Découverte d’un requin « ailé » des mers du Crétacé


 AHLeGall    17/03/2021 : 11:43

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Article dans SCIENCE

Le fossile d’un spécimen unique et atypique de requin rappelant les raies mantas met en évidence la diversité morphologique des requins du Crétacé. Ce mangeur de plancton a été découvert au Mexique et analysé par une équipe internationale de paléontologues menée par Romain Vullo, chercheur du CNRS à Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes 1). L’étude fait la Une de la revue Science le 19 mars 2021.


Il y a 93 millions d’années, de drôles de requins ailés nageaient dans les eaux du golfe du Mexique. Cette espèce fossile inédite, baptisée Aquilolamna milarcae a permis à ses découvreurs de définir une nouvelle famille. Ces « requins aigles » se caractérisent, comme pour les raies mantas, par des nageoires pectorales extrêmement longues et fines rappelant des « ailes ». Le spécimen étudié mesurait 1 mètre 65 de long pour une envergure de 1 mètre 90.

Aquilolamna milarcae possédait une nageoire caudale au lobe supérieur bien développé, typique de la plupart des requins de haute mer comme le requin baleine ou le requin tigre. Ainsi, l’ensemble de ses caractères anatomiques lui conférait une apparence chimérique entre requin et raie.

Avec sa large gueule aux dents supposées de très petite taille, il devait se nourrir de plancton d’après l’équipe de recherche internationale menée par Romain Vullo du CNRS.

Les scientifiques ne connaissaient jusqu’alors qu’une seule catégorie de grand mangeurs de planctons dans les eaux du Crétacé : de grands poissons osseux (pachycormidés), aujourd’hui disparus. Mais grâce à cette découverte, ils savent désormais qu’un second groupe, celui des requins aigles, nageait également dans les mers du Crétacé.

Le fossile complet a été trouvé au Mexique en 2012, à Vallecillo, un gisement à conservation exceptionnelle. Ce site, déjà réputé pour ses nombreux fossiles d’ammonites, poissons osseux et autres reptiles marins, permet de documenter l’évolution des animaux océaniques.

Tout en nous renseignant sur la structure des écosystèmes marins du Crétacé, la découverte des requins aigles révèle une nouvelle facette, jusque-là insoupçonnée, de l’histoire évolutive des requins.











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Fossile du requin Aquilolamna milarcae découvert dans les calcaires de Vallecillo (Mexique).
© Wolfgang Stinnesbeck

Romain Vullo Science Requin Aile Fig2
Vue d’artiste montrant un requin aigle.
© Oscar Sanisidro



Référence
Manta-like planktivorous sharks in Late Cretaceous oceans. Vullo R, Frey E, Ifrim C, González González MA, Stinnesbeck ES, Stinnesbeck W. 2021. Science, le 19 mars 2021, DOI: 10.1126/science.abc1490



Autres sources :
>>> Site de presse du CNRS : Découverte d’un requin « ailé » des mers du Crétacé:  >>> Discovery of a ‘winged’ shark in the Cretaceous seas >>>
>>> Site de l'Université de Rennes 1 : Un "requin aigle" nageait dans les mers du Crétacé >>>


Dans la presse

> Shark-like fossil with manta 'wings' is unlike anything seen before (National Geographic, 10/03/21)
> Less 'Jaws', more 'Fins': Bizarre 'winged' shark with a huge mouth full of miniature teeth swam in the Gulf of Mexico 93 million years ago (Daily Mail, 18/03/21)
> 'Winged' eagle shark soared through oceans 93 million years ago (LiveScience, 18/03/21)

> Un fossile de requin ailé à l'allure de raie manta (Sciences et Avenir, 18/03/21)
> Le requin-aigle, un planeur des mers qui se nourissait de plancton (TV5 Monde, 18/03/21)
> L’Aquilolamna, ce requin ailé entre monstre imaginaire et raie manta découvert au large du Mexique (RTBF, 18/03/21)


Contact OSUR
Romain Vullo (CNRS, Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Un réseau de recherche international sur "Polyploïdie et Biodiversité" est sur les rails



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IRN "POLYDIV-Polyploidy and Biodiversity" (2021-2025)

Les laboratoires ECOBIO et IGEPP de l'OSUR - autour de Malika Ainouche (Université de Rennes 1) et Anne-Marie Chèvre (INRAE) - animent un nouveau réseau international de recherche sur les interactions entre la polyploïdie et la biodiversité : IRN "POLYDIV-Polyploidy and Biodiversity" (2021-2025).


La duplication du génome (polyploïdie) est un mécanisme central de diversification biologique, contribuant de façon récurrente à la formation de nouvelles espèces et fournissant par la redondance d’information génétique, de nouvelles opportunités d’adaptation, d’expansion et de domestication des espèces. La compréhension de ces processus génériques relève de plusieurs champs disciplinaires et nous proposons la création d’un réseau international impliquant 7 pays (FR, USA, UK, BE, SE, CH, CZ) et 8 équipes aux compétences complémentaires, reconnues en écologie, génétique, cytogénétique, (épi) génomique, modélisation et bioinformatique.

Ce réseau s’appuie sur des relations déjà amorcées qu’il étendra et formalisera autour de questions émergentes, abordées sur des systèmes biologiques et des questions d’intérêt écologique et agronomique. Des approches comparatives seront mises en œuvre à travers un éventail de modèles appropriés afin de déterminer dans quelle mesure les réponses biologiques à la polyploïdie sont génériques ou spécifiques, et d’étudier les conséquences écologiques et adaptatives de la polyploïdie dans un environnement changeant, en contextes écologiques et agronomiques. Le projet nous permettra d'analyser les conséquences à court et long terme de la polyploïdie, à travers les questions suivantes :
(I) Comment les espèces polyploïdes nouvellement formées assurent-elles leur fertilité ?
(II) Quelle est la dynamique évolutive des gènes et génomes dupliqués à différentes échelles de temps évolutif ?
(III) Quels sont les processus conduisant à la diploïdisation génomique chez les polyploïdes ?
(IV) Quel est l'effet de la polyploïdie sur l'évolution des systèmes de reproduction ?
(V) Quelles sont les conséquences écologiques de la polyploïdie en termes de tolérance aux contraintes environnementales, d'adaptation à de nouvelles niches écologiques et leur impact sur l'évolution de nouvelles fonctions ?

