INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES ...
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
DEPARTEMENT DES RECHERCHES HALIEUTIQUES ET DE L’OCEANOGRAPHIE
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CENTRE DE RECHERCHES OCEANOGRAPHIQUES DE DAKAR-THIAROYE
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RADIOMETRIE AERIENNE
RAPPORT PROVISOIRE
Alassane Omar BA (1)
Hervé
DEmRcQ(2)
-
(1) Physicien+de 1'ISRA en service au CRODT.
(2) Océanographe de 1'ORSTOM affecté au CRODT.
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1
I N T R O D U C T I O N
Le volet "radiométrie aérienne" est l'un des trois volets du projet de
Surveillance des Pêches au Sénégal fruit de la coopération sénégalo-canadienne.
Son exécution est confiée au Département des Recherches Halieutiques et de
l'océanographie de l'Institut Sénégalais de Recherches Agricoles (ISRA) à tra-
vers le Centre de Recherches Océanographiques de Dakar-Thiaroye (CRODT).
Dans ce rapport nous parlerons successivement du principe de la radiomé-
trie aérienne, de ses buts, des couvertures radiométriques réalisées et des
résultats jusqu'à présent obtenus.
1 . PRINCIPE DE LA RADIOMETRIE AERIENNE ET MATERIEL UTILISE
La surface de la mer émet un rayonnement infrarouge qui est fonction de
sa température selon les lois du corps noir.
La mesure de ce rayonnement per-
met de connaître la température de cette surface.
Cette mesure n'est possible
que dans la fenêtre spectrale 8 - 14 microns qui correspond à une bonne trans-
parence atmosphérique, à un maximum de rayonnement émis par un corps noir aux
temp6ratures ambiantes et à une bonne détectivité des récepteurs.
Le matériel utilisé pour effectuer des relevés thermiques à partir d'un
avion est un radiométre infrarouge qui se compose de deux parties (fig. 1):
- une unité optique : elle permet de déterminer le niveau du rayonnement
infrarouge émis par la surface de la mer et collecté par le système de visée.
Cette unité optique également appelée oeil optique est dirigée vers la surface
de la mer à travers une ouverture pratiquée dans le plancher de l'avion ;
- une unité électronique : elle mesure la différence entre la température
de la cible et celle d'un corps noir de référence placé dans l'unité optique
dont la température reste stable. Une modulation optique par un miroir permet
de viser alternativement le corps noir de référence et la cible. La différence
de potentiel entre les deux mesures traduit la température de la cible.
Le radiométre utilisé au Centre de Recherches Océanographiques de Dakar-
Thiaroye est un iadiométre BARNES modêle PRT5. L'angle de visée de son système
optique est constitué par une lentille en ITRAN2 déterminant un champ optique 2
de 2*, ce qui à une altitude de 500 pieds permet de viser une surface de 8.2m
environ. Un filtre limite la réponse spectrale du radiomètre à la fenêtre at-
mosphérique 8 - 14 microns.
Un galvanomètre incorporé à l'unité électronique du radiométre affiche la
température sur une des trois échelles suivantes :
Echelle Basse
: de -2 à 13'C
Echelle Moyenne
: de 10 à 25.C
Echelle Haute
: de 22 à 37'C. .
Un"enregistreur graphique connecté sur une des bornes de sortie du radio-
mètre inscrit sur papier les variations des tensions (donc des temperatures)
mesurées.

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Fig. l,- Les différentés parties
du radiomètre.

