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Analyse de la cinématique du trait de cote de Port-Oouet à  l'aide du couplage télédétection et SIG (Côte d'Ivoire)

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par Amani Léocadie Marie-Claude AKADJE
Université de Cocody-Abidjan - DEA 2010
Dans la categorie: Géographie
  

Disponible en mode multipage

ANNÉE UNIVERSITAIRE

2009-2010

RÉPUBLIQUE DE CÔTE D'IVOIRE

~~~~~~~~~~~~~

MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UFR DES SCIENCES DE LA TERRE ET DES RESSOURCES MINIÈRES

UNIVERSITÉ DE COCODY

N° d'ordre : ..............

CENTRE UNIVERSITAIRE DE RECHERCHE ET D'APPLICATION EN TELEDETECTION

MÉMOIRE

Pour l'obtention du Diplôme d'Études Approfondies (DEA)

EN TETELEDETECTION ET SIG

Option : ANALYSE SPATIALE ET ENVIRONNEMENTALE

PRÉSENTÉ PAR

AKADJE Amani Léocadie Marie-Claude

Date de soutenance : 25/01/2011 à 8h00

Directeur de

mémoire : Pr AFFIAN KOUADIO

Co-Directeur : Pr HAUHOUOT Célestin

Composition du jury

Prof. AKA KOUAME...........Président

Prof. AFFIAN KOUADIO.......Examinateur

Prof. HAUOUHOT Célestin....Examinateur

Dr. DJAGOUA Eric ..........Examinateur

ANALYSE DE LA CINEMATIQUE DU TRAIT DE COTE

DE PORT- BOUET

A L'AIDE DU COUPLAGE TELEDETECTION ET SIG

THÈME

ANNÉE UNIVERSITAIRE

2009-2010

RÉPUBLIQUE DE CÔTE D'IVOIRE

~~~~~~~~~~~~~

MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UFR DES SCIENCES DE LA TERRE ET DES RESSOURCES MINIÈRES

UNIVERSITÉ DE COCODY

N° d'ordre : ..............

CENTRE UNIVERSITAIRE DE RECHERCHE ET D'APPLICATION EN TELEDETECTION

MÉMOIRE

Pour l'obtention du Diplôme d'Études Approfondies (DEA)

EN TETELEDETECTION ET SIG

Option : ANALYSE SPATIALE ET ENVIRONNEMENTALE

PRÉSENTÉ PAR

AKADJE Amani Léocadie Marie-Claude

Date de soutenance :25/01/2011

Directeur de

mémoire : Pr AFFIAN KOUADIO

Co-Directeur : Pr HAUHOUOT Célestin

Composition du jury

Prof. AKA KOUAME...........Président

Prof. AFFIAN KOUADIO.......Examinateur

Prof. HAUOUHOT Célestin....Examinateur

Dr. DJAGOUA Eric ..........Examinateur

ANALYSE DE LA CINEMATIQUE DU TRAIT DE COTE

DE PORT BOUET

A L'AIDE DU COUPLAGE TELEDETECTION ET SIG

THÈME

AVANT PROPOS

Au terme de ce travail de Diplôme d'Etudes Approfondies (DEA), nous voudrions exprimer notre gratitude à toutes les personnes qui ont contribuées à sa réalisation.

Nous rendons grâce à Dieu Tout puissant, qui dans sa grande bonté, et avec son Esprit nous a donné le courage, les capacités intellectuelles, financières et physiques pour mener ce travail jusqu'à son terme.

u Nous remercions le Professeur AFFIAN Kouadio, Doyen de l'UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières (STRM) pour son entière implication dans la formation des étudiants.

u A Dr KOUAME Fernand, Directeur du Centre Universitaire de Recherche et d'Application en Télédétection (CURAT) et de l'Ecole Doctorale Appliquée en Télédétection (EDAT), nous disons grand merci pour l'encadrement qui nous est réservé dans le centre de recherche, pour ses conseils, sa disponibilité et ses encouragements.

u Nous remercions Pr KOLI BI Zuéli, Maître assistant à l'Institut de Géographie Tropicale (l'IGT) et enseignant au CURAT pour ses sages conseils et sa disponibilité.

u Dr TOURÉ Augustin, Maître assistant à l'IGT et enseignant au CURAT

U A Pr HAUHOUOT Célestin, Maître de Conférences à l'IGT et enseignant au CURAT, qui nous a donné l'amour de la télédétection et des Systèmes d'informations géographiques, nous disons un merci infini pour son aide qui nous a été précieuse dans la mise en oeuvre de ce travail, ses conseils, ses encouragements, sa disponibilité et sa sympathie à notre égard. Que le Seigneur le lui rende au centuple.

u Nous exprimons notre gratitude aux Docteurs Bachir SALEY et DJAGOUA Eric, que nous ne cesserons de remercier pour leur apport, leur aide et leurs encouragements durant la réalisation de ce travail, que Dieu les garde.

u Au personnel administratif du CURAT, nous disons merci pour leur sympathie et l'intérêt porté à notre personne ;

u Nos remerciements vont à l'endroit de Dongo Rémi KOUABENAN, Doyen de l'UFR des sciences sociales, à l'Université de Grenoble en France qui nous a apporté aide et assistance ;

u A mon oncle ADOU Koman Sylvère, à la CEDEAO à Abuja qui nous a toujours soutenu et aidé, chaque fois que nous en avions eu besoin. Nous lui disons merci pour tout.

u A nos aînés du CURAT, nous disons merci pour leur accueil lors de notre arrivée dans le centre, leur aide et leurs conseils apportés pour une meilleure conduite de notre travail.

u A tous les étudiants de la promotion EDAT-7, nous disons merci pour l'amitié qui nous lie, pour leur soutient et leur aide. Rien ne nous séparera. Et surtout bon vent à SAKO, MAFFOUÉ, PÉTÉ, GUEDE, ADON, OKAINGNY, TOURÉ, KASSI, ZRO BI et AMANI. Que Dieu nous garde et qu'il nous aide à progresser.

u A Marius GUEDE, le meilleur des amis qui soit sur la terre, qui a toujours été là pour nous, nous lui disons merci pour tout ce qu'il a fait et continu de faire pour nous. Que Dieu le garde dans le creux de sa main et lui procure beaucoup de chance dans sa vie.

u A nos parents Mr et Mme AKADJE, nous disons merci pour leur aide, leur soutient leur foi en moi. Que Dieu les garde dans le creux de sa main.

u A nos frères et soeurs, nous disons merci pour leur soutient et leurs prières.

u A notre très cher et tendre Ange Paul KONAN, qui par sa curiosité, bien qu'en ne sachant pas grand chose de la télédétection nous a aidé à finir notre travail. nous disons merci pour sa présence, son aide, ses encouragements, son affection et son attention. Que Dieu nous garde longtemps

u A notre petite Princesse KONAN Mia-Immanuella qui par sa naissance a retardé notre travail, je dédie ce travail, tout en espérant qu'en grandissant elle ait aussi l'amour de la recherche.

u Enfin, à tous ceux que nous n'avons pas pu citer et qui nous ont apporté leur aide et soutient au cours de cette étude, nous leur témoignons notre reconnaissance.

TABLE DES MATIERES

Pages

AVANT-PROPOS....................................................................................

i

LISTE DES ABRÉVIATIONS .......................................................................

V

LISTE DES FIGURES..............................................................................

vi

LISTE DES TABLEAUX...........................................................................

vii

RÉSUMÉ..........................................................................................

viii

ABSTRACT.......................................................................................

ix

 
 

INTRODUCTION GENERALE...........................................................

1

I. CONTEXTE ET JUSTIFICATION DE L'ÉTUDE..................................................

2

II. PROBLÉMATIQUE.............................................................................

4

 
 

CHAPITRE 1  : GENERALITES............................................

7

1.1. PRÉSENTATION DE LA ZONE D'ÉTUDE.............................................

8

1.1.1. Situation géographique..................................................

8

1.1.2. Composantes physiques de la zone d'étude.........................

8

1.2. QUELQUES NOTIONS DE TÉLÉDÉTECTION ET SIG..................................

10

1.2.1. La télédétection..........................................................

10

1.2.2. Le Système d'Informations Géographiques (SIG)...................

10

Conclusion partielle............................................................................

11

 
 

CHAPITRE 2 : MÉTHODOLOGIE........................................

12

2.1. DESCRIPTION DES DONNÉES.......................................................

13

2.1.1. Les données de télédétection.........................................

13

2.1.2. Les données cartographiques.........................................

13

2.1.3. Le matériel informatique..............................................

14

2.2. TRAITEMENT DES DONNÉES.........................................................

15

2.2.1. Acquisition du trait de côte...........................................

15

2.3. ANALYSE DE LA CINÉMATIQUE DU TRAIT DE COTE ET DE SON IMPACT A L'AIDE D'UN S.I.G.............................................................................