Cette recherche fondamentale, qui aborde des questions émergentes en génomique évolutive, est menée sur des modèles d’espèces d’intérêt agronomique (colza, choux, cotonniers, etc.) ou d’intérêt écologique (espèces envahissantes sur différents écosystèmes : spartines sur les marais salés, capselles en milieux ouverts et perturbés, ..). Elle a ainsi des retombées appliquées dans les perspectives d’amélioration (plantes cultivées) ou gestion de la biodiversité en contextes de changements climatiques et pressions anthropiques.


Ce réseau
permettra de stimuler les échanges à travers des réunions, rencontres scientifiques et montages de projets collaboratifs. Il favorisera notamment des mobilités de jeunes chercheurs, doctorants ou post-doctorants, et aura de ce fait un fort impact en termes de formation et d’expérience internationale.

 

Partenaires français :

  • UMR CNRS 6553 Ecobio (OSUR) Université de Rennes 1

Impliqués : Ainouche M. (PRU), Glémin S. (DR CNRS), Salmon A. (MCF), Lima O (IE CNRS). 2 Post-doctorants (Marie-Orleach L. Cavé-Radet A.) et 3 doctorants (Brazier T., Milin M., Burban E.)

  • IGEPP, INRAE Le Rheu

Impliqués : Chèvre A-M (DR, INRAE), Rousseau-Gueutin M. (CR, INRAE), CORITON O. (IR, INRAE)., Falention Cyril (IE, INRAE), Postdoctorants (Ferreira de Carvalho, Gautier R.) 1 doctorant

 

Partenaire(s) étranger(s)

Les laboratoires étrangers sont parmi les leaders mondiaux de la discipline; nous avons avec la plupart d’entre eux des collaborations antérieures dans le cadre de partenariats formalisés ou non sur des thématiques qui complètent parfaitement nos expertises de recherche :


1 - USA

Jonathan F. WENDEL, Department of Ecology, Evolution and Organismal Biology, Iowa State University, Ames, USA

 

2 -  Angleterre

Andrew LEITCH, School of Biological and Chemical Sciences, Queen Mary University of London (UK)

 

3 – Belgique:

Yves VAN de PEER, Centre of Plant System Biology, University of Ghent (Belgium)

 

4 – Suède:

Martin LASCOUX, Department of Ecology and Genetics, University of Uppsala (Sweden)

 

5 – Suisse:

Christian PARISOD, Institute of Plant Sciences, University of Bern (Switzerland)

 

6 – République Tchèque:

Ales KOVARIK, Institute of Biophysics, Czech Academy of Sciences, Brno




Contact OSUR
Malika Ainouche (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
Anne-Marie Chèvre (INRAE, IGEPP) / @ 
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Projet RhizoMir : ECOBIO, lauréat d’une Marie Sklodowska-Curie



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Comprendre le recrutement et la sélection du microbiome par les racines des plantes

Christophe Penno, chercheur français à l’Université Collège Cork (Irlande) a obtenu une bourse européenne individuelle Marie Skłodowska-Curie. Ce projet intitulé RhizoMir « Rhizosphere microbiome recruitment by plants : Expansion of microRNA roles » débutera le 1er Janvier 2022 pour une durée de 2 ans, sous la supervision d’Abdelhak El Amrani, maitre de conférence à l’Université de Rennes 1, dans le laboratoire ECOBIO (équipe EGA, Evolution Génome Adaptation).


RhizoMir a pour but de comprendre le recrutement et la sélection du microbiome par les racines des plantes. Le microbiome correspond à l’ensemble des micro-organismes qui colonisent et interagissent avec les organismes eucaryotes multi-cellulaires. L’exemple le plus connu correspond au microbiome intestinal chez l’homme. Un des aspects le plus original du projet vise à explorer une nouvelle voie de communication impliquant un type particulier d’ARN, les microARN connus par leur caractère régulateur et mobile entre les organes. Le laboratoire d’accueil dispose déjà d’un certain nombre de données robustes qui montrent que ces microARN seraient un élément clé dans le contrôle de la composition du microbiome racinaire.

Ce projet interdisciplinaire réunira les expertises complémentaires d’Abdelhak El Amrani, chercheur en génomique fonctionnelle des plantes, et Christophe Penno, microbiologiste et expert des mécanismes d’expansion de l’information génétique par les enzymes polymérases (les machineries de synthèses des acides nucléiques, ADN et ARN). Ce projet bénéficiera également de collaborations régionales bretonnes avec l’IRISA pour un soutient en bio-informatique (Dr. Olivier Dameron), et Végénov pour des études in planta (Dr. Marie Turner), d’une collaboration nationale avec le laboratoire LRSV du CNRS à Toulouse (Pr. Jean-Philippe Combier, partenaire du projet qui accueillera Christophe Penno en secondement pendant 5 mois), et d’une collaboration internationale avec l’Université de Montréal INRS (Pr. Etienne Yergeau).

Ce projet très original et aux frontières des connaissances sera valorisé dans le secteur des biotechnologies. Entre autres, Il permettra de développer de nouvelles applications dans le domaine de l’agriculture dite « verte » pour se substituer à l’usage d’engrais et de pesticides.



