Le travail de cette thèse est axé sur la réflectométrie GNSS qui est une technique opportuniste pour estimer les variations locales du niveau de la mer en domaine côtier, grâce à la réflexion des ondes EM des satellites des constellations dédiées au positionnement. La surface marine est le siège de différents phénomènes, et principalement les marées périodiques et les effets atmosphériques (baromètre inverse et météorologie). Le traitement développé a permis d'estimer des séries temporelles de la hauteur de la mer, longues de plusieurs années, à partir des données SNR fournies par les récepteurs GNSS. Comparées à des mesures indépendantes des marégraphes colocalisées, ces séries GNSS-R montrent d'excellentes corrélations de plus de 95%. Au second ordre, à plus courts termes, les variations du niveau de la mer côtier s'expliquent par les variations de pression atmosphérique et de l'état de mer en accord avec les produits de la DAC. Pour estimer les variations spatiales, une sectorisation des réflexions GNSS a été développée afin de cartographier la nature des différentes zones de réflexion autour de l'antenne, e.g. bancs de sable, écueils rocheux, surface toujours en eau, géoïde côtier et pour différents environnements : phare de Cordouan, estuaire de la rivière Ems et zone portuaire. Ces résultats ouvrent des perspectives pour la surveillance du littoral et l'évaluation des risques de sur-côte à l'interface terre-mer. |
This thesis work focuses on GNSS reflectometry, which is an opportunistic technique for estimating local variations in sea level in coastal areas, thanks to the reflection of EM waves from satellites constellations dedicated to positioning. The sea surface is the place of various phenomena, mainly periodic tides and atmospheric effects (inverse barometer and meteorology). The processing developed enabled me to estimate several years of sea surface height time series from SNR data supplied by GNSS receivers. Compared with independent measurements from co-located tide gauges, these GNSS-R series show an excellent correlation of over 95%. At second order, in the shorter temporal term, variations in coastal sea level are explained by changes in atmospheric pressure and sea state in agreement with the DAC products. To estimate spatial variations, a sectorization of the GNSS reflections was developped in order to map the nature of the different reflection zones around the antenna, e.g. sandbanks, rocky reefs, surface still in water, coastal geoid and for different environments: Cordouan lighthouse, Ems estuary and port area. These results open up new prospects for the monitoring of the marine environment. |