Description du projet
Contexte, importance
Une série temporelle d'image permet de capturer le déplacement de particules dans un fluide. A petites échelles, l'acquisition peut être effectuée en laboratoire, dans des conditions contrôlées. A très large échelle, il est également possible d'observer le déplacement de courants atmosphériques, au moyen de l'imagerie satellitaire. Indépendamment du système d'acquisition, la dynamique du mouvement reste la même et est fondamentalement guidée par les équations de Navier Stokes. Notons que ces mouvements sont généralement turbulents ayant des caractéristiques déterministes et aléatoires. Le calcul du déplacement des particules à partir des images est d'importance majeure pour la bonne compréhension et modélisation de ces phénomèmes. En particulier, lorsque l'on s'attaque à la modélisation des phénomènes naturels, les conditions initiales sont généralement inconnues ou incomplètes. Le rôle de l'imagerie doit être de permettre de valider les modèles de mécanique des fluides et de retrouver certains de ces paramètres.
Objectif
L'objectif de ce travail de recherche doctoral est de proposer et valider une approche originale portant sur l'estimation du mouvement de particules en déplacement dans les images de télédétection. Ce travail est de nature multidisciplinaire et prendra appui simultanément sur les techniques les plus récentes issues du domaine de la mécanique des fluides et du domaine du traitement de l'image. L'approche proposée devra permettre d'estimer le champs de propagation en tenant compte de contraintes globales et locales et du manque d'information. L'application portera sur le suivi des vents de sable observés dans une séquence d'images satellitaires.
Application
L'application concernée, soit l'étude des vents de sable, est d'importance majeure pour l'analyse des phénomènes de désertification. Ceux-ci apparaissent directement sur au moins quatre des cinq continents (Afrique du Nord, Asie, Amérique, Australie). Certains pays d'Europe (dont la France) sont de fait indirectement touchés au travers de pluies de sable. Les images utilisées sont issues de satellites géostationnaires. Dans le cadre de ce travail, nous nous concentrerons en particulier sur l'Asie (Satellite Chinois FengYun et Japonais GMS) et l'Afrique (satellite Européen Meteosat).