Appui de la plateforme "Projets Européens" et soutien régional

Le montage de ce projet a été accompagné par la Plateforme Projets Européens (2PE) Bretagne, qui depuis 2013, accompagne et valorise la participation de la communauté académique bretonne aux programmes-cadres européens dédiés à la recherche et l'innovation, notamment dans le cadre Horizon 2020 et maintenant Horizon Europe.

https://www.univ-rennes1.fr/interlocuteurs/plateforme-projets-europeens-2pe

Au moment du montage du projet, l’Université de Rennes 1 a bénéficié d’une aide de 1000€ grâce au dispositif Boost Europe de la Région Bretagne. Cela a permis à Abdelhak El Amrani de faire venir Christophe Penno dans le laboratoire ECOBIO pendant quelques jours pour travailler sur la candidature à quatre mains.



Les bourses individuelles Marie S. Curie

Les bourses individuelles Marie Sklodowska Curie soutiennent la mobilité internationale et intersectorielle des chercheurs expérimentés (titulaires d’un diplôme de doctorat) et le développement de leur carrière grâce notamment à une diversification de leurs compétences scientifiques, techniques et transversales. Les sujets des projets de recherche sont librement définis par le candidat et son.sa superviseur.e (appels blancs).

Le taux de succès pour l’appel 2020 était de 12,4% sur le panel « Environnement ».

Dans le nouveau programme cadre Horizon Europe, les bourses postdoctorales Marie S. Curie continuent, avec certaines modifications. La prochaine date limite pour cet appel devrait être le 15 septembre 2021. Les informations et documents officiels devraient être disponibles courant avril. Mais n'hésitez pas à contacter la Plateforme Projets Européens (2PE) Bretagne dès maintenant pour discuter de votre idée de projet.




>>> Pour en savoir plus : Une plante et son microbiote rhizosphérique échangent-ils des microARNs pour communiquer ? (Harriet Middleton et al.,Trends in Plant Science, 2020) >>>
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Contact OSUR
Abdelhak El Amrani (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Des chercheurs partagent leurs savoirs sur l’eau avec des scolaires



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Un projet mené avec l'école publique Paul-Emile Victor d’Ercé-près-Liffré (Ille-et-Vilaine, 35)

Chercheur au CNRS, Thomas Houet s’intéresse aux paysages via le dispositif scientifique d’observation de l’évolution des paysages de l'OSUR appelé Zone Atelier Armorique. Lors d’une sortie scolaire à vélo, il échange avec le directeur de l’école publique d’Ercé-près-Liffré qui conduit, en 2019-2020, à un projet éco-école sur les questions environnementales centré sur le thème de l’eau. Thomas Houet lui propose de venir avec des collègues spécialistes du domaine rencontrer les élèves pour leur faire part de leurs savoirs.

En mars 2020, plusieurs enseignants-chercheurs de l'OSUR - Avec Thomas Houet (CNRS, Université Rennes 2, LETG-Rennes), Cendrine Mony et Christophe Piscart (CNRS,Université de Rennes 1, ECOBIO), Jean-Raynald de Dreuzy et Virginie Vergnaud (CNRS, Université de Rennes 1,  UMS OSUR) - rencontrent les enfants des classes de CM1 et CM2 et abordent les questions relatives à l’eau, telles que : la circulation de l’eau des les sols, l’influence de l’eau sur la biodiversité de la faune et de la flore, ou encore la cartographie de l’eau.

En octobre, une deuxième rencontre a eu lieu avec les enfants et les scientifiques au marais de Sougéal (Ille-et-Vilaine, 35), une zone humide classée site Natura 2000 et connue pour son rôle de frayère à brochets et de réserve ornithologique pour les oiseaux migrateurs, située au sud du Mont Saint-Michel. L’occasion pour les élèves de découvrir le site, d’approfondir leurs connaissances et de mieux appréhender le travail des chercheurs “en vrai”.

Thomas Houet et Cendrine Mony travaillent sur la Zone Atelier Armorique, dispositif soutenu par le CNRS et INRAE, qui étudie l’évolution des paysages en Ille-et-Vilaine sur le long terme et l’influence des changements d’usages du sol et climatiques sur l’environnement, l’eau et la biodiversité. La Zone Atelier Armorique porte sur une zone qui comprend notamment un territoire bocager autour de Pleine-Fougères dans lequel s’inscrit le marais de Sougéal et la métropole Rennaise.    

A découvrir dans 2 vidéos : l'une réalisée sur le terrain, l'autre dans la classe par les élèves et leurs professeurs !














Contact OSUR
Thomas Houet (Université Rennes 2, LETG-Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (CNRS, OSUR multiCOM) / @


Guide d’identification des plantes des îles sub-Antarctiques Crozet et Kerguelen



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Guide en accès libre / Open Access

Isabelle Badenhausser (INRAE) et Lise Chambrin (Réserve naturelle nationale des Terres australes françaises), avec Marc Lebouvier (CNRS, ECOBIO, Station biologique de Paimpont) publient en février 2021 un "Guide d'identification des plantes des îles sub-antarctiques Crozet et Kerguelen" (en accès libre).


Les communautés végétales de l’archipel Crozet (Ile de La Possession) et de l’archipel Kerguelen sont caractérisées par une faible richesse spécifique, avec 17 espèces d’angiospermes natives à Crozet contre 22 à Kerguelen. Elles appartiennent en majorité à la flore circumpolaire australe. Les autres espèces sont endémiques du domaine sub-Antarctique et une seule espèce, Lyallia kerguelensis, est strictement endémique de Kerguelen. Ranunculus moseleyi, présente à Kerguelen, pourrait être également une endémique stricte car dans une publication de 2017, Lehnnebach et al. mettent en doute sa présence dans les Iles du Prince Edward.

