Cadre méthodologique de la recherche en géographie

La méthodologie de recherche en géographie est essentielle pour structurer l’analyse des compétences et expériences d’un géographe physicien et géomaticien. Cet article présente un cadre méthodologique rigoureux, s’appuyant sur des principes établis pour garantir la validité des résultats obtenus.

3.2 CADRE METHODOLOGIQUE

Tout travail de recherche comme celui-ci se doit toujours de définir une méthode qui lui permet d’atteindre les objectifs qu’il s’est fixés. Autrement dit, c’est s’accorder avec Madeleine GRAWITZ qui pense qu’il faut user de « l’ensemble des opérations intellectuelles par lesquelles une discipline cherche à atteindre les vérités qu’elle poursuit, les démontre, les vérifies » (GRAWITZ, 2001). A cet effet, il semble judicieux, dans cette partie, de présenter les données, les méthodes utilisées, les traitements et analyses et les limites du travail.

3.2.1 Description des données utilisées

3.2.1.1 Les données cartographiques

Les documents cartographiques de la zone d’étude nous ont permis de faire une analyse des éléments physique du milieu. Il s’agit de la carte topographie de Libreville (dans l’Atlas du Gabon) et de carte géologique de l’Estuaire du Gabon de V. Hourcq et J.J. Hauknecht. Ces cartes nous ont données la possibilité d’effectuer des observations de l’espace soumis à notre étude: pentes, altitude, hydrographie et géologie.

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3.2.1.2 Les données satellitaires

L’imagerie satellitaire (aussi appelée imagerie spatiale) est utilisée dans le diagnostic des phénomènes climatiques (USGS – Landsat-8). Particulièrement le phénomène appelé îlot de chaleur urbain (RENARD et ALONSO, 2019). En effet, la grande majorité des études sur les ICU utilisent les images satellitaires. Ces images permettent de produire des cartes de la température de surface d’un territoire.

Les TIRS sur le satellite Landsat-8 et TIRS-2 sur le satellite Landsat-9 sont parmi les plus utilisés pour les ICU. Il faut savoir que Landsat-9 est le dernier, donc le plus avancé des capteurs Landsat. Il permet de réduire les interférences lumineuses parasites par rapport aux autres capteurs de la série, ce qui permet d’appliquer de meilleures corrections atmosphériques et d’obtenir des mesures plus précises de la température de surface.

L’image du satellite LANDSAT

L’image du satellite LANDSAT a été par téléchargement direct sur le site officiel http://landsat.usgs.gov. LC08_L1TP_186060_20220530_20220603_02_T1 (02/08/2022 à 02h18) est le numéro de la scène utilisé. Les produits de données provenant des bandes IRT sont ré-échantillonnées par le fournisseur d’images à une résolution spatiale de 30 mètres (USGS). Les images Landsat-8 sont de niveau L1T (terrain corrigé au niveau 1). Les caractéristiques sont détaillées dans le tableau suivant.

Source : http://landsat.usgs.gov/Landsat_Processing_Details.php

Cette image a servi à faire le calcule d’indices de végétation, à l’estimation des températures de surface à partir des bandes thermiques et l’indentification des îlots de chaleur urbains.

La donnée SRTM

Pour notre étude, nous avons utilisées un SRTM. C’est une image altimétrique de la NASA SRTM (Shutter Radar Topography Mission) de 30m x 30m de résolution a été obtenue auprès du LAGRAC. Cette image est connue pour ses qualités d’extraction des paramètres hydrologiques et morphométriques. A cet effet, les produits dérivés peuvent être le réseau hydrographique, la pente, les courbes de niveau, les bassins et sous bassins versants, et bien

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MODIS l’application Educso-temperature

Instrument américain à bord du satellite Terra. C’est un imageur, il mesure la température de surface avec une résolution de 1km x 1km à 10h30 de jour et 22H30 de nuit. Le champ de vue de l’instrument combiné, à la présence de nuage, ne permet pas d’avoir une image de la température de surface en tout point du globe chaque jour. En conséquence, lorsqu’une date est sélectionnée, l’application educso-temperature effectue un traitement de synthèse temporelle sur deux semaines pour proposer une carte de températures de surface moyennes, dé-nuagées, de jour et de nuit, la plus réaliste autour de la date choisie¹.