La précision des températures mesurées à l'aide d'un radiomètre infrarou-
ge est de l'ordre de 0.2'C. Une telle précision est jugée acceptable pour des
études halieutiques. En général, la température radiométrique ne s'écarte de
celle mesurée au seau par un thermomètre habituel que dans les cas suivants :
- pendant les grands calmes persistant plusieurs jours : dans ce cas, la
température lue au radiomètre est supérieure à celle du seau ;
- pendant certains grands calmes éphémères où la température radiométrit
que est le plus souvent inférieure à celle du seau en raison de l'évaporation
intense au niveau de la pellicule superficielle ;
- lors des survols de masses d'eau au niveau des sources d'upwelling,
en raison de l'instabilité de la température de surface ;
- en cas de pluies, brumes ou brouillards au dessus de la mer.
En dehors de ces phénomènes, il est également nécessaire tous les deux
mois de procéder à un étalonnage du radiométre (fig. 2). Cet étalonnage se
fait en plaçant sous l'oeil optique du radiométrie une cuve d'eau bien
agitée dans laquelle on fait varier la température sur toute l'étendue des
trois échelles. Si la température donnée par le radiométre s'écarte de 0.2.C
et plus de celle lue sur le thermomètre plongé dans la cuve, il est nécessaire
de procéder à un nouvel étalonnage.
En plus de cet étalonnage, il faut tenir compte dans les mesures radiomé-
triques des correctionsdues à la nébulosité et à l'altitude. La fenêtre spec-
trale 8 - 14 microns du BARNES PRT5 étant sensible à la nébulosité, il con-
vient d'apporter aux mesures lues sur le radiomètre une correction qui est
fonction de l'expérience de l'opérateur. Sous un ciel très sombre, à la valeur
lue sur le radiomètre il faut ajouter 0,7'C pour-obtenir la température réelle
sous un ciel pur, la correction est nul3é.
La correction due à l'altitude combine les valeurs lues au radiomètre et
celles relevées au seau à bord d'un bateau.
L'avion effectue plusieurs passages
au-dessus du bateau, à différentes altitudes (1000, 500, 200 et 100 pieds). A
chaque passage, on note la température lue sur le radiomètre et celle relevée
au seau. La différence entre ces deux valeurs donne la correction en fonction
de l'altitude. Les vols réalisés sur la côte sénégalaise montrent qu'à 500
pieds, cette correction est de l'ordre de 0.1 à 0.2'C et qu'à 300 ou 200 pieds
elle est nulle.
2 . COUVERTURES RADIOMETRIQUES REALISEES
D'octobre 1985 à août 1986, 18 vols (79 heures) de radiomètrie aérienne
ont été réalisés sur l'ensemble du littoral sénégambien (tabl. 1). Les vols
sont répartis de façon inégale entre les zones nord (de Saint Louis à la
Presqu'île du Cap Vert), centre (de la Presqu'île du Cap Vert à Banjul) et
sud (de Banjul au Cap Roxo). La majeure partie des vols (37 heures) a interes-
sé la zone centre ; 34 heures de vol ont été réalisées dans la zone nord et
8 h dans la zone sud. Sur les 79 heures,
68 ont été utilisées pendant la
saison froide (de novembre à mai) car c'est pendant cette saison que les con-
trastes thermiques sont les plus marquées.

Fig. 2,- Courbes
d’étalonnage,

3 . CONDITIONS METEOROLOGIQUES PREDOMINANTES
De novembre à mars, les vents sont de secteur nord, avec des vitesses
allant de 4 à 10 noeuds. Les températures de l'air ambiant pendant cette pé-
riode varient de 27 - 28.C en novembre à 20 - 24'C en mars. La couverture
nuageuse est nulle et la mer est calme..
En avril et mai prédominent les vents du secteur NNE avec des vitesses
voisines de 15 noeuds. La température de l'air est de l'ordre de 21 à 22°C à
Dakar, de 27 à 28'C aux embouchures des fleuves Saloum et Gambie et de 32'C
au Cap Skirring. La mer est peu agitée à agitée et présente par endroits des
crêtes.
En juin, juillet août, les vents sont calmes (0 à 2 noeuds). Le ciel est
ouvert à très couvert avec des pluies par endroits. La température de l'air
ambiant est de 28'C à Dakar et de 37'C à Ziguinchor.
4 . OBSERVATIONS SUR LA COULEUR DE L'EAU
A chaque fois que cela avait Cté possible, des observations visuelles sur
la couleur de l'eau ont été effectufes. Nous avons remarqué que les eaux dites
vertes (donc riches en chlorophylle) étaient toujours localisées au niveau des
embouchures des fleuves Saloum, Gambie et Casamance. Au fur et à mesure qu'on
s'éloigne de la côte apparaissent les eaux bleues oligotrophes. Dans la zone
nord, nous avons souvent noté des poches d'eaux très turbides au voisinage du
Gandiolé. La vitesse du vent étant faible lors de ces observations, ces eaux
turbides proviendraient non pas d'un mouvement vertical mais du fleuve Sénégal.
5 . RESULTATS OBTENUS
Les résultats sont exprimés sous forme de cartes avec une interprétation
succinte
des différentes structures thermiques.