Avec la fréquentation humaine, de nombreuses espèces végétales ont été volontairement ou accidentellement introduites. La dernière synthèse sur les espèces introduites à Crozet et Kerguelen a été publiée en 2005 par Frenot et al. dans Biological Reviews. Elle fait état de 59 espèces introduites à Crozet et de 69 espèces introduites à Kerguelen, principalement distribuées sur les secteurs fréquentés par l’Homme (bases permanentes, autour des cabanes ou le long des chemins). Il s’agit majoritairement d’espèces européennes et les principales familles représentées sont les Poaceae (32 espèces au total pour les deux archipels), Asteraceae (18 espèces), Brassicaceae (5 espèces), Caryophyllaceae (5 espèces) et Juncaceae (5 espèces). Bien que certaines des espèces introduites soient devenues relativement communes, peu d’entre elles sont envahissantes. Ainsi, sept espèces avaient un statut d’envahissantes à Kerguelen en 2005 (Cerastium fontanum, Cerastium glomeratum, Poa annua, Sagina procumbens, Stellaria alsine, Taraxacum erythrospernum et Taraxacum gr. ruderalia) et étaient largement répandues dans l’archipel, tandis que les autres espèces se limitaient à des sites anciennement ou encore très fréquentés par l’Homme. A cette même date à Crozet, sept espèces étaient considérées comme envahissantes (C. fontanum, Juncus bufonius, P. annua, P. pratensis, Rumex acetosella, S. procumbens, S. alsine). Depuis cette date, bien des évolutions ont été constatées notamment en relation avec l’accélération des effets du changement climatique sur l’écologie et la dynamique spatiale et temporelle des espèces. Depuis la création de la réserve naturelle nationale des Terres australes françaises en 2006, des actions de gestion (biosécurité, éradication) sont mises en oeuvre pour éviter de nouvelles introductions et limiter l’expansion des espèces déjà présentes (Plan de gestion 2018-2027 de la réserve naturelle nationale des Terres australes françaises, Volet A et Volet B, TAAF, 2017).

Grâce aux travaux menés depuis le milieu des années 1970 par le programme 136 (Subanteco) soutenu par l’Institut Polaire Français Paul-Emile Victor (IPEV), et grâce aux actions, depuis 2006, de la Réserve naturelle, de nombreuses données sur la distribution et l’écologie de la flore native et introduite ont pu être recueillies sur le long terme. L’ensemble de ces données est enregistré dans une base de données commune au programme IPEV 136 et à la Réserve naturelle, la base "Habitat Flore Invertébrés" (HFI). Elle permet d’améliorer nos connaissances sur les invasions biologiques (chronologie des introductions depuis la découverte des îles, processus de colonisation et d’invasion, détections nouvelles et expansions géographiques, impacts sur la flore et la faune natives) et de mettre en place des actions de gestion.

Ce guide s’adresse à toutes les personnes, notamment les scientifiques, gestionnaires, Volontaires du Service Civique, qui ont besoin d’identifier les différentes espèces de plantes sur le terrain dans le cadre de protocoles de recherche ou d’opérations de gestion. Il n’est pas destiné à un public de spécialistes. Le relatif faible nombre d’espèces autorise d’utiliser des critères simples qui permettent de différencier les espèces proches présentes à Crozet et Kerguelen, grâce à des clés spécifiques adaptées et développées pour les familles les plus représentées et à un paragraphe dans chaque fiche qui mentionne les confusions possibles avec d’autres espèces et les critères pertinents pour les distinguer. Il faut néanmoins garder à l'esprit que de nouvelles introductions sont possibles, impliquant des espèces non mentionnées dans cet ouvrage.

Les noms scientifiques utilisés dans ce guide sont ceux qui figurent dans la version 13.0 de TAXREF, le référentiel taxonomique national pour la faune, la flore et la fonge de France métropolitaine et d’outre-mer, élaboré et diffusé par le Muséum national d’Histoire naturelle dans le cadre de la mise en oeuvre du Système d’Information sur la Nature et les Paysages.

Les données historiques de présence et de distribution des espèces synthétisées dans les fiches sont issues d’une compilation des informations de la base HFI. Elles feront l’objet d’un autre ouvrage où des cartes de répartition par espèce seront présentées. Au total nous avons décrit 116 espèces d’angiospermes. Certaines d’entre elles n'ont pas été vues récemment ou elles sont mentionnées comme éradiquées, mais la probabilité de les rencontrer n'est pas négligeable. Nous avons fait le choix de ne pas présenter des espèces qui avaient été observées anciennement mais dont la probabilité de présence actuelle est très faible.

La description morphologique des espèces repose sur les informations collectées au fil du temps par le programme IPEV 136 et la Réserve naturelle en intégrant quand cela est possible les spécificités morphologiques des espèces dans les conditions des îles sub-Antarctiques. Des compléments ont été apportés en utilisant d’autres ressources, les principales étant des communications personnelles d’experts du sub-Antarctique ou de certaines familles, en particulier l’Unité de Recherche
Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères INRAE pour les Poaceae et Fabaceae prairiales introduites. Enfin, nous avons utilisé d’autres sources en complément quand cela était nécessaire : Tela Botanica (licence CC BY-SA 4.0), Flora Vegetativa, Guide Delachaux des Fleurs de France et d’Europe.

Nous avons privilégié les illustrations photographiques des plantes et de leur habitat dans le contexte sub-Antarctique. En l’absence de mention de leur auteur, ces illustrations ont été acquises par le programme IPEV 136 et la Réserve naturelle, et par l’Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères INRAE pour des illustrations de Poaceae. Pour certaines espèces, l’illustration principale est fournie par des planches de la Flore virtuelle d’Orsay . D’autres sources ont été utilisées plus ponctuellement: des illustrations de la flore de L’Abbé Coste via Tela Botanica pour les Poaceae ; des photographies de telabotanistes via Tela Botanica (licence CC BY-SA 2.0) dont le nom d’auteur est cité sous chaque photographie. Nous remercions ces réseaux pour le partage de leurs savoirs.