21

2.3.1. Détermination de la cinématique du trait de côte..................

21

2.3.2. Simulation du trait du trait de côte de 2015........................

32

2.3.3. Couplage des données de trait de côte avec celles de l'occupation......................................................................................

23

Conclusion partielle.............................................................................

25

CHAPITRE 3 : RESULTATS ET DISCUSSION........................

26

3.1. RESULTATS........................................................................

27

3.1.1. Le trait de côte............................................................

27

3.1.2. Intégration du trait de côte dans le SIG...............................

32

3.2. DISCUSSION.......................................................................

35

3.2.1. Difficulté de la reconnaissance du trait de côte à l'aide des images satellites..........................................................................................

35

3.2.2. Apport de la télédétection...............................................

36

3.2.3. Comparaison et précision du travail par rapport aux autres travaux............................................................................................

37

Conclusion partielle.............................................................................

38

 
 

CONCLUSION GENERALE................................................................

39

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................

42

 
 
 
 
 
 
 
 
LISTE DES ABREVIATIONS

BNETD Bureau National d'Etudes Techniques pour le Développement

CCT Centre de Cartographie et de Télédétection

CURAT Centre Universitaire de Recherche et d'Application en Télédétection

EDAT Ecole Doctorale Africaine de Télédétection

LANDSAT TM Land Satellite Thematic Mapper

LANDSAT ETM+ Land Satellite Enhanced Thematic Mapper Plus

M Mètre

% Pourcentage

SIG Système d'Informations Géographiques

UTM Universal Transversal Mercator

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Localisation de la zone d'étude..............................................................8

Figure 2 : Histogramme d'une image infrarouge du satellite Terra Aster concernant une plage de l'Atoll de Majuro dans les îles Marshall .......................................18

Figure 3: Histogrammes des différentes canaux de l'image satellite de 1990....................19

Figure 4 : image binaire de 1990.......................................................................21

Figure 5 : Chaîne de traitement pour l'étude de la cinématique du trait de côte..................22

Figure 6 : Représentation des points d'appui ........................................................22

Figure 7 : Buffer du trait de côte de 2004 à 13,53m de rayon.....................................23

Figure 8 : Résumé de la méthodologie.................................................................24

Figure 9 : Dynamique du trait de côte de la baie de port-Bouët entre 1986 et 2004............27

Figure 10 : Traits de côte de la baie de Port-Bouët..................................................29

Figure 11: Zone d'engraissement de la baie de Port-Bouët entre 1986 et 1990..................30

Figure 12 : Traits de côte de 1990 et de 2001........................................................30

Figure 13: Traits de côte de 2001 et 2004 de la baie de Port-Bouët...............................31

Figure 14: Zone d'engraissement de la baie de Port-Bouët entre 2001 et 2004..................31

Figure 15 : Cinématique du trait de côte de la baie de port-Bouët entre 1986 et 2004.........32

Figure 16: Vue de l'avancée du trait de côte de 2001 sur l'image de 1990......................33

Figure 17 : Simulation du trait de côte de 2015 et infrastructures menacées en 2015..........34

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I: Tableau des pixels de l'image binaire de 1990............................................20

Tableau II: Statistiques de la dynamique du trait de côte à Port-Bouët entre 1986 et 2004....38

RÉSUMÉ

Cette étude présente une analyse diachronique de l'évolution du trait de côte de la baie de Port-Bouët entre 1986 et 2004, à l'aide de l'imagerie satellitale. Elle utilise comme référence la ligne de rivage instantané. Les variations observées entre 1986 et 2004 témoignent d'un littoral en érosion à un rythme moyen de 1,27 m/an. Il a reculé d'au moins 23m minimum en dix-huit ans. L'étude de la cinématique entre 1986 et 2004 indique des évolutions importantes consécutives à l'aménagement du littoral et aux changements climatiques. Ces résultats ont été intégrés dans un Système d'Information Géographique en combinaison avec des informations sur l'occupation du sol pour l'établissement d'une carte de la dynamique de cette frange côtière qui sera un outil d'aide à la décision et la gestion de cet écosystème extrêmement fragile et vulnérable. Les principales limites de l'approche méthodologique de cartographie de la mobilité du trait de côte résident dans la résolution des images aériennes utilisées. Leur résolution limite l'étude et est source d'erreur dans la distinction du trait de côte.

Mots-clés: Trait de côte, Erosion côtière, cinématique, télédétection, Littoral, SIG, Port-Bouët, Côte d'ivoire

ABSTRACT

This study presents an analysis of the diachronic evolution of the coastline of the Bay of Port-Bouët between 1986 and 2004, using satellite imagery. Satellite photographs are employed in order to retrace the dynamics of the coastal active fringe from Port-Bouët bay. It uses as reference the instant shoreline.

The variations observed between 1986 and 2004 show a shoreline eroding at an average rhythm of 1,27m/year. It moved back of at least 23m minimum in eighteen years. The study of the shoreline kinematics from 1986 to 2004, points out large evolutions consecutive to the littoral development and to the climate changes.

These results were integrated into a Geographic Information System in combination with information on land for the establishment of a dynamic map of the coastline which will be a tool for decision support and management this ecosystem is extremely fragile and vulnerable. The main limitations of the methodological approach to shoreline mapping lie in the resolution aerial images used. Their resolution limits the study and is a source of error in coastline distinguishing

Keywords: Shoreline, Coastal erosion, kinematic, Remote sensing, Littoral, GIS, Port-Bouët, Ivory Coast

INTRODUCTION

GENERALE

I. CONTEXTE ET JUSTIFICATION DE L'ÉTUDE

Le littoral, Au sens physique du terme, est la bande comprise entre le niveau des plus basses mers et celui des plus hautes mers, donc ce que couvre et découvre la mer. Pour KLEIN (2003), il constitue un espace limité et souvent fragile. C'est un "bien rare" et attractif, par conséquent très convoité. Etant un milieu très particulier, bon nombre d'études tant humaines que physiques lui ont étés dédiées. Elles portent en partie sur l'érosion. C'est un phénomène résultant de la conjonction de nombreux facteurs qui peuvent être naturels. En particulier, elle est due à la variation du niveau de la mer, au vent, la houle, aux courants et à l'importance des apports sédimentaires des fleuves de façon cyclique. Elle s'observe au niveau mondial et bon nombre de régions en sont menacées.

L'érosion peut tout aussi provenir de facteurs anthropiques. La ligne de rivage, lieu de rencontre entre la terre et la mer constitue une interface unique si l'on tient à l'attrait irrésistible qu'il produit sur l'homme. Ainsi, parallèlement à l'occupation permanente, par l'urbanisation, d'autres formes d'activités mobilisent de plus en plus les espaces littoraux. Qu'il s'agisse d'activités économiques, de loisirs, ou de vacances, le littoral demeure soumis à des pressions anthropiques chroniques. Ce point de survol entre l'homme et les côtes révèle un phénomène général de dégradation de la zone côtière, car l'urbanisation accentue les phénomènes érosifs sur les littoraux (BEZERT, 2005).

C'est dans ce même ordre d'idée que DURAND (2004), a montré l'importance de l'urbanisation dans la déstabilisation de la côte occidentale du golfe du Lion, due au cours des dernières décennies, à la plus vaste opération d'aménagement touristique jamais entreprise en France (Mission Racine). Ce développement touristique a permis la mise en valeur économique des rivages mais également la déstabilisation des cordons littoraux. Cette déstabilisation est survenue dans un contexte sédimentaire défavorable depuis quelques décennies, en raison d'une recrudescence des événements tempétueux et d'une diminution de la charge alluviale apportée par les fleuves, conséquence de leur équipement en barrages et de la multiplication des extractions de granulats dans leur lit.

En effet, une meilleure gestion du littoral passe par une connaissance fine des causes de l'érosion, de leurs conséquences ainsi que des modalités de ce phénomène. Pour ce faire, bons nombres d'auteurs s'attarderont sur les conséquences qui sont de natures diverses. Mais, nous nous pencherons essentiellement dans notre analyse, sur le recul du trait de côte qui a une dimension économique et sociale considérable.

L'érosion entraîne la régression des terres. Cette menace est d'autant plus importante qu'elle se constate à l'échelle mondiale; plus de 50% des rivages marins de la terre régressent. En France, le recul est de 24% ( ROBIN, 2002).

En Afrique de l'Ouest, le rythme d'évolution actuelle des côtes sableuses dans le golfe de Guinée entre la Côte d'Ivoire et le Cameroun en 30 ans et les risques qui y sont liés ont suscité et continuent de susciter de nombreuses études. En 2000, le professeur BLIVI dans son étude sur l'érosion côtière au Togo démontre un recul important et rapide de 12 m/an à Cotonou et 10 m/an sur la côte togolaise. Ce recul du trait de côte a généré des dommages importants avec des déplacements de populations, des destructions d'infrastructures et autres.