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Fig. 4.- Vol du 5 novembre 1985
Les eaux de surface sont chaudes dans toute la zone
prospectée exceptée une poche d'eaux relativement
froides (25'C) située au voisinage de Saint-Louis. Au
fur et à mesure qu'on descend vers le :sud, les tempé-
ratures augmentent : 27°C 'dans la région de Mboro-
Kayar, 28'5 à Yoff et Thiaroye. Le gradient. thermique
entre la frontière nord du Sénégal et la presqu'il du
Cap Vert est de 3"5C.

1 0
Fig. 6.- Vol du 12 décembre 1985
Les températures à la côte ont augmenté par rapport au
vol du 21 novembre. L'isotherme 25°C située à l'ouest
de l'isobathe 200 m le 21 novembre s'est rapprochée de
la côte. Les températures minimales (23 - 24°C) sont
localisées au sud de Saint--Louis (dans le Gandiole) et
dans la région Mboro-Kayar. Au large, les températures
sont de l'ordre de 26 à 27°C. On note un gradient ther-
mique zona1 de 4'C.

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Fig. 6.- Vol du 12 décembre 1985
Les températures à la côte ont augmenté par rapport ae
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de l'isobathe 200 m le 21 novembre s'est rapprochée de
la' côte. Les températures minimales (23 - 24°C) sont
localisées au sud de Saint-Louis (dans le Cardiole) et
dans la région Mboro-Kayar. Au large, les température.;
sont de l'ordre de 26 à 27°C. On note un grac'ient ther-,
mique zona1 de 4°C.

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Fig. 9.- Vol du 14 janvier 1986
Toute la zone prospectée est envahie par des eaux froides.
Au niveau de la zone Rufisque. Popenguine-Mbour,
on note
une source de remontêe d'eaux froides. Cette source dont le
centre se trouve devant Popenguine (17°C) s'étend jusqu'à
17'3OW. La température maximale enregistrée au cours du vol
est de 28°C (au large de Banjul).

1 2
Fig. 8.- Vol du 31 décembre 1985
Les eaux côtières chaudes observées lors du vol précEU-
dans la même zone (vol du 12 décembre) sont: repoussge:
vers le large (l'isotherme 25’C est située par 17”30 üe
longitude), Les teiiératures minimales (19 - 2O’C) sont
enregistrées dans la région de Saint-Louis et au nive ‘u
de la presqu'île du Cap-Vert où on note un resserremeo.-
des isothermes.

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Fig. Il.- Vol du 25 février 1986
Ce vol fait apparaître trois sources d'upwelling :
- une source au niveau de la presqu'île du Cap-Vert (dans
la baie de Gorée) comme lors du vol précédent,
- une source au niveau de Joal et qui s'étend jusqu'à
l'embouchure du Saloum ;
- une source devant la Gambie.
Les températures minimales sont observees au niveau de
ces trois sources (18'C en baie de Gorge, 18'5C 2 Joal
et 19°C devant la Gambie).
Au sud du Sénégal, les eaux restent relativement froides:
22'C en Casamance.

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Fig. lO.- Vol du 18 février 1986
Par rapport au vol du 14 janvier, on note un réchauf-
fement des eaux. L'upwelling qui intéressait la zone
Rufisque-Popenguine-Mbour a disparu. A sa place, on a
une masse d'eau thermiquement homogene (19"5 - 20'5 C)
Par contre on note deux cellu1e.s de remontée d'eaux
froides : une située au niveau de La presqu'île du Cap
Vert et l'autre au large de l'embouchure de la Gambie.

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Fig. 13.- Vol du 8 avril 1986
La zone couverte reste encore froide même si un réchauf-
fement des eaux a commencé à se manifester aux embouchures
du Saloum et de la Gambie. Toute la Petite Côte (de Dakar
à Joal) est envahie par des eaux froides avec un minimum
thermique de 17°C à Mbour. Des eaux plus chaudes (20 -
24°C) interessent la zone gambienne.