Sources :

Eggenberg S. & Möhl A. 2013, Flora Vegetativa. Rossolis, Bussigny, Suisse.
Frenot Y. et al. 2005. Biological invasions in the Antarctic: extent, impacts and implications. Biological Review, 80, 45-72.
Lehnebach C.A. et al. 2017. Around the pole: evolution of Sub-Antarctic Ranunculus. Journal of Biogeography, 44, 875-886.
Masclef A. 1987, Atlas des Plantes de France, Planches. Belin, Paris, France.
TAAF 2017a, Plan de gestion 2018-2027 de la réserve naturelle nationale des Terres australes françaises,
Volet A, 434 pages.
TAAF 2017b, Plan de gestion 2018-2027 de la réserve naturelle nationale des Terres australes françaises, Volet B, 492 pages.
Streeter D. et al. 2011, Guide Delachaux des fleurs de France et d’Europe. Delachaux et Niestlé, Paris, France.



Les auteurs :
Isabelle Badenhausser, INRAE, URP3F, F-86600 Lusignan, France
Lise Chambrin, Réserve naturelle nationale des Terres australes françaises, Terres australes et antarctiques françaises, F-97110 Saint-Pierre de La Réunion, France
Marc Lebouvier, CNRS, UMR 6553 Ecobio, Université de Rennes 1, Station Biologique, F-35380 Paimpont, France


Référence
Isabelle Badenhausser, Lise Chambrin, Marc Lebouvier. Guide d’identification des plantes des îles sub-Antarctiques Crozet et Kerguelen. 151 p., 2020, 2-7380-1440-2. 10.15454/1.600250751724048E12. hal-02940414



Contact OSUR
Marc Lebouvier (CNRS, ECOBIO, Station biologique de Paimpont) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR muliCOM) / @


L'extrusion d'une croûte continentale subduite explique la mise en place des ophiolites loin sur le continent



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Article dans NATURE Communications

Les fragments de lithosphère océanique (ophiolites) qui recouvrent les continents sont des éléments fréquents mais énigmatiques des ceintures montagneuses de la Terre. Un point intriguant est que ces fragments d’ophiolites sont souvent observés sur les continents a de très grandes distances de la nappe ophiolitique principale, tandis que la croûte continentale est subduite et exhumée sous la lithosphère océanique. Les chercheurs ont étudié la relation entre l'exhumation de la croûte continentale et la mise en place de ces ophiolites transportées sur de longues distances. En combinant des données géologiques avec des modèles géodynamiques (simulations numériques), ils ont découvert que cette position lointaine des ophiolites peut s’expliquer par l’exhumation de la croute continentale subduite. La croûte continentale enfouie dans un contexte en convergence commence à s'exhumer en raison de sa flottabilité naturelle. Cela entraîne alors le soulèvement, l'extension et finalement la rupture de la lithosphère océanique sus-jacente. Le morceau de lithosphère océanique qui s'est disloqué est ensuite transporté au sommet du continent. La nappe ophiolitique « voyage » alors beaucoup en fonction de la quantité d'exhumation (extrusion) de croûte continentale.



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Illustration : Résultats interprétés de simulations numériques montrant l'évolution depuis le soulèvement initial de la croûte continentale (a) jusqu'à la mise en place de la nappe ophiolitique (c) transportée loin sur le continent.



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Extrusion of subducted crust explains the emplacement of far-travelled ophiolites

Fragments of oceanic lithosphere (ophiolites) overlying continents are frequent but enigmatic elements in the mountain belts of Earth. Ophiolite fragments are often found on top of continents far from the main ophiolite nappe (far-travelled ophiolites), while the continental crust experiences burial and exhumation below the oceanic lithosphere. The researchers have investigated the relation between the exhumation of the continental crust and the emplacement of far-travelled ophiolites by combining geological datasets with geodynamic models (numerical simulations). They found that the buried continental crust in a convergent setting starts to exhume due to its natural buoyancy, which leads to uplift, extension, and finally breaking of the overlying oceanic lithosphere. The broken-off piece of oceanic lithosphere is then transported on top of the continent as dictated by the exhumation (extrusion) of the continental crust, and hence becomes a far-travelled ophiolite sheet.

 

Figure: Interpreted output of numerical simulations showing the evolution from the initial uplift of the continental crust (a) to the emplacement of the far-travelled ophiolite sheet (c).




Référence
Porkoláb, K., Duretz, T., Yamato, P. et al. Extrusion of subducted crust explains the emplacement of far-travelled ophiolites. Nat Commun 12, 1499 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21866-1




Contact OSUR
Philippe Yamato (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) / @
Thibault Duretz (CNRS, Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Outils lithiques : comment interpréter les transferts de roches au cours du Mésolithique dans l'Ouest de la France ?



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Article dans Journal of Lithic Studies

Le substrat géologique cristallin du massif armoricain, dans l'Ouest de la France, est dépourvu de nodules de silex facilement accessible. Par conséquent, au cours de la Préhistoire, les hommes ont développé différentes stratégies pour fabriquer leurs outils : soit en adaptant les méthodes de production aux roches locales de diverses origines lithiques, soit en important des matériaux des marges sédimentaires de la région géologique du Massif armoricain. L’article de Grégor Marchand (CNRS, CReAAH), publié en février 2021 dans Journal of Lithic Studies propose justement d'analyser la répartition des matériaux lithiques au cours du Mésolithique avec un regard nouveau, plus précisément comme la conséquence d'une succession de choix collectifs. Ainsi, les archéologues constatent que de nombreuses roches sédimentaires, métamorphiques ou plutoniques d'origine locale ont été utilisées ; en outre, leur quantité a considérablement augmenté du Mésolithique précoce au Mésolithique tardif.



Dans cette étude, après l'identification de l'origine géologique des roches, le premier challenge a consisté en une série d'analyses mécaniques afin d’en définir leurs propriétés.

