Modèle photométrique de Hapke, Télédétection multiangulaire, Photogrammétrie, Modèle Numérique de Terrain, Modèle de lancer de rayons DART, Imagerie Pléiades

Pour comprendre la formation et l'évolution des paysages ou élaborer des stratégies d'exploration des futures missions d'exploration planétaire, il est nécessaire de connaître les caractéristiques physiques des surfaces terrestres et planétaires. La photométrie est une des méthodes permettant d'étudier ces caractéristiques à distance, par l'intermédiaire de la fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle (BRDF). Il existe plusieurs modèles de BRDF, semi-empiriques ou physiques, capable de simuler la BRDF des surfaces naturelles. L'inversion de ces modèles, dont le modèle de Hapke est le plus répandu dans la communauté scientifique, a été largement utilisée au cours des dernières décennies pour révéler des propriétés physiques des surfaces complexes, notamment la rugosité de surface, la porosité, la taille et la forme des grains, la micro-texture, la composition minérale, etc. Cette méthode a cependant rarement été appliquée à grande échelle sur Terre en raison d'un certain nombre de difficultés. De plus, la validation du modèle est encore largement qualitative. Deux sites d'étude ont été retenus pour nos recherches : (1) le rift Asal-Ghoubbet (République de Djibouti), remarquable pour ses terrains arides, servant d'analogue potentiel aux surfaces extraterrestres ; (2) la face visible de la Lune, en particulier les sites d'atterrissage des missions Apollo. Ces sites sont d'un grand intérêt car ils offrent une grande variété de données orbitales et in situ : images satellites, photographies acquises à différentes échelles, échantillons de laboratoire. Une des originalités de ce travail de thèse est l'exploitation de l'imagerie Pléiades pour la Terre et la Lune, et l'inversion du modèle de Hapke sur la BRDF extraite de chaque pixel permettant de générer des cartes de paramètres du modèle (entre quatre et six) selon les zones étudiées. Nous avons cherché à déchiffrer la signification physique de chaque paramètre et tenté de les comparer avec des mesures de terrain. Les données de terrain comprennent des photographies multi-angulaires prises par drone ou à la main, pour créer des modèles numériques de terrain (MNT) à l'aide de la photogrammétrie, et des échantillons pour les mesures spectrales et l'identification des constituants chimiques. Enfin, la relation entre les propriétés physiques de la surface et sa BRDF a été investiguée grâce à l'utilisation du modèle de lancer de rayons DART-Lux.