une variation de longueur d'onde se traduit, pour l’œil, par un changement de couleur.
fig. 7 - Les couleurs du visible
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
Si croît de
430 nm à 490 nm
on passe du violet au bleu en passant par l'indigo (450 nm)
- La lumière blanche se décompose en passant au travers d'un prisme (ou d'une goutte d'eau) comme suit :
fig. 8 - Les couleurs du visible (en nm)
Source : d'après Tutoriel du Centre Canadien de Télédétectionviolet : 400 - 446 nm
bleu : 446 - 500 nm
vert : 500 - 578 nm
jaune : 578 - 592 nm
orange : 592 - 620 nm
rouge : 620 - 700 nm
Le prisme réfracte* la lumière de façon différente selon les longueurs d'onde.
- La couleur d'un objet ne correspond qu'exceptionnellement à une seule longueur d'onde (rayonnement monochromatique) en général :
c'est un mélange de longueurs d'ondes différentes
- L'infrarouge (IR) ne nous est pas directement perceptible
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
- L'infrarouge est 100 fois plus étendu que le domaine du visible.
Il se divise en 2 partie :
- l'IR réfléchi ;
- l'IR émis (ou IR thermique).
- L'IR réfléchi comprend le :
- proche infrarouge PIR de 0,75
mais également
- moyen infrarouge MIR de 1,5
- L'IR émis comprend le :
à l'IR thermique IRTh de 3
C'est de la chaleur émise par la surface de la Terre.
et enfin, l'IR lointain jusqu'à 1 mm.
- Au delà, en télédétection, sont les hyperfréquences* encore appelées micro-ondes (1 mm à 1 m)
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
- En Hyperfréquences, les longueurs d'onde les :
- plus courtes ont des propriétés semblables à celle de l'IRTh ;
- plus longues ressemblent aux ondes radio.
- Pollution des hyperfréquences
Conflit d'usage sur certaines longueurs d'onde : Satellites "aveuglés" par des parasites [sources : Le Monde (08/02/2021)] !
fig. 11 - Interférences entre 5G et hyperfréquences utiles en télédétection
Source : in Le Monde (08/02/2021)
- Domaine encore peu étudié, l'ultraviolet est avant le visible. Il permet la détection de certaines roches et minéraux qui entrent en fluorescence* ou émettent de la lumière visible quand ils sont illuminés par un rayonnement ultraviolet.
fig. 12 - L'ultraviolet
Source : Tutoriel du Centre Canadien de Télédétection
3. Test de compréhension
Communiquez-moi sur la plateforme Moodle, à la rubrique travaux, les réponses aux questions suivantes :
Question n°1.2.1. Laquelle ou lesquelles de ces phrases sont exactes :
a) Plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est haute.
c) La propagation du REM est rectiligne dans l'atmosphère
b) Plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est basse.
d) Les longueurs d'onde du visible sont plus courtes que celles de l'infra rouge
Question n°1.2.2. Laquelle de ces quatre "longueurs d'onde" est la plus longue :
a) le PIR
c) l'ultraviolet
b) le MIR
d) le visible
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NB : les mots suivis de "*" font partie du vocabulaire géographique, donc leur définition doit être connue. Faites-vous un glossaire.