Dans un deuxième temps, le processus d'intégration sociale de ces roches a été abordé : deux sites – Beg-er-Vil (Morbihan) et Brennilis (Finistère) - ont particulièrement été étudiés. Les assemblages lithiques de Beg-er-Vil (Quiberon) et de la Presqu'île de Brennilis permettent d’expliquer de façon tangible les intentions de production des économies côtières et continentales au cours du Mésolithique tardif (fin des septième et sixième millénaires avant notre ère).

Il s’avère que les « boîtes à outils » des deux économies sont strictement identiques, bien que deux systèmes de gestion lithique différents étaient clairement en place. Le premier, sur la côte, consistait exclusivement en une production sur galets, tandis que l'autre, à l'intérieur des terres, utilisait une large gamme de matériaux de qualité médiocre. Au cours du mésolithique (et contrairement aux pratiques du néolithique), dans ce contexte de pénurie géologique, il semble donc que le sacrifice des normes techniques a toujours semblé préférable aux acquisitions à distance par le biais d'importations ou d'échanges.




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Fig 1 : Identification des sources primaires de certaines matières premières utilisées pour la fabrication de boîtes à outils ou d'objets décoratifs dans l'Ouest de la France, du Paléolithique inférieur au Néolithique récent. Les noms de sites descriptifs les plus utilisés par les archéologues (localité, commune ou "terrain") sont ceux qui sont utilisés ici :
- Grès et quartzites éocènes (1 : Baie de Douarnenez, 2 : Kervouster, 3 : le Moulin-du-Pont ; 4 : Kercou ; 5 : le Bois du-Rocher ; 6 : Montbert ; 7 : Les Essarts)
- Ultramylonites et cataclasites (8 : Mine de Creac'h Bihan et Kerboudou ; 9 : Loc-Ivy ; 10 : la Villeneuve ; 11 : Keriou-Saint-Maur et Languidic ; 12 : Mikaël et le Cosquer)
- Diverses roches métamorphiques (13 : calcédoine du Clos ; 14 : microquartzite de Forest-Landerneau ; 15)
- Jaspe de Saint-Nazaire ; 16 : calcédoine de l'Île-d'Ars ; 45 : calcédoine de Marzan ; 46 : calcédoine de Coët-Stival)
- Roches métamorphiques destinées à la fabrication d'anneaux (17 : chloritite de Ty-Lan ; 18 : schiste tacheté de Pissot ; 19 : Lannuel ; 20 : île de Groix ?)
- Schistes siliceux (21 : Chapelle-Rudunos ; 22 : Kerhuellan ; 23 : Coutances ; 24 : la Sauzinière ; 25 : Lamballe)
- Silcretes (26 : la Merlière ; 27 : Kerchilven)
- Fibrolites (28 : Plouguin ; 29 : Le Conquet ; 30 : Port-Navalo)
- Roches magmatiques et métamorphiques (31 : méta-hornblendite de Pleuven ; 32 : métadolérite de type A de Plussulien ; 33 : dolérite de Jersey ; 34 : dolérite de Saint-Germain-le Guillaume ; 35 : quartz filonien de Roc'h Gored ; 36 : microgranite, tufas et dolérite de Ploubazlanec)
- Flint (37 : les Moutiers-en-Retz ; 38 : Cinglais ; 39 : Rî-Ronais ; 40 : Rânes ; 41 : Vion ; 42 : Thouarsais)

 

Le substrat géologique cristallin du massif armoricain, dans l'ouest parisien, est dépourvu de nodules de silex en position primaire. Par conséquent, au cours de la Préhistoire, les hommes ont développé différentes stratégies pour fabriquer leurs outils, soit en adaptant les méthodes de production aux roches locales de diverses provenances, soit en changeant leurs objectifs initiaux, soit en important des matériaux des marges sédimentaires.

Ainsi, au cours du Mésolithique (9500-5000 avant JC) ou du Néolithique récent et final (3500-2300 avant JC), certains groupes ont préféré les roches siliceuses locales, souvent de qualité plutôt médiocre, au détriment de la transformation de leurs outils et techniques. D'autres ont préféré abandonner leurs instruments traditionnels, trop difficiles à fabriquer, et ont développé de nouveaux outils adaptés à la structure et aux comportements mécaniques des roches. A l'inverse, certaines communautés du néolithique (5000-2300 avant J.-C.) ont mis en place des réseaux d'importation de silex efficaces sur de longues distances, ce qui leur a permis de fabriquer des « trousses à outils » (toolkits) conformes aux normes techniques exigeantes appliquées sur le continent à cette époque. Parallèlement, l'attrait pour les roches métamorphiques ou plutoniques des substrats locaux pour la fabrication de haches et d'éléments ornementaux, a favorisé l'émergence de réseaux d'exportation à longue distance, inspirés et alimentés par les systèmes de valeurs et le statut social.

Loin d’être le fruit du hasard, ces assemblages lithiques sont l’expression de choix délibérés. L’intégration des différentes roches dans les systèmes techniques du mésolithique apparait comme  le résultat d’un processus de décision.

Le potentiel géologique d’un territoire, les relations entre groupes, les normes culturelles et l'organisation de l'économie ne peuvent influencer l'acceptation des roches qu'à travers certains paramètres. Pour le Mésolithique final, les connaissances techniques individuelles et collectives permettent l'élaboration ou non de normes : ainsi, le tailleur sait par expérience ou par transmission si l'on pourra ou non obtenir des lames ou des trapèzes acceptables selon les normes culturelles.



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Fig 2 : Processus d'intégration d'une roche locale dans un système technique et paramètres influençant les modèles de transfert spatial.

 

Cette expérience empirique permet de mieux définir les besoins et s’exprime par des gestions différenciées des matériaux lithiques dans les zones côtières et continentales. Ainsi, à Beg-er-Vil à Quiberon, nous avons un exemple d'économie côtière basée sur le silex. Les analyses fonctionnelles montrent que les trapèzes symétriques du site du Mésolithique tardif de Beg-er-Vil étaient des flèches transversales. Ils sont réalisés de préférence sur des lames mais peuvent être implantés sur tous types d'ébauches non corticales.

