Teneur en Carbone Organique Total des terres arables par télédétection : période 2019-2021

Cette série de couches de données représente les teneurs prédites en Carbone Organique Total (COT) pour la période 2019-2021 au niveau des parcelles ou du pixel.

Le sol est une ressource naturelle essentielle assurant de nombreuses fonctions : fournisseur de matières premières, support des productions agricoles alimentaires, producteur de biomasse tant alimentaire que non alimentaire, lieu de biodiversité, filtre et réservoir d’eau, stockage de carbone, etc. La qualité d’un sol peut être évaluée grâce à l’étude de divers paramètres physiques, chimiques ou biologiques. Parmi ces paramètres, le carbone organique des sols est généralement considéré comme l'indicateur principal de la qualité des sols, à la fois pour ses fonctions agricoles et environnementales.

Deux couches représentent les teneurs prédites en Carbone Organique Total (COT) pour la période 2019-2021. La couche "COT_TERRES_ARABLES_2019_2021_PARC_TENEURS" fournit ces prédictions au niveau des parcelles, tandis que la deuxième couche, "COT_TERRES_ARABLES_2019_2021_PIXEL_TENEURS_SMOOTH", les fournit au niveau des pixels avec une résolution spatiale de 20 mètres. La teneur en COT est exprimée en grammes de carbone par kilogramme de sol.
Pour la couche "COT_TERRES_ARABLES_2019_2021_PARC_TENEURS", une couche associée ("COT__TERRES_ARABLES_2019_2021_PARC_INCERT") représentant les incertitudes est disponible. L'incertitude est exprimée par la longueur de l'intervalle de prédiction à 90 % par rapport à la teneur en COT prédite, exprimée en pourcentage. Les limites de l'intervalle à 90 % sont aussi disponibles.
La couche "COT_TERRES_ARABLES_2019_2021_PARC_TENEURS" présente l'attribut suivant :
TENEUR: teneur prédite en carbone organique total (gC/kg)
La couche "COT__TERRES_ARABLES_2019_2021_PARC_INCERT" présente les attributs suivants
PERC_05: limite inférieure de l'intervalle de prédiction à 90 %
PERC_95: limite supérieure de l'intervalle de prédiction à 90 %
INCERT: longueur de l'intervalle de prédiction à 90 % par rapport à la teneur en COT prédite (%) - incertitude

La teneur en COT a été estimée par un modèle de prédiction entraîné sur environ 11 000 analyses de sol effectuées par les laboratoires provinciaux au sein du réseau REQUASUD. Les prédictions sont basées sur la réflectance des sols nus, telle qu'observée par les satellites multispectraux Sentinel-2. Des acquisitions entre 2019 et 2021, de mars à juin, avec une couverture nuageuse inférieure à 50 %, ont été utilisées. Les pixels de sol nu ont été identifiés en filtrant la végétation (NDVI - Normalized Difference Vegetation Index < 0,25) ainsi que les résidus et sols humides (NBR2 - Normalized Burn Ratio 2 < 0,05). Les observations ont ensuite été superposées, et la médiane a été calculée pour chaque pixel et chaque bande spectrale du satellite Sentinel-2, produisant ainsi un composite des sols nus. Pour calibrer le modèle au niveau des parcelles, la réflectance moyenne pour chaque bande Sentinel-2 par parcelle a été calculée en utilisant les polygones du parcellaire agricole de 2020. Afin d'améliorer la précision du modèle, l'altitude, la région agricole et la teneur en particules fines (< 20 µm) ont également été utilisées comme prédicteurs de la teneur en COT. Grâce aux analyses de sol disponibles du réseau REQUASUD, il a été possible de calibrer un modèle de prédiction (Quantile Regression Forests) au niveau des parcelles.
La réflectance moyenne est un bon proxy pour déterminer la teneur en COT sur une épaisseur de 20 cm (analyses de REQUASUD).
Les cartes couvrent le territoire wallon. La couverture dépend des acquisitions satellitaires au moment où les parcelles sont à nu. Pour cette raison, la carte ne couvre que les terres arables et exclut les prairies permanentes et les forêts. Ainsi, 86 % de la surface en terres arables sont couverts par la carte.

Pour le développement du composite de sol nu, des images Sentinel-2 des années 2019, 2020 et 2021 ont été utilisées, ainsi que des analyses de sol du réseau REQUASUD réalisées en 2018, 2019, 2020 et 2021. Étant donné que le COT est peu variable, la carte représente la situation sur la période 2019-2021.

Dans le cadre du Plan de Relance Wallon, le projet 116 a permis de cartographier le COT des terres arables par télédétection. Ce projet a été réalisé via une thèse de doctorat (UCLouvain). Le développement des cartes a été réalisé à l'Université Catholique de Louvain dans le cadre de la thèse de doctorat de Dries De Bièvre, sous la supervision des professeurs Bas van Wesemael et Pierre Defourny. .