La Côte d'Ivoire n'en a pas été épargnée. En effet, les 2/3 du trait de côte ivoirien sont déstabilisés par l'érosion côtière, et ne cesseront de croître vu l'amplification de la pression socio économique sur le littoral et les projections mondiales relatives aux impactes des changements climatiques laissant envisager une accentuation de l'élévation du niveau de la mer, avec pour corollaire un renforcement des processus d'érosion sur les côtes basses (HAUHOUOT, 2000).

HAUHOUOT et al (1997) ont étudié la cinématique du littoral de Grand-Lahou qui s'avère être un cas de figure illustrant la tendance générale entre Grand-Bassam et Sassandra. Leur étude révèle que l'érosion s'est faite au rythme mesuré de 0,3m/an entre 1957 et 1986 avec une accélération de 2 m/an sur la période de 1986-1993. Le recul de la côte à Grand-Lahou menace bon nombre d'habitations dans un périmètre de 50m. Ce processus est valable pour bon nombre de plages ivoiriennes.

Nombreuses sont les recherches qui ont portées sur l'évolution du trait de côte ivoirien dans le but de trouver des solutions pour la gestion de ce phénomène. Pour ce faire, des méthodologies sont mises en place et des techniques font l'objet de préférence. C'est ainsi que AFFIAN et al (2003), dans leur étude sur l'érosion côtière et des segments côtiers d'Abidjan et de Grand-Bassam, ont mis en place une méthodologie basée sur la comparaison de la ligne de rivage utilisant la photo-interprétation de la photographie aérienne et l'usage des profils de plage. L'utilisation de la photographie aérienne leur a permis de déterminer et d'analyser l'évolution du trait de côte entre 1970 et 1989. Cette méthode est très prisée par les chercheurs notamment ABÉ (2005) qui l'a utilisé pour suivre l'évolution des plages de Port-Bouët.

D'autres auteurs, dans leur étude sur les risques naturels côtiers en Côte d'Ivoire, afin d'en déduire l'évolution du trait de côte, se basent essentiellement sur la superposition des traits de côtes multi-dates numérisées à partir de photographies aériennes, dans un même référentiel géographique (ROBIN et al, 1997).

Des techniques plus récentes, et découlant du perfectionnement de la photo-interprétation sont utilisées dans le même domaine. Il s'agit de la télédétection satellitale qui est un outil très important de nos jours. C'est en effet à partir des images LANDSAT MSS de 1973, LANDSAT TM de 1986 et SPOT de 1991 que le centre canadien de recherche scientifique a cartographié la dynamique côtière de la mer de Beaufort. Après le rehaussement des images, la superposition des images a été entreprise afin d'extraire les lignes de côte; extraction établie sur la base du comportement de l'interface terre - mer qui est lui basé sur le seuil du niveau de gris.

En Côte d'Ivoire, ces études sur l'évolution du littoral sont nombreuses. Mais l'érosion étant un phénomène continu et s'accentuant au fil du temps, il est important de faire un suivi temporel afin d'assurer la mise à jour des données. En outre, la fourniture en photographies aériennes se fait de plus en plus rare, depuis des années, en Côte d'Ivoire, au profit des images satellitales, il serait plus judicieux de s'en accommoder et de trouver les méthodologies les mieux adapter à l'étude de la dynamique côtière.

II. PROBLÉMATIQUE

La côte de Port-Bouët correspond à un bassin sédimentaire constitué d'une côte sableuse dont le cordon barrière isole la lagune Ebrié. Cet espace fait l'objet, d'une densification de l'occupation humaine avec notamment l'essor des zones industrialo - portuaires dans cette zone et ses environs. Le développement touristique et bien d'autres activités économiques telles que le ramassage de sable pour la construction auraient permis la mise en valeur des rivages, mais auraient contribué à la déstabilisation du cordon littoral. La déstabilisation a été d'autant plus importante qu'elle est survenue dans un contexte sédimentaire défavorable depuis quelques décennies, en raison d'une recrudescence des événements tempétueux et d'une diminution de la charge alluviale apportée par les fleuves, conséquence de leur équipement en barrages et de la multiplication des extractions de granulats dans leur lit.

La conjugaison de forts aléas naturels entre autres les phénomènes marins (érosion marine) et d'enjeux considérables concentrés sur cette espace restreint crée une grande vulnérabilité sur la frange côtière de Port-Bouët. Aujourd'hui le littoral de Port-Bouët fortement investi, l'érosion se serait renforcé sur bon nombre de ses plages, menaçant non seulement le capital touristique des stations balnéaires, mais en plus pourrait entraîner d'énormes risques (WOGNIN, 2004).

Pour lutter contre ce phénomène, de coûteux travaux de défense devraient être engagés. Mais très souvent, ils ne font que reporter le problème de l'érosion dans des secteurs jusqu'alors épargnés.

Vu que les projections mondiales laissent envisager une accentuation de l'élévation du niveau de la mer, avec pour corollaire un renforcement des processus d'érosion des côtes basses, un plan de gestion des risques côtiers et du littoral en général est à appliquer afin de prévenir ces risques. Une meilleure gestion du littoral abidjanais passe par une connaissance fine du comportement passé du littoral, du fonctionnement des littoraux et des mécanismes qui commandent son évolution.

Dans la perspective d'une gestion intégrée efficiente de la zone côtière, il serait bon de connaître l'évolution du trait de côte. Pour ce faire, différentes méthodes existantes notamment le levé de terrain, l'utilisation de l'imagerie dont la photographie aérienne a longtemps été prisée dans les études antérieures sur le trait de côte. Depuis peu, une nouvelle technique issue de l'imagerie aérienne a fait son apparition dans l'analyse de la cinématique du trait de côte, c'est la télédétection qui utilise les images satellitales. Elle demeure inexplorée. Il serait intéressant de l'expérimenter afin de connaître l'intérêt et les limites de l'utilisation de l'imagerie LANDSAT.

C'est donc pour expérimenter cette nouvelle technique que nous avons mené cette étude dont le thème est : « Analyse de la cinématique du trait côte de Port-Bouët à l'aide du couplage télédétection et SIG ».

Cette étude à pour objectif principal de contribuer à la gestion intégrée de la zone côtière. Cette contribution s'inscrit dans l'approche scientifique qui doit éclairer les décisions d'aménagement de la zone côtière.

Ainsi pour atteindre cet objectif, nous nous sommes fixés les objectifs spécifiques suivants :

Ø Tester la faisabilité de l'utilisation de l'imagerie LANDSAT ETM dans l'étude de la cinématique du trait de côte.

Ø Intégrer les données de télédétection dans un SIG.

De manière à traiter ces questions, ce mémoire s'organise en trois chapitres.

Le premier chapitre, consacré aux généralités, présente les éléments physiques et humains constituants la zone d'étude; et fait un rappel de quelques notions de télédétection.

Le deuxième chapitre est réservé à la méthodologie. Il présente d'abord les données existantes et le matériel à utiliser. Ensuite, il explique les traitements appliqués aux données satellitales pour aboutir à la cartographie du trait de côte et à l'intégration de celui-ci dans un SIG afin de quantifier son évolution.

Le troisième chapitre présente en premier, les résultats obtenus par cette l'étude. Ensuite, une discussion vient souligner les difficultés liées à l'étude, montrer l'apport de la télédétection dans cette étude et comparer le travail aux tendances mises en évidence par des études antérieures.

La conclusion générale expose les principaux résultats obtenus et les replace dans un contexte plus général. Elle présente pour finir, les perspectives futures de cette étude.

CHAPITRE 1 : GENERALITES

Toutes les généralités sur la zone de Port-Bouët sont répertoriées dans ce chapitre, ainsi que quelques notions de télédétection et système d'information géographique.

1.1 PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE

1.1.1. Situation géographique

Le secteur d'étude est une petite partie du littoral de la Côte d'Ivoire. Il s'agit du littoral de la ville d'Abidjan, situé entre 3°55' à 4°05' de longitude ouest d'une part et 5°13' à 5°17' de latitude nord d'autre part, dans la vaste courbe largement ouverte sur l'océan atlantique sud (figure 1).

Figure 1: Localisation de la zone d'étude

1.1.2. Composantes physiques de la zone d'étude

Cette zone fait partie de l'étroit bassin sédimentaire côtier de la Côte d'Ivoire recouvrant 2,5 % de la superficie du territoire ivoirien et est située dans le Sud, sur la côte atlantique au. Le littoral abidjanais est d'âge Crétacé-Quaternaire avec une histoire assez simple. Le bassin a connu trois phases de transgression allant du Crétacé au Quaternaire : Aptien-Albien (étage supérieur du Crétacé inférieur), Maastrichtien-Eocène inférieur et Miocène inférieur On note également une lacune de sédimentation qui est celle de la fin du Précambrien-Crétacé.

Cette côte basse est faite d'importants cordons sableux dont la hauteur ne dépasse pas 4m. Dans le même temps, elle perd des masses considérables de sable quaternaire qui résultent surtout d'une érosion côtière.