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Fig 3 : Dessins de Diana Nukushina, modifié par Grégor Marchand.

 

 

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Fig 4 : Nucleus avec exploitation unipolaire préférentielle, par séquences successives, issus de petits galets de silex de très mauvaise qualité collectés sur les plages. La technique de percussion se fait le plus souvent avec un marteau (analyse et dessins : Diana Nukushina).

 

A l’inverse, les objets lithiques étudiés sur la Presqu'île de Brennilis illustrent quant à eux une économie tournée vers le continent, i.e. vers l’intérieur des terres.

 

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Fig 5 : Répartition spatiale des matières premières lithiques autochtones dans le département du Finistère (ouest de la Bretagne) au cours du 6ème millénaire avant notre ère (CAD : Grégor Marchand).

 

 

Tous ces choix dans l'acquisition de matériaux lithiques permettent donc de caractériser les sociétés du passé, non seulement en termes de style ou de techniques de leurs outils, mais plus généralement en termes de comportement économique et social dans un contexte général de pénurie. Les contraintes géologiques et la manière dont elles ont été contournées ont clairement eu un impact majeur sur la dispersion spatiale des outils lithiques et des déchets. Les cartes qui en tiennent compte indiquent une pluralité d'interactions entre les humains et leur environnement, ou, en d'autres termes, elles montrent des transferts qui dépendent totalement de choix collectifs conformes aux normes techniques.

Ces zones de dispersion des objets n'indiquent pas a priori des territoires revendiqués par une communauté, ni même des zones de mobilité collective, mais elles sont le résultat de l'ensemble des relations entre groupes humains, qui incluent également des situations géopolitiques spécifiques (définies comme l'étude des relations entre données géographiques et politiques).

 

Dans cette étude, Grégor Marchand met en avant les concepts et les méthodes développés au CReAAH depuis une vingtaine d'années dans l'Ouest de la France pour analyser et interpréter ces cartes de répartition du matériel lithique, en se concentrant notamment sur les économies des chasseurs-cueilleurs au cours du mésolithique.

 

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Fig 6 : Nucleus en phtanite du Mésolithique, région de Callac (Côte d’Armor)

 

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Fig 7 : Armatures de flèche du Mésolithique (septième et sixième millénaires avant notre ère) façonnées dans diverses roches locales, découvertes à Brennilis (Finistère)

 

 

Référence
Marchand, G. (2020). Interpreting transfers of rocks during the Mesolithic in the West of France. Journal of Lithic Studies, 7(2), 22 p. doi.org/10.2218/jls.5169




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Grégor Marchand (CNRS, CReAAH) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Fréquence et intensité des îlots de chaleur à Rennes : bilan de 16 années d’observations (2004-2019)



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Article dans Climatologie

Vincent Dubreuil, Xavier Foissard, Jean Nabucet, Alban Thomas et Hervé Quénol (Université Rennes 2, CNRS, LETG-Rennes) publient en février 2021 dans la revue Climatologie une synthèse en français et en open access de près de 20 ans d'observation de l'îlot de chaleur urbain à Rennes.

Cet article s’intéresse à l’observation de l’îlot de chaleur urbain (ICU) à Rennes de 2004 à 2019. L’existence d’un réseau d’observation urbain relativement ancien et dense permet de quantifier la fréquence et l’intensité de l’ICU en fonction de l’heure et de la saison : l’ICU moyen atteint ainsi 1,3°C mais il approche 3°C en moyenne la nuit en fin d’été et peut parfois dépasser 7°C. Les nuits de fort ICU, supérieur à 4°C, représentent plus de 17% des observations en moyenne mais jusqu’à près de 30% en septembre.

En 2019 comme en 2011, un nombre record d’ICU de forte intensité a été relevé, résultant essentiellement d’une forte fréquence de situations radiatives (forte insolation, vent faible). La spatialisation de l’ICU montre que le gradient classique centre-ville / périphérie n’est pas symétrique entre le sud et le nord de l’agglomération : la présence de parcs et de vallées au nord génère, en effet, des îlots de fraîcheur dont l’intensité varie en fonction de leur taille.



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Cartographie des Local Climate Zone à Rennes (LCZ) et localisation des stations météorologiques de suivi de l’ICU, situation en 2016.


Référence
Fréquence et intensité des îlots de chaleur à Rennes : bilan de 16 années d’observations (2004-2019), V. Dubreuil, X. Foissard, J. Nabucet, A. Thomas and H. Quénol, Climatologie, 17 (2020) 6, DOI: doi.org/10.1051/climat/202017006

>>> Lire l'article en open access et en Français >>>



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Vincent Dubreuil (Université Rennes 2, LETG-Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


L'équipe des 15 doctorant.e.s de l'ITN S2S-Future est au travail !



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Signal propagation in source-to-sink for the future of Earth resources and energies

"S2S-Future", « Signal propagation in source-to-sink for the future of Earth resources and energies » coordonné par Cécile Robin et François Guillocheau (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) est un projet financé par la Commission Européenne dans le cadre du programme « Marie Skłodowska-Curie Actions-Innovative Training Networks ».

Le projet vise est à décrire et modéliser la réponse de la surface de la Terre aux signaux tectoniques et climatiques au cours des temps géologiques, des zones d'érosion en amont (« source ») aux zones en sédimentation en aval (« sink »), ceci en formant les chercheurs de demain, qui seront capables de mieux prédire la localisation, les structures (i.e. les hétérogénéités) des sédiments et leurs propriétés minéralogiques/physiques (distribution granulométrique, porosité, perméabilité, etc.).


