Titre de la dissertation:

Analyse diachronique des communautés benthiques des récifs de Toliara: perspectives passées, présentes et futures à partir de l’imagerie satellitaire et identification des zones coralliennes résilientes

Promoteurs de thèse: Monsieur Igor Eeckhaut et Monsieur Gildas Todinanahary (Institut Halieutique et des Sciences Marines, UTUL Madagascar)

Résumé

L’étude de la dynamique des récifs coralliens par la cartographie de l’habitat, la détection des changements et l’évaluation de la résilience permet de mieux comprendre la santé des récifs et les stratégies de conservation. L’image satellite Sentinel-2 a été utilisée pour étudier la composition benthique et géomorphologique du Grand Récif de Toliara (GRT) et ses récifs coralliens avoisinants afin de fournir des données spatiales précises pour la gestion. L’étude a combiné des photo transects géoréférencées issus des données in-situ avec une analyse d’images orientée-objets (OBIA) et des algorithmes d’apprentissage automatique appliqué sur une image Sentinel-2. Le classificateur k-Nearest Neighbors (k-NN) a obtenu la plus grande précision (83 %), surpassant les algorithmes Bayes (79 %), Decision Trees (68 %), Random Trees (67 %) et Support Vector Machines (42 %). L’analyse a permis de délimiter les zones d’habitat : herbiers marins (21 km²), sable (73 km²), gravats (21 km²), coraux (10 km²) et algues (6 km²). L’étude souligne l’importance de la sélection des algorithmes et de l’intégration des données locales, démontrant l’efficacité de l’OBIA avec l’imagerie Sentinel-2 pour surveiller la santé des récifs et guider les pratiques durables. Cette étude analyse aussi l’évolution temporelle de la couverture corallienne benthique de 2015 à 2024 en intégrant l’imagerie Sentinel-2, un réseau de neurones convolutif (CNN) pour détecter les changements et un modèle d’automates cellulaires (CA) pour des projections jusqu’à 2034. Les données de terrain de 2021 et 2024 ont validé les résultats, révèlant une diminution de la superficie des algues/coraux de 2 200 à 1 500 ha et des herbiers marins de 2 000 à 1 700 ha, et une augmentation des débris de 1 700 à 2 400 ha entre 2015 et 2024. Le modèle CA prévoit une perte supplémentaire d’environ 150 ha d’herbiers marins et 110 ha d’algues/coraux d’ici 2034 si ces tendances persistent. Cette dégradation remet en question l’objectif 30×30 en matière de biodiversité (30 % de protection d’ici 2030), nécessitant des stratégies inclusives avec la participation des communautés locales et des ajustements politiques pour freiner la perte d’habitats. L’application de cette recherche à l’amélioration des pratiques de gestion a été réalisée à l’aide d’un cadre d’évaluation multicritères (MCE) avec le processus d’analyse hiérarchique (AHP) et une combinaison linéaire pondérée (WLC), afin d’évaluer la résilience des récifs coralliens pour soutenir la petite pêche. La cartographie de la résilience des coraux était basée sur sept facteurs : l’abondance des coraux, la structure, l’activité des herbivores, la profondeur, la pression de pêche, le stress thermique et la turbidité. Six scénarios ont donné la priorité à la biodiversité (scénarios 1 et 2), aux impacts locaux (scénarios 3 et 4) ou aux facteurs de stress mondiaux (scénarios 5 et 6). Les cartes de résilience ont classé les zones en quatre catégories : faible, moyenne, élevée ou très élevée. Le scénario 2 (axé sur la biodiversité) a identifié 2 770 ha de résilience moyenne à très élevée, en mettant l’accent sur la complexité structurelle. Le scénario 4 (focalisation locale) a réduit les zones de faible résilience à 250 ha, tandis que le scénario 6 (focalisation globale) a montré 820 ha de très haute résilience. Les zones de haute résilience sont apparues le long du front de récif, et la pente externe, les zones profondes et sablonneuses étant moins résilientes. Cette approche guide la conservation en identifiant les zones à protéger et à restaurer. Cette recherche fournit une méthodologie standardisée pour la cartographie des récifs coralliens au niveau local, la détection de changement permet de suivre la dégradation et prédit les tendances d’évolution, et l’évaluation de la résilience informe la conservation ciblée. Ces efforts soutiennent les objectifs de biodiversité et aident les communautés de pêcheurs face aux menaces telles que le changement climatique et la surpêche, présentant un modèle reproductible pour la conservation mondiale des récifs.