1.1.3. Climat sur la côte d'Abidjan

Dans cette zone, le climat est régit par les déplacements en latitude de la zone de convergence intertropicale. C'est la limite entre deux masses d'air, dont les variations périodiques règlent l'alternance de saisons sèches et pluvieuses. Cette zone soumise à un climat connu sous le nom de régime équatorial de transition (Eldin, 1971) qui se caractérise par deux saisons de pluies et deux saisons sèches. Les précipitations sont supérieures à 2000 mm de pluie par an. Les températures ne varient presque pas, en général autour de 23°C avec l'hygrométrie toujours supérieure à 80%. Les alizés soufflent le plus souvent du sud-ouest et sud. L'harmattan n'atteint que le bord de mer quelques jours par an.

1.1.4. Cours d'eau et lagunes

Dans cette zone littorale, des cours d'eau et lagunes débouchent dans l'océan. Il s'agit de petits fleuves que sont la Comoé, la Mé, l'Agnéby. La lagune Ebrié fait partie de ce réseau hydrographique.

La période de basses eaux s'étend de décembre à avril avec étiage en février- mars. En général, les régimes de ces cours d'eau sont calqués sur celui des précipitations.

1.1.5. Sols et végétation

Le littoral abidjanais est formé sur des sables marins récents ou actuels ne couvrant que quelques centaines de mètres de large. Ces sols sont peu évolués en surface avec un léger enrichissement en matière organique, ils sont très pauvres en sels minéraux et la nappe phréatique y est profonde. Entre la lagune et la mer, il existe des pseudopodzols de nappe, milieux très perméables, sur les sables grossiers du cordon littoral avec présence permanente d'une nappe phréatique à faible profondeur.

Tout le secteur littoral est très habité, de ce fait, les formations végétales primitives notamment la forêt ont laissé place à des cultures et ne couvrent qu'une faible surface. On y trouve des groupements herbacés littoraux qui s'observent sur les sables du bord de mer. Ils sont soumis à une insolation sévère. Il existe aussi des savanes littorales établies sur les pseudopodzols à horizon humique pratiquement inexistant et la nappe phréatique remonte jusqu'en surface, une partie de l'année.

1.1.6. Activités humaines

Le littoral étant le lieu par excellence, le site d'échange avec l'extérieur, de nombreuses infrastructures économiques de toute première importance (le port, la raffinerie de pétrole, l'aéroport, etc.) y ont étés construites sur le littoral entraînant dans le même temps une ruée de population sur la côte. Certains de ces ouvrages sont situés à moins de 500 m de la ligne de rivage et sont par conséquent, menacés par l'érosion côtière.

Des activités telles que la pêche et le tourisme, l'exploitation de sable de mer pour la construction ont joué un rôle important dans la déstabilisation du trait de côte et continuent de maintenir cette pression sur la côte à Abidjan. Ces diverses activités jouent un rôle essentiel dans la dégradation et l'érosion du littoral.

1.2. QUELQUES NOTIONS DE TÉLÉDÉTECTION ET SIG

1.2.1. La télédétection

C'est l'ensemble des connaissances et techniques utilisées pour déterminer les caractères physiques et biologiques d'objets par des mesures effectuées à distance, sans contact matériel avec eux. Elle intervient dans de nombreux domaines tels que la géologie, l'hydrologie, la géographie, l'aménagement du territoire ; et est un instrument scientifique utilisé pour la cartographie, la gestion de l'environnement, le suivi de phénomènes humains et naturels (KANGA, 2005-2006).

1.2.2. Le Système d'Information Géographique (SIG)

Un SIG est un système de collecte, de gestion, de conception, de modélisation et de représentation des données, afin de servir de support à la décision pour un développement efficient (PAEGELOU, 2004). Il s'agit donc ici d'élaborer un système qui associe des informations multi- sources pour créer de nouveaux rapports afin d'évaluer l'incidence de la cinématique du trait de côte sur les infrastructures en particulier le bâti.

L'une des conditions de l'utilisation d'un Système d'Informations Géographiques dans une étude est la mise en place d'une base de données. Cette phase préparatoire consiste à recueillir et à traiter l'ensemble des données géoréférencées pouvant aider à déterminer les zones côtières touchées par cette évolution du trait de côte, par conséquent connaître les zones à risque. L'ensemble des données environnementales disponibles sera transformé en une information numérique très manipulable.

Conclusion partielle 

De part sa configuration faite d'importants cordons sableux la baie de Port-Bouët est représentative de l'étroit bassin sédimentaire côtier Est de la Côte d'Ivoire. Elle est régie par un climat équatorial de transition avec des alizés soufflant du Sud-ouest et Sud. Ces sols peu évolués sont constitués de sable marin. Cette zone est dépourvue en grande partie de végétation.

L'intérêt de ce choix comme zone d'étude réside dans le fait que de par sa particularité physique, cette zone subit une pression anthropique importante due à diverses activités. En plus les prévisions climatiques mondiales annoncent d'importants changements qui auront d'énormes répercussions sur les zones côtières.

Chapitre 2 : méthodologie et materiels

Cette partie vise à présenter la méthodologie mise en place afin d'atteindre les objectifs fixés.

Dans un premier temps, nous expliquerons comment s'est fait le traitement des données, puis, leur exploitation en combinaison avec d'autres données dans un SIG.

2.1. Description des données et du matériel

Les données sont de type divers.

2.1.1. Les données de télédétection

Nous avons utilisé des images LANDSAT fournies par le site de téléchargement <<www.glcf.umiacs.umd.edi/>>. Elles sont au nombre de quatre. Ce sont :

· Image LANDSAT TM de 1986,

· Image LANDSAT TM de 1990,

· Image LANDSAT 7 ETM+ de 2001

· Image LANDSAT 7 ETM+ de 2004

Ces images sont de la scène 195-056 avec une résolution de 28,5m, dans la projection UTM, zone 30. Elles sont constituées des canaux RVB.

De ces quatre images satellitaires seront extraits les différents traits de côte qui constitueront dans le SIG la couche ``trait de côte''.

Les positions du trait de côte stockées dans la base de données correspondent aux dates de 1986, 1990, 2001 et 2004. Ils se présentent sous forme linéaires. Le temps écoulé entre les dates est intéressant pour mesurer la cinématique du trait de côte.

2.1.2. Les données cartographiques

2.1.2.1. La carte de la commune de Port-Bouët

C'est une carte numérique qui présente le plan de la commune de Port-Bouët. Elle date de l'an 2004 ; elle a été fournie par le BNETD.

2.1.2.2. La carte d'occupation du sol

C'est une carte de la ville d'Abidjan. Elle est sous format numérique, date de 2003 et a été réalisée par le BNETD/CCT. Elle présente les différents types d'occupation de l'espace de Port-Bouët que sont :

- les îlots d'Habitation : Ils sont présentés sous forme de polygone, et renferment tout ce qui concerne l'habitat.

- les îlots d'équipements : Ils sont présentés sous forme de polygone et concernent les équipements industriels, portuaires, sanitaires, scolaires.

- les îlots d'activité : concernent les endroits regroupant divers genre d'activités

- le réseau ferroviaire se présente sous forme linéaire.

- La végétation quant à elle se présente sous forme de polygone.

Certains éléments de l'occupation du sol constitueront la couche occupation du sol dans le SIG.

2.1.3. Le matériel informatique

· Un ordinateur Pentium IV muni d'un processeur de type AMD d'une vitesse de 1,79GHz et de 800 de mémoire RAM a été utilisé, compte tenue du nombre d'images générées à partir des quatre images pour la bonne conduite de cette étude.

· Le logiciel ENVI 4.3 a été utilisé pour le traitement des images satellites LANDSAT et pour la digitalisation du trait de côte aux différentes dates.

· Le logiciel ArcView GIS 3.2 a servi à la cartographie des traits de côte, à la simulation de trait de côte à l'aide des fonctionnalités SIG.

· Word et Excel ont servi pour le traitement de texte et pour les tableaux

2.2. traitement des données

2.2.1. Acquisition du trait de côte

2.2.1.1. Définition du trait de côte

Le trait de côte est une ligne imaginaire entre la terre et la mer qui marque la limite jusqu'à laquelle peuvent parvenir les eaux marines; c'est à dire l'extrémité du jet de rive lors des fortes tempêtes survenant aux plus hautes mers de vives eaux. Elle est définie par le bord de l'eau calme lors des plus hautes mers possibles.

Limite de référence indéniable en tant que séparation linéaire entre deux domaines terrestre et maritime, le trait de côte est pourtant une notion ambiguë tant le passage de l'un vers l'autre est progressif dans l'espace et mobile dans le temps. Il est donc essentiel de choisir une ligne de référence pour cette étude.