Par ailleurs, dans le cadre de cette étude nous avons utilisé les données de cartographie de température de l’air qui ont été téléchargées à partir du site officiel https://eolabcnes.users.earthengine.app/view/educsco-temperature ; Celles-ci sont exprimées °C. Elles correspondent aux moyennes de mois d’août qui est celui utilisée pour l’indentification des îlots de chaleur urbains à travers l’image du satellite LANDSAT.

3.2.1.3 Données particulaires

Les particules en suspension dans l’air se nomment aérosol. Les PM10 regroupent les particules de diamètre inférieur à 10 µm, les PM2.5 celles inférieures à 2.5 µm. La toxicité des particules en suspension est essentiellement due aux particules de diamètre inférieur à 10µm Les concentrations de PM2,5 et PM10 sont mesurés en temps réel par des capteurs.

Ces capteurs ou moniteurs peuvent être installé à l’intérieur d’un habitat ou à l’extérieur. Dans le cas de notre étude les capteurs de marque ‘’PurpleAir Classic’’ ont été utilisés pour la collecte de ces données particulaires. Ces données (obtenues microgramme par mètre cube μg/m3) peuvent être visualisées en temps réel et téléchargées sur le site https://map.purpleair.com/, en sorti de données en unité Celsius et de fichier format CSV.

Figure 18 : Collecte de données et Format de fichier de données particulaires

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Capturé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

²Plus de détail sur : https://modis.gsfc.nasa.gov/

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3.2.1.4 Les données thermiques

La température de l’air est la température de l’atmosphère. Cette dernière varie en fonction du temps, du lieu mais aussi avec l’altitude. On utilise régulièrement la température de l’air à 1.5m ou 2m du sol pour décrire les conditions physiques dans lesquelles évoluent les êtres humains. Les données de températures servant à l’interpolation (méthodes de mesures visant spécifiquement l’ICU de la couche de canopée urbaine), ont été encodées grâce aux mesures effectuées par différentes stations des moniteurs PurpleAir Classic de l’agglomération de Libreville. Ces données (obtenues en unité de température Kelvin ou Celsius) peuvent être visualisées en temps réel et téléchargées sur le site https://map.purpleair.com/, en sorti de données en unité Celsius et de fichier format CSV.

Figure 19 : Collecte de données et Format de fichier de données des températures

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Capturé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

3.2.1.5 Autres données

Nous utilisons, dans les différentes étapes de notre travail plusieurs logiciels, notamment ceux spécialisés dans le traitement d’image, l’analyse spatiale et la restitution cartographique (Tableau 4).

Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

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SENIT SNT320

Le thermomètre à rayonnement infrarouge sans contact model SENIT SNT320 nous a permis de mesurer (permet à la fois de mesurer et de convertir l’énergie lumineuse en signal électrique (VOOGT, 2009)) la température de la surface d’objets (en cuivre, en aluminium, en fer, en acier…), de l’eau, sans avoir à les toucher. Il suffit simplement de viser avec un point laser, d’appuyer sur le bouton et de lire la température en moins d’une seconde. Un exemple d’utilisation de cet appareil en annexe 3.

PurpleAir Classic

C’est un capteur à faible ou moyen coût (>200.000 Fcfa) de marque ‘’PurpleAir Classic’’ qui a été utilisé (figure 20). Ce capteur offre une alternative simple et peu coûteuse. Il mesure les concentrations de PM2,5 et PM10 en temps réel pour un usage résidentiel, scientifique, commercial ou industriel et peut être installé à l’intérieur ou à l’extérieur. Le Wi-Fi intégré permet à l’appareil de transmettre des données (de mesure de la qualité de l’air) à la carte PurpleAir en temps réel, qui est stockée.

Figure 20 : moniteur PurpleAir Classic

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Source : https://map.purpleair.com/

Cet outil de collecte est utilisé pour la collecte des données et est directement relié à un serveur en ligne. Un système de positionnement global (GPS) a été intégré dans le moniteur, facilitant la localisation en ligne de ce dernier. Le téléchargement de ces données a nécessité l’utilisation d’un ordinateur et d’un smart phone smart phone doté d’une connexion internet. Ce téléchargement des données se fait à partir du site officiel https://map.purpleair.com/ ; Il nous faut sélectionner le moniteur puis la période voulu et le type de polluant voulu (PM10 ou PM2,5

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Figure 21 : Collecte des données de la pollution particulaire et de température et acquisition de la base de données

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Source: map.purpleair.com/ ; Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

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¹ Plus de détail sur : https://modis.gsfc.nasa.gov/ ↑

² F. DELPEREE, Op.cit., p.172. ↑