Le projet est maintenant pleinement lancé : l'équipe des 15 doctorant.e.s est presque au complet, la première formation a eu lieu en janvier, le site web est mis en ligne, les réseaux sociaux ont été lancés et la première lettre d'information diffusée !

> Site web
> Twitter
> LinkedIn
> La lettre d’information



Contact OSUR
Milica Pejocic (ITN S2S-Future, European Project Manager) / @


Les synergies entre drone et satellite pour l’observation de la Terre



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Les synergies possibles entre drones et satellites dans le domaine de la télédétection

Emilien Alvarez-Vanhard, Thomas Corpetti, Thomas Houet (Université Rennes 2, CNRS, LETG-Rennes) publient en janvier 2021 dans la revue Science of Remote Sensing (en open acces) une review des synergies possibles entre drones et satellites dans le domaine de la télédétection.

En télédétection optique, les satellites et les drones sont des systèmes d’observation de la Terre essentiels pour appréhender la complexité des dynamiques de surface. Ces deux vecteurs sont généralement exploités pour leurs qualités bien spécifiques (Figure 1). D’un côté, on a une panoplie de satellites avec des caractéristiques très différentes d’un point de vue résolution spatiale, temporelle et spectrale, et fauchée. Cependant, pour tout type de satellite optique, le choix des conditions d’acquisition reste peu flexible (ex: couverture nuageuse, angle de vue, date d’acquisition...). De l’autre côté, les drones ont émergé dans le début des années 2000 grâce au développement de la robotique et de la miniaturisation des capteurs, et sont devenus largement accessibles. Cette nouvelle technologie a en quelque sorte changé le paradigme de la télédétection en déplaçant les compétences d’acquisitions de données dans les mains de l’utilisateur. La flexibilité de ce vecteur permet de choisir la date et la fréquence d’acquisition, le type de capteur, les angles de vues et de quasiment s’affranchir de la couverture nuageuse. Aussi, le drone peut fournir des imageries à très haute résolution spatiale (THRS), inégalables par les satellites, pouvant atteindre le millimétrique. Finalement, il semblerait que le drone offre un profil différent et complémentaire aux systèmes satellitaires révélant un potentiel de synergie intéressant. Afin de mieux caractériser ces complémentarités et de savoir comment elles sont exploitées par la communauté scientifique, nous avons réalisé une revue de la littérature scientifique.




Emilien Alvarez Vanhard 2021 Fig1
Figure 1 : Les caractéristiques des différents système d’observation de la Terre et les besoins en résolution (temporelle, spatiale, spectrale et en fauchée) dans les principaux domaines d'application de la télédétection. EO: Earth Observation; EM: Environmental Monitoring; GM: Global Monitoring; sat.: satellite; LC: Land Cover; LU: Land Use.



Pour réaliser cette revue de la littérature, des bases de données bibliographiques (Google Scholar, Web of Science et Science Direct) ont été requêtées afin de collecter les études exploitant à la fois de la donnée optique drone et satellitaire. Après filtrage, le corpus de notre étude représente 137 articles publiés dans des revues à relecture par les pairs.

A travers l’analyse de ce corpus d’articles, différentes stratégies d’exploitation des complémentarités entre drone et satellite nous sont apparues. Plus particulièrement quatre types de synergie ont pu être définis (Figure 2) :

• La « comparaison de donnée » compare les avantages et inconvénients de chaque source de donnée pour déterminer celle qui est la plus adaptée à une application précise. Cette synergie est considérée comme « faible » car l’association des données ne contribue pas à une meilleure interprétation.

• L’« explicitation multi-échelle » utilise la différence d’échelle entre les observations drone et satellite pour améliorer l’interprétation de l’objet d’étude. Par exemple, en archéologie, le satellite fournit un contexte topographique à l’échelle régionale, alors que le drone permet de caractériser finement le site d’étude.

• La « calibration de modèle » utilise une source de donnée, le drone généralement, pour calibrer par inférence un modèle basé sur l’autre source, le satellite. Par exemple, la THRS du drone va permettre de labelliser des pixels satellitaires à résolution plus grossière pour la calibration d’un modèle qualitatif (classifieur).

• La « fusion de donnée » crée une donnée artificielle à partir de l’association de plusieurs sources de données. Dans le cas de la synergie entre drone et satellite, elle permet surtout d’affiner les résolutions. Par exemple, en couplant la THRS du drone avec une série temporelle satellitaire, on peut suivre la dynamique d’un pattern spatial plus fin.


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Figure 2 : Diagramme des types de synergie.

Des tendances émergentes ont pu être identifiées grâce à ce corpus (Figure 3). On constate que l’exploitation de la synergie entre les drones et les satellites est récente, 2008 (ce qui correspond à la démocratisation des drones), et génère un intérêt croissant depuis 2014. C’est à travers l’Écologie et l’Agriculture de précision, principalement, que ces synergies ont émergé mais d’autres domaines comme les Risques naturels et les Géosciences apportent des contributions régulières. Finalement, on constate que 30 % des études mobilisent la synergie par « comparaison de donnée » donc une synergie faible. Les synergies fortes sont principalement mobilisées via la « calibration de modèle » (49%), laissant l’« explicitation multi-échelle » (10%) et la « fusion de donnée » (11%) sous-exploitées.

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Figure 3 : Distribution des études : A) sur la période de 2008 à 2019 ; B) entre les types de synergie identifiés ; C) entre les principaux domaines d'application de l'observation de la Terre.



Dans cette synergie, le drone joue un rôle de pont en comblant le manque qui existe entre les données in-situ et les satellites. Les contributions clés du drone sont l’explicitation, la validation et la complétion de donnée satellitaire. L’explicitation forme la base de toutes les synergies fortes et consiste à utiliser l’échelle d’observation du drone pour révéler des détails inaccessibles vu du sol ou de l’espace. La validation repose sur cette capacité du drone à expliciter les mesures du satellite et consiste à utiliser une « vérité drone », à la place ou en complément d’