2.2.1.2. Choix d'une ligne de référence du trait de côte

Cette limite ne peut être matérialisée que par un trait bien défini qui est à l'accoutumé, représenté par une ligne. La définition d'une ligne de référence du trait de côte est un problème essentiel, car il en existe un bon nombre (ROBIN, 2002) dont la ligne des hautes eaux, ligne de rivage instantané, l'Ados de plage, le contour de plage... Le choix de cette ligne dépendra donc d'autres caractéristiques.

- Résolution spatiale et ligne de référence

La résolution spatiale des images satellites est de 28,5m pour les images LANDSAT. Ce sont des résolutions acceptables pour l'extraction d'une ligne de rivage instantané. Mais nous mettrons un accent sur la résolution spectrale afin d'avoir des images utiles pour notre travail.

- Résolution spectrale et ligne de référence

La qualité d'acquisition d'une ligne de référence est aussi tributaire de la résolution spectrale. Avec les images LANDSAT, une combinaison de 3 bandes est un apport important pour la netteté de l'image. Ainsi, la digitalisation du trait de côte se fait de façon plus aisée. La meilleure expression pour une discrimination du trait de côte se fait à partir des bandes TM4, TM5, et TM7.

- Résolution temporelle et ligne de référence

Le choix d'un pas de temps détermine la possibilité ou l'absence de possibilité de suivre la cinématique littorale, en tenant compte de la forme du littoral. L'évolution d'une ligne de rivage peut être linéaire, suivre des cycles dans le temps ou être très irrégulière. Mais, c'est la tendance cumulée sur un certain temps qui nous intéresse.

- La ligne de référence adoptée

Nous avons adopté la ligne de rivage instantanée qui correspond à la surface marine déformée par l'onde de marée et la pente de l'estran à l'instant de l'enregistrement. On peut alors considérer que cette limite représente de manière satisfaisante la position moyenne du trait de côte.

2.2.1.3. Méthodes et techniques de traitement d'image

L'étude de la cinématique du trait de côte repose sur le traitement par interprétation numérique d'une série de traits de côte issus d'images satellites couvrant la période allant de 1986 à 2004.

- Prétraitement des données satellitaires

La numérisation du trait de côte par télédétection est un long processus qui avant d'y parvenir nécessite des prétraitements préliminaires.

· Qualité des images et rehaussement de contraste

Ø Date d'acquisition des images

A la date de prise de l'image, toutes les conditions peuvent ne pas être satisfaisantes pour l'acquisition d'image. Ce qui peut entraîner une inutilisation des bandes d'une image pour une cartographie de l'occupation du sol.

Ø Amélioration du contraste des images

A quelque exception près, une image brute ne permet pas une extraction directe des objets à analyser. Ainsi pour une meilleure identification de l'information contenue dans les images, on procède par diverses techniques, pour l'amélioration du contraste des différents canaux. Cette opération effectuée est un rehaussement du contraste par étalement linéaire de dynamique qui contribue à rehausser le contraste des images, permettant d'obtenir une meilleure visualisation de l'image.

· Corrections géométriques et radiométriques des images satellitaires

Ø Correction géométrique des images

La correction géométrique ou le géoréférencement consiste à corriger la géométrie d'une image pour la rendre superposable à un document de référence. Le géoréférencement permet d'établir un lien formel entre l'image et un référentiel terrestre donné. Plusieurs méthodes existent pour géoréférencer une image.

Trois grandes étapes ont étés nécessaires dans la réalisation de cette correction :

- le choix et la saisie des points de calage : C'est rechercher à la fois sur le document de référence (ortho-image) et sur les images à corriger des points parfaitement identiques et de procéder à leur saisie. Mais pour une meilleure mise en évidence des éléments linéaires, un filtre linéaire « passe-haut » est appliqué à tous les canaux, sur tous les documents.

- le redressement ou la rectification de l'image : Il s'agit de corriger les perturbations géométriques et distorsions ayant lieu lors de l'enregistrement des images et affectant les données.

- le rééchantillonnage des pixels : Après le redressement, on crée une nouvelle image dans le référentiel choisi. Cela passe par la création d'une grille vide conformément à la projection choisie. On affecte les attributs des pixels de l'image à redresser à ceux de la nouvelle grille. Dans ce transfert de données, il se trouve que les positions des pixels de la nouvelle grille ne coïncident pas exactement avec celle de l'image à redresser. Pour réparer cette anomalie, on procède par interpolation à un rééchantillonnage des images.

Les images sont maintenant superposables aux autres données.

2.2.1.4. Extraction du trait de côte

- Génération de masque pour l'extraction du trait de côte

Il est important pour affiner l'étude de masquer certaines zones de la scène car elles sont inutiles à l'analyse et risque d'interférer sur la zone utile. Un masque est une image binaire constituée de pixels de valeur =1 ou 0. Lorsqu'un masque est utilisé, les surfaces affectées de la valeur 1 sont prise en compte alors que celles affectées à la valeur 0 ne sont pas prises en compte. On distingue deux types de masques :

- les masques thématiques permettent de s'affranchir de pixels voisins n'appartenant pas au thème étudié de manière à améliorer la qualité de la classification donc la reconnaissance visuelle des objets.

- les masques géographiques sont plus faciles à délimiter car ils correspondent à des plages de pixels bien individualisés.

· L'élaboration et l'application du masque

L'élaboration de masque se fait à partir de la connaissance des différents histogrammes spectraux des différents types d'objets contenus dans une image (figure 2). En effet, le masque est établi sur la base du comportement de l'interface terre - mer qui est lui basé sur le seuil du niveau de gris. Le seuillage de l'histogramme est une technique ancienne et très répandue de reconnaissance de la ligne de rivage instantanée.

Figure 2 : Histogramme d'une image infrarouge du satellite Terra Aster concernant une plage de l'Atoll de Majuro dans les îles Marshall (Source : YAMANO et al., 2006 ; modifié)

Pour ce faire, une valeur de partition est choisie en examinant la morphologie de l'histogramme de l'image afin d'identifier un point de rupture ou de transition entre les populations de pixels correspondant aux zones terrestres et marines.

Ainsi, l'histogramme de l'image de 1990, codé 8 bits, est représenté par deux courbes bien distinctes. La valeur 37 est la valeur à partir de laquelle on a une individualisation des deux courbes sur l'histogramme (figure 3). On peut les séparer afin d'obtenir deux types de pixels sur l'image.

a)Canal Rouge de l'image 1990

b)Canal Vert de l'image de 1990

c)Canal Bleu de l'image

Figure 3 : Histogrammes des différents canaux de l'image satellite de 1990

a)Canal Rouge de l'image ; b) Canal Vert de l'image ; c)Canal Bleu de l'image

- L'opération de l'image binaire

Pour créer l'image binaire proprement dite, on écrira un algorithme avec le logiciel Envi4.3. Il s'énonce de la manière suivante :

Image binaire (b1 le X) x 255

· b1 correspondant à la bande avec laquelle on veut créer l'image binaire

· X correspondant au point de rupture ou de transition entre les populations de pixels correspondant aux zones terrestres et marines.

Les pixels dont les valeurs sont comprises entre 0 et X seront codés 1 et les pixels dont les valeurs sont supérieures à X seront codés 0. Et la limite entre terre et mer se fera de façon très distincte.

Lorsqu'on applique l'algorithme précédemment énoncé dans la méthodologie, sur l'image de 1990, on obtient la formule suivante:

Image binaire de 1990 (b1 le 37) x 255

Tous les pixels dont les valeurs sont comprises entre 0 et 37, codés 1 représentent la mer et ceux dont les valeurs sont supérieures à 37 codés 0 représentent la terre (Tableau I).

Tableau I: Tableau des pixels de l'image binaire de 1990

On obtient ainsi, l'image binaire de 1990. Tous les pixels représentant la terre sont en noir et ceux représentants l'eau en blanc (figure 4).

Figure 4 : image binaire de 1990

Cette méthode sera

appliquée pour toutes les images à traiter, notamment celles de 1986, 2001 et 2004.

· Numérisation du trait de côte

Après l'application du masque le fichier sera transféré dans un logiciel ArcView3.2 afin que le trait de côte soit numérisé et cartographié. Il en sera ainsi pour les traits de côte des différentes images.

2.3. analyse de la cinématique du trait de cote et de son impact a l'aide d'un S.i.g.

2.3.1. Détermination de la cinématique du trait de côte

Du fait des facteurs érosifs marins et anthropiques, le trait de côte se déplace au fil des années. Dans sa dynamique, la plage est soit érodée, stable ou engraissée et change de morphologie.

Après avoir digitalisé tous les traits de côtes aux différentes dates, une quantification de l'évolution devra avoir lieu. En d'autres termes, il sera question de mesurer l'avancement ou le recul de ce trait depuis 1986. Pour ce faire, nous utiliserons le fichier cartographique des différents traits de côte. Ces traits de côte seront superposés automatiquement dans le SIG, et cela débouchera sur la production d'une carte de la cinématique du trait de côte. (Figure 5). Cette carte présentera le trait de côte à différentes dates. Ainsi on pourra observer les zones d'érosion et les zones de stabilité de la côte.