1 6
F i g . 12.- Vols des 11, 13 et 15 mars 1986
Ces trois vols ont couvert toute la côte sénégambie;:nc
Dans toute la zone prospectée, les températures de
surface restent comprises entre 15°C (zone nord) et
23'C (zone sud). Trois sources d'upwelling sont notées:
- une dans le Gandiolé en zone nord avec une tempérPtiii .:
minimale de 15"C,
- une dans la zone Dakar-Rufisque avec une Zempératu:; ~1'
centre de 17"C,
- une au large de la frontière sud-gambienne dont le CE!W
tre se situe par 17"35 de longitude ouest.
Les deux dernières sources d'upwelling sont séparées PS!;.
une cellule d'eaux dont les températures diminuent de 1.':,
côte (23°C) vers le large (20"~). Cette cel'lule d'eaux
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'Fig. 15.- Vol du 24 avril 1986
Le réchauffement des eaux de surface constaté lors
du vol précédent s'est accentué. Les températures minimaie
et maximale sont respectivement de 19 et 24°C. Les eaux
froides naguère situées devant Mbour ont complétement dis-
paru. A leur place on a une masse d'eau de 19°C qui s'en-
fonce en doigt de gant jusqu'au large du Saloum. La masse
d'eau de 19 - 20°C s'est considérablement rétrecie et n'in-
téresse plus le plateau gambien. Les eaux à ZO-21°C qui
étaient accolées à la côte entre l'embouchure du Saloum et
la radiale de Banjul se sont développées, envahissant tout
le plateau gambien. Toute la zone comprise entre .La frontière
sud gambienne et la radiale du Cap Roxo est envahie par des
eaux dont la température est supérieure à 21°C. Un mince
filet de ces eaux se faufile le long de la côte jusqu'à la
latitude de Joa]. Les eaux à 24* pt n111c: snnt lnr:>l ;Q&~C -9.

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F i g . 14.- Vol du 15 avril 1986
On note un réchauffement par rapport au vol du 08 avr;
La poche d”eaux très froides qui existait devant M~OU~,
s’est totalement détachée de la côte. Les eaux à 18 -
19°C qui, lors du vol précédent, avaient envahi toute L:
petite côte ne constituent plus qu’une petite poche q**
s’enfonce au large de Mbour. Les eaux à 14 - 20°C oc::.;-, ?
la majeure partie de la zone prospectée avec une incurs .,n
jusque devant Dakar.

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'F'ig. 15.- Vol du 24 avri.1 1986
Le réchauffement des eaux de surface constaté lors
du vol précédent s'est accentué. Les températures minimalr
et maximale sont respectivement de 19 et 24°C. Les eaux
froides naguère situées devant Mbour ont complétement dis-
paru. A leur place on a une masse d'eau de 19'C qui s'en-
fonce en doigt de gant jusqu'au large du Saloum. La masse
d'eau de 19 - 20°C s'est considérablement rétrécie et n'in-
téresse plus le plateau gambien. Les eaux à 20-21°C qui
étaient accolées à la côte entre l'embouchure du Saloum et
la radiale de Banjul se sont développees, envahissant tout
le plateau gambien. Toute la zone comprise entre la frontière
sud gambienne et la radiale du Cap Roxo est envahie par des
eaux dont la température est superieure à 21°C. Un mince
filet de ces eaux se faufile le long de la côte jusqu'à la
latitude de Joal. Les eaux à 24" et plus sont localisées au

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Fig. lG.- Vol du 6 mai 1986
Les températures de surface restent comprises entre
et 21°C. Les eaux les plus froides (17-18°C) sont IÙC.
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entre Rufisque et Nianga'l. Au fur et à mesure qu'on s'g i) i.g~.:-
de la côte les eaux se réchauffent. La maje.lre parti- ,+\\l.-.
teau continental est envahie par des eaux t'?ermiqu+:w 1'
homogènes (19 - 20°C).

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Fig. 17.- Vol du 21 août 1986
La zone couverte au cours de ce vol est thermiquement
homogène, les températures variant entre L9"4 et 30"5C
soit une augmentation de l'ordre de 1~3°C par rapport au
vol du 06 mai. La température la plus basse, 29OC, est
observée après les fonds de 200 m, au large de Hboro
et la plus élevée au sud du Gandiolé zout près de la
côte.

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Fig. 18.- Vol du 27 août 1986
Les eaux présentes dans la zone visitée sont très ck?- de
Les températures les plus élevees (32°C) sont enreghstr&t
à la côte, dans la zone Joal-embouchure du Saloum, De 12
côte au large, les températures diminuent légéremen;.
passant de 31°C à 30"6 C.