Couches d'informations (Traits de côte aux différentes dates)

Carte de cinématique

Superposition

1

Tableau de mesures de distances et vitesse

2

Figure 5: Chaîne de traitement pour l'étude de la cinématique du trait de côte

Ensuite, les mesures d'évolution seront faites perpendiculairement au trait de côte de 1986 dans le SIG, à partir de 30 points de repère. Ces points ont été numérisés le long du trait de côte de 1986, avec une fréquence de 200m entre deux points d'appui (figure 6).

Figure 6 : Représentation des points d'appui

On mesure ensuite les écarts entre chaque point de repère sur le trait de côte de 1986 et les traits de côte de 1990, 2001 et 2004, directement à l'écran de l'ordinateur, toujours à l'aide de la commande « measure » de ArcView. Cela permettra d'établir le tableau de mesure de distance et de vitesse du phénomène. La carte de dynamique est une carte présentant le trait de côte à différentes dates; ainsi on pourra observer les zones d'érosion de stabilité ou encore celles d'engraissement de la côte.

2.3.2. Simulation du trait du trait de côte de 2015

Un quatrième trait de côte s'ajoutera à la couche d'information `'trait de côte''. C'est celui de 2015. Il sera obtenu par simulation, à l'aide du SIG, en se basant sur la vitesse moyenne d'évolution du trait de côte, bien qu'elle puisse s'accélérer ou se réduire.

Dans un premier temps, il s'agira de déterminer la taille du phénomène, qui sera donnée par la formule suivante :

Taille du phénomène en 2015 (en m) = Vitesse moyenne x (2015-2004)

Cela correspond au phénomène d'érosion qui se produira entre 2004 et 2015.

A l'aide de la fonction « create buffers » du SIG, se fera la simulation du trait de côte en 2015 en prenant comme point d'origine, le trait de côte de 2004. La fonction « buffer » dessine un anneau autour du trait de côte de 2004, à une distance indiquée, distance qui sera celle de la taille du phénomène d'érosion déterminée à l'aide de la formule déterminée plus haut. Une digitalisation sera faite pour numériser la partie supérieure de l'anneau pour créer le trait de côte de 2015. 

Partie supérieure du buffer

Figure 7 : Buffer du trait de côte de 2004 à 13,53m de rayon

2.3.3. Couplage des données de trait de côte avec celles de l'occupation du sol

Superposés à la couche d'information des différents traits de côte, les différentes informations d'occupation du sol que sont le réseau routier, les équipements, le bâti et la végétation, dans le SIG, permettront d'identifier clairement :

- Les zones restées stables ;

- Les zones menacées par l'évolution du trait de côte.

La structuration de cette base de données superposée à la première permet de faire des requêtes fondées sur les rapports de voisinages et de distances entre les objets. Grâce à la typologie des objets, il est possible de poser des questions du type quels sont les objets situés dans le voisinage de telle ou telle zone. Il permet donc la prise en comptes simultanés des conditions physiques (évolution du trait de côte) et humaines (urbanisation littorale). Le croisement de ces données débouchera sur des cartes suivant nos objectifs.

Tableau statistiques de la dynamique du trait de côte entre 1986 et 2004

Dee

;

Création de points de repère

Mesure des écarts entre chaque trait de côte avec l'outil `'measure''

Carte de cinématique du trait de côte entre 1986 et 2004

Dee

;

Simulation avec l'outil `'Create buffer'' du SIG

Carte du trait de côte de 2015 et infrastructures menacées en 2015

Dee

;

Digitalisation des traits de côte

Superposition des traits de côte dans un SIG

Images LANDSAT scène 195-056 de 1986, 1990, 2001 et 2004

Dee

;

Etalement linéaire de dynamique

Correction géométrique

Génération de masque

Images binaire de 1986, 1990, 2001 et 2004

Dee

;

Figure 8 : Résumé de la méthodologie

Conclusion partielle

Le schéma de toutes les démarches suivies pour atteindre notre objectif est présenté par la figure 8. Cette méthodologie mise en place a permis de constituer des données utiles pour la cartographie des traits de côte aux différentes dates. Leur utilisation dans un SIG va permettre d'analyser la cinématique et de faire une simulation du trait de côte dans le futur.

chapitre 3 : Resultats et discussion

Dans cette partie, il s'agit de présenter les cartes des différents traits de côte. Ensuite, nous montrerons les résultats de ces données intégrées dans un SIG, avec d'autres données complémentaires, qui permettront de présenter une analyse spatiale de l'évolution du trait de côte.

Une discussion permettra d'apprécier les résultats obtenus et les techniques utilisées dans cette étude.

3.1. RESULTATS

Suite à l'application de la méthodologie détaillée dans le précédent chapitre, avec les différentes données, les résultats de cette étude sont les suivants :

3.1.1. Le trait de côte

Les canaux, rouge, Proche Infrarouge, Moyen Infrarouge présentent les meilleures images en terme de qualité visuelle. Ils sont donc utilisés pour la composition colorée en RVB. Cette composition colorée sera rehaussée par un étalement linéaire.

3.1.1.1. La cartographie du trait de côte

Le fichier de l'image binaire est enregistré sous un format accepté par le logiciel ArcView 3.2 afin d'y effectuer la digitalisation du trait de côte aux différentes dates. Ils sont ensuite superposés dans le SIG, ce qui permet d'obtenir la carte de la cinématique du trait de côte de Port-Bouët (figure 9). Cette Carte s'accompagne d'un tableau (tableau 2) qui regroupe toutes les informations statiques de l'évolution du trait de côte à ces différentes dates.

CINEMATIQUE DU TRAIT DE COTE DE LA BAIE DE PORT- BOUET ENTRE 1986 ET 2004

Figure 9 : Dynamique de la baie de Port-Bouët entre 1986 et 2004

Tableau II: Statistiques de la dynamique du trait de côte à Port-Bouët de 1986 à 2004

 

1986- 1996

1996- 2001

2001- 2004

1986- 2004

 

Taille du phénomène en m

Vitesse en (m/an)

Taille du phénomène

(en m)

Vitesse en (m/an)

Taille du phénomène en m

Vitesse en (m/an)

Taille du phénomène en m

Vitesse en (m/an)

Station 1

7,23

1,61

9,08

0,82

2,71

0,91

19,02

1,03

Station 2

13,35

3,34

11,96

1,09

4,43

1,48

29,75

1,65

Station 3

5,99

1,50

6,26

0,57

5,81

1,94

18,06

1,00

Station 4

11,70

2,92

10,56

0,96

3,78

1,26

26,04

1,45

Station5

6,75

1,69

10,01

0,91

1,96

0,65

18,72

1,04

Station 6

9,96

2,49

9,02

0,82

2,26

0,75

21,24

1,18

Station 7

15,63

3,91

9,27

0,84

1,20

0,40

26,10

1,45

Station 8

9,10

2,28

9,84

0,89

4,12

1,37

23,06

1,28

Station 9

8,54

2,14

10,00

0,91

2,43

0,81

20,97

1,16

Station 10

6,53

1,63

8,12

0,74

4,96

1,65

19,60

1,09

Station 11

6,18

1,55

9,32

0,85

1,38

0,46

16,88

0,94

Station 12

3,81

0,95

8,98

0,82

6,36

2,12

19,15

1,06

Station 13

4,98

1,25

8,29

0,75

2,58

0,86

15,85

0,88

Station 14

4,98

1,25

9,67

0,88

1,12

0,37

15,76

0,88

Station 15

5,22

1,31

11,84

1,08

5,27

1,76

22,33

1,24

Station 16

3,47

0,87

15,07

1,37

3,48

1,16

22,02

1,22

Station 17

7,90

1,98

13,44

1,22

1,72

0,57

23,06

1,28

Station 18

4,75

1,19

13,02

1,18

2,49

0,83

20,26

1,13

Station 19

5,29

1,32

13,72

1,25

3,00

1,00

22,01

1,22

Station 20

9,83

2,46

10,56

0,96

2,24

0,75

22,63

1,26

Station 21

10,13

2,53

9,13

0,83

1,96

0,65

21,22

1,18

Station 22

4,64

1,16

9,84

0,89

3,84

1,28

18,32

1,02

Station 23

5,38

1,34

7,50

0,68

2,29

0,76

15,17

0,84

Station 24

5,15

1,29

6,36

0,58

1,63

0,54

13,13

0,73

Station 25

1,83

0,46

11,77

1,07

2,69

0,90

16,29

0,90

Station 26

2,62

0,65

11,16

1,01

4,38

1,46

18,16

1,01

Station 27

3,64

0,91

10,12

0,92

3,54

1,18

17,30

0,96

Station 28

2,94

0,73

8,16

0,74

3,72

1,24

14,81

0,82

Station 29

1,24

0,31

9,06

0,82

3,46

1,15

13,76

0,76

Station 30

1,24

0,31

9,41

0,86

2,62

0,87

13,27

0,74

VITESSE MOYENNE ANNUELLE

 

1,53

 

1,25

 

1,02

 

1,27

Il est important de marquer que malgré la régression du trait de côte, des zones d'engraissement ont étés observées, moindre soient-elles. Elles n'apparaissent pas dans le tableau vu que les points d'appui (stations) utilisés ne coïncident pas forcément avec elles.

3.1.1.2. Analyse de la dynamique du trait de côte

- Entre 1986 et 1990

La figure 10 présente un décalage plus ou moins net entre le trait de côte de 1986 et celui de 1990. Ce qui est synonyme d'un recul du trait de côte en quatre années. Il atteint une vitesse moyenne de 1,53m/an. Le trait de côte est plus ou moins érodé par endroit, mais de manière globale, les zones les plus stables se situent à l'Est. Cette partie de la baie évolue de façon plus harmonieuse et plus lente avec un recul de moins de 2m. Les zones d'érosion accélérée (jusqu'à 15,63 de recul, soit une vitesse de 3,91m/an) se situent elles, dans la partie Ouest de la baie.

TRAITS DE COTE DE 1986 ET 1990 DE LA BAIE DE PORT BOUET

Figure 10 : Traits de côte de la baie de Port-Bouët

Mais, on enregistre aussi une zone d'engraissement du littoral (figure 11). Il ya eu un regain insignifiant allant de 2,83 à 10,51m sur cette période de quatre (4) ans.

Figure 11: Zone d'engraissement de la baie de Port-Bouët entre 1986 et 1990

- Entre 1990 et 2001 (figure 12)

Cette période présente des traits de côte très distincts l'un de l'autre. Le trait de côte à subit une érosion de 1,25m/an en moyenne durant ces onze années. Il faut noter que cette évolution s'est faite de façon plus ou moins harmonieuse avec les phénomènes d'érosion les plus importants dans la partie centrale de la baie. Cette partie de la baie est sujette à un recul important qui atteint jusqu'à 15,07m, soit une vitesse moyenne de 1,37m/an.

TRAITS DE COTE DE 1990 ET 2001 DE LA BAIE DE PORT BOUET

Figure 12 : Traits de côte de 1990 et de 2001

- Entre 2001 et 2004

Dans cette période, les deux traits de côte sont plus ou moins confondus. Le phénomène est un peu moins rapide avec une érosion d'une moyenne de 1,02m/an. Le décalage du trait de côte n'est pas aussi net sur ces trois années. L'érosion varie entre 6,36m et 0,71m. On a des zones d'érosion importantes à l'Ouest et des zones plus stables à l'Est (Figure 13).

TRAITS DE COTE DE 2001 ET 2004 DE LA BAIE DE PORT BOUET

Figure 13 : Traits de côte de 2001 et 2004 de la baie de Port-Bouët

Néanmoins, des zones d'engraissements ont été enregistrées à l'Ouest et dans la deuxième moitié de la baie (figure 14). Il s'agit d'un regain de terre de moins de 3m de terre.

Figure 14: Zone d'engraissement de la baie de Port-Bouët entre 2001 et 2004

- Entre 1986 et 2004

La figure 15 présentant la dynamique du trait de côte entre 1986 et 2004 montre d'importants changements entre 1986 et 2004. D'une façon générale, les résultats présentent un recul du trait de côte allant de 13,13m à 29,75m, soit respectivement une vitesse allant de 0,73m/an à un peu plus de 1,65m/an. Mais d'une manière générale le phénomène érosif a une vitesse moyenne de 1,27 m/an sur la baie de Port-Bouët.

Mais en vue générale, cette baie de Port-Bouët a une évolution plus rapide à l'Ouest de sa baie tandis que sa partie Est évolue plus lentement.

CINEMATIQUE DU TRAIT DE LA BAIE DE PORT- BOUET ENTRE 1986 ET 2004

Figure 15: Cinématique du trait de côte de la baie de port-Bouët entre 1986 et 2004

Il est donc bon de noter l'évolution non uniforme du trait de côte au fil des années ; d'une vitesse de 1,53m/an sur quatre années (entre 1986 et 1990), elle passe à 1,25m/an en onze ans (entre 1990 et 2001) et à 1,02m/an entre 2001 et 2004. Et d'une façon générale, il peut être dit que selon les années, la côte Est reste plus statique que celle à l'Ouest.

3.1.2. Intégration du trait de côte dans le SIG

3.1.2.1 Le trait de côte en 2004

La base de données constituée sur Port-Bouët à partir de l'occupation du sol sera intégrée dans un SIG avec les différents traits de côte. Ainsi, on constate qu'entre 1990 et 2001 le trait de côte s'est fortement aminci, entraînant en de nombreux endroits le contact des îlots habités avec la mer (figure 16).

Figure 16 : Vue de l'avancée du trait de côte de 2004 sur l'image de 1990

3.1.2.2. Infrastructures menacées entre 2004 et 2015

La pression anthropique sur la baie de Port-Bouët due à la croissance démographique et à l'économie ainsi que les changements climatiques prévus d'ici des années vont jouer un rôle décisif dans l'évolution du trait de côte. En effet, ces phénomènes vont accentuer le recul du trait de côte. Ce qui va agir sur l'occupation du sol et mettre en danger de nombreuses infrastructures. Nous avons simulé cette évolution du trait de côte jusqu'à 2015 afin de déterminer les infrastructures qui seraient menacées ou détruits d'ici cette date.

En effet en tenant compte de la vitesse moyenne d'érosion qui est de 1,27m/an, on calcul la taille du phénomène d'érosion en 2015.

Taille du phénomène d'érosion en 2015 = 1,27 x (2015-2004)= 13,97m

On constate que sur 11 ans, c'est-à-dire ente 2004 et 2015, le trait de côte connaitra une évolution de 13,97m vers le continent si rien n'est fait. Ce retrait du trait de côte entraînera la disparition de bon nombre d'infrastructures entre autre la destruction d'habitats précaires et d'infrastructures hôtelières (figure 17).

Figure 17: Simulation du trait de côte de 2015 et infrastructures menacées en 2015

3.2. Discussion

Notre travail sur l'analyse de la cinématique du trait de côte et l'intégration des données dans un SIG s'est fait à partir de données satellitales; il s'agit des images LANDSAT de 28,5m de résolution. Cette discussion s'articulera autour de plusieurs points.

3.2.1. Difficulté de la reconnaissance du trait de côte à l'aide des images satellites.

Ces difficultés sont issues des résolutions spatiale et spectrale.

3.2.1.1. La résolution spatiale

La qualité d'acquisition d'un trait de côte sur une image satellitaire est tributaire de la résolution spatiale. Le pouvoir discriminant d'une émulsion ou d'un capteur est fonction de l'échelle de prise de vue et d'un indicateur de potentialité discriminante de l'émulsion ou du capteur. La ligne de rivage instantanée est en réalité une limite entre les deux ensembles connexes que sont le milieu immergé et le milieu émergé. Pour l'acquérir, on détermine le contour d'un milieu correspondant à la ligne de séparation d'un des milieux connexes.

La principale difficulté repose sur l'intégration de ce contour dans le grain d'une image. Un décalage est toujours possible, décalage exprimant le degré d'incertitude du positionnement possible du contour.

Il faut noter que la discrimination du trait de côte ne fut pas très aisée, vu la faible résolution de nos images LANDSAT. Cette remarque a fait l'objet d'une étude réalisée par SAMAT et al. (2005). Il ressort des comparaisons de plusieurs données satellitaires (LANDSAT, SPOT), que les images LANDSAT ETM à 28,5 m sont utilisables, mais insuffisantes pour l'appréhension des différentes unités constitutives du système plage. Alors que les données SPOT 5 à 2,5m et l'orthophotographie IGN à 50 cm se sont montrés, en revanche, tout à fait efficaces à partir du moment où une analyse fine des caractéristiques n'est pas nécessaire.

La digitalisation du trait de côte à partir de l'image Spot a été plus aisée du fait de sa résolution de 10m par rapport à celle des images LANDSAT. Elle est efficace pour ce genre de travaux. Avec les images LANDSAT, il a fallu faire plusieurs agrandissements afin de bien saisir le trait de côte. Ce qui est parfois source de nombreuses erreurs lors de la numérisation.

3.2.1.2. La résolution spectrale

La qualité d'acquisition d'un trait de côte est aussi tributaire de la résolution spectrale. Le profil radiométrique d'une image LANDSAT présente :

- les bandes TM1, TM2, TM3, TM4, TM5 et TM7 exprimées en réflectance respectivement dans les longueurs d'onde bleue, vert, rouge, proche infrarouge et moyen infrarouge ; et la bande TM6 exprimée en température de surface.

- Le passage de la surface hydrique - surface minérale d'estran matérialisant la ligne de rivage instantanée est bien représenté dans chacune des bandes. Toutefois, dans ce milieu, la meilleure expression de cette transition est obtenue dans TM4 et à moindre titre par TM5 et TM7. En effet le proche infrarouge est plus indiqué à cause de la réflectance nulle de l'eau et la forte réflectance de l'estran et de l'arrière côte.

Une ligne de rivage instantanée est difficile à détecter dans la partie rouge du spectre en raison de la trop grande proximité des réflectances entre l'estran humide et l'eau turbide. Elle est plus difficile à détecter dans la partie bleue. Le mode panchromatique n'est pas non plus très indiqué pour les images LANDSAT. Avec les images LANDSAT, dans certaines bandes, l'on ne perçoit aucun détail autre que le continent et la mer, alors qu'avec la bande TM4, on perçoit le bâti, le réseau routier.... Il est donc important de connaître ses objectifs et les différentes bandes d'une image satellitale avant de choisir celles sur lesquelles il faut travailler.

3.2.2. Apport de la télédétection

De nombreuses études récentes sur le trait de côte ont étés réalisées à partir d'images satellites, comme c'est le cas de notre travail. Cela a abouti à des résultats très convainquants en comparaison avec les études antérieures sur le littoral, basées sur des photographies aériennes et des documents cartographiques. Le travail de WOGNIN (2004) ou de HAUHOUOT et al (1997) présente bien cette méthode qui est de numériser les images et les lignes de rivage instantané. Ce choix n'est pas fortuit, car selon les auteurs, l'échelle des photographies aériennes est plus adaptée pour l'appréhension des unités constitutives du système plage. Les documents cartographiques sont un apport important dans la distinction des différentes entités présentes sur la photographie aérienne.

Une autre méthode d'étude de la cinématique du trait de côte est le levé topographique de profil de plage, fait à partir d'un théodolite. KOFFI et al (1987 et 1994) ont expérimenté cette technique. Elle consiste à choisir sur la zone du littoral à étudier, des repères qui feront l'objet d'observations périodiques et permettront de suivre avec précision l'évolution du rivage. De cette manière, cette méthode ne reflète pas la généralité, car ses résultats ne sont vrais que pour des portions de la zone d'étude. C'est pourquoi elles étaient complétées, au fil du temps, par des photographies aériennes ou des documents cartographiques.

Alors que les prises de vue de photographies aériennes se font de nos jours très rares à causes des coûts et bien d'autres considérations, la télédétection offre une prolifération d'images satellites avec des résolutions plus fines. En plus, elle a l'avantage d'offrir une répétitivité des images sur une même zone et des couvertures plus grandes.

Il serait plus judicieux de développer une méthodologie plus adéquate afin de rendre ces images plus utiles dans ce domaine. En effet, avec les images satellites de résolution plus fine que celles des photographies aériennes, il serait plus judicieux de vulgariser et promouvoir l'utilisation des images satellites pour l'étude des zones côtières afin de gagner du temps sur l'avancer des phénomènes érosifs du littoral.

3.2.3. Comparaison et précision du travail par rapport aux autres travaux

Le grand nombre de méthodologie tant pour l'analyse des documents que pour l'exploitation des résultats, fait que deux chercheurs travaillant séparément dans la même zone peuvent obtenir des résultats différents (CROWELL et BUCKLEY, 1993). Ainsi, une chose est de trouver la méthodologie adéquate pour son étude, mais une autre est de comparer ses résultats avec des travaux antérieurs afin de les valider.

Lorsque l'on se base sur l'étude de ABÉ (2005), il s'avère que des résultats presque identiques aux nôtres ont été trouvés avec des méthodes différentes. C'est le cas de AFFIAN et al. (2003) qui avec l'usage de l'interprétation de photographies aériennes et des profils de plage montrent que sur le plan général, la côte basse sableuse de Côte d'Ivoire est marquée par un recul qui demeure très important sur le segment aval du secteur aménagé d'Abidjan (1,2 m/an). En effet, KOFFI (1994) et WOGNIN (2004) sur la période allant de 1985 à 1993 ont trouvé une vitesse d'érosion du trait de côte de respectivement 2,5 et 2,16 et cela avec pour l'un la méthode de levé topographique et l'autre avec les photographies aériennes.

Mais dans son analyse, ABÉ (2004), a remarqué qu'à Abidjan l'évolution est fonction des sources de données, car avec les photographies aériennes la tendance du trait de côte est le recul depuis 1950. Par contre, les données cartographiques révèlent dans cette même zone, entre 1950 et 1971, un engraissement du trait de côte suite aux travaux liés aux aménagements portuaires, avant la dynamique d'érosion. D'où l'importance de combiner plusieurs sources de données pour avoir de meilleurs résultats.

Quant à nos résultats, ils présentent une ressemblance avec ceux de HAUHOUOT et al. (1997) et de ABÉ (2004) qui ont aussi notés une plus ou moins grande stabilité de la baie Est. Dans nos travaux, la vitesse d'érosion du trait de côte est de 1,53 entre 1986 et 1990 ; ce résultat n'est pas bien loin de celui trouvé par le port d'Abidjan entre 1950 et 1995 (0,67m/an) à partir de photographies aériennes, ou encore de celui de HAUHOUOT qui est d'environ 2 m/an entre 1986 et 1993.

Conclusion partielle

L'analyse de la cinématique du trait de côte montre une évolution importante du trait de côte entre 1986 et 2004. Cette évolution vers le continent est d'en moyenne 1,27m/an mais n'est pas stable tout le long de la baie et aux différentes dates. Entre 1986 et 1990, l'érosion est de 1,53m/an, et de 1,25m/an entre 1990 et 2001 alors qu'il atteint une vitesse de 1,02m/an entre 2001 et 2004. Il entraine un amincissement du littorale et menace bon nombre d'habitation et activités, même si l'on constate d'infimes zones d'engraissement.

Conclusion generale

ET PERSPECTIVES

Ce mémoire portant sur la cinématique du trait de côte de la baie de Port-Bouët, avait pour principal objectif de contribuer à la gestion intégrée de la zone côtière en testant la faisabilité de l'utilisation de l'imagerie LANDSAT ETM dans l'étude de la cinématique du trait de côte et en intégrant ces données de télédétection dans un SIG. Il est fondé sur un important travail méthodologique qui s'est vu limité par la résolution spatiale des images satellitaires LANDSAT disponibles. En effet, l'essentiel des documents cartographiques et photographiques concernant la Côte d'Ivoire est stocké par le BNETD, et est donc difficile d'accès ou indisponible.

En dépit de cette contrainte qu'est l'accès difficile aux données spatiales, nous avons pu recenser pour notre étude des cartes numériques et des images satellitaires LANDSAT disponibles gratuitement sur le site internet du Global Landcover Facility (ftp://ftp.glf.umiacs.umd.edu/Landsat/). Ainsi, pour le suivi de la mobilité du trait de côte, la ligne de référence sélectionnée est la ligne instantanée de rivage dont l'analyse de la variation de la position, durant ces deux décennies nous a permis de retracer l'évolution du trait de côte de la baie de Port-Bouët.

Cette étude sur la cinématique du trait de côte révèle un recul moyen de 1,27m/an de la baie de Port-Bouët avec une zone Est plus statique. Ce recul s'inscrit dans la tendance régionale à l'échelle du golfe de Guinée et mondiale. Cette tendance s'accentuera avec l'élévation attendue du niveau moyen de la mer. Le recul du littoral est en partie dû à l'érosion qui est d'origine naturelle et anthropique.

Dans la zone rétro littorale, on observe une concentration de population et/ou d'intérêts économiques. Le croisement des données de dynamique du trait de côte et celles de l'occupation du sol a permis d'identifier et de cartographier les bâtis menacés par l'érosion dans les prochaines années.

Le recul côtier n'est pas le seul risque côtier auquel sont exposés les populations et leurs biens, mais il s'avère le plus menaçant.

Ainsi, nos perspectives futures sont de:

· Généraliser cette méthodologie à la zone entière du linéaire côtier ivoirien afin de faire une analyse sur l'ensemble du littoral à des dates identiques et de déterminer les zones les plus critiques,

· Utiliser des images satellitaires à très haute résolution spatiale, en vue de réaliser une cartographie plus précise utilisant des indicateurs clairement identifiés pour une meilleure compréhension de la mobilité du trait de côte

· Intégrer des données de la pression anthropique sur la zone littorale et l'évolution du niveau de la mer au Système d'Information géographique afin de dresser une carte de sensibilité du littoral avec les différentes zones à risques.

Ces perspectives ainsi que d'autres recherches à venir sur le littoral contribueraient à la mise sur pied de stratégies pour la protection des populations contre l'érosion côtière et la gestion intégrée du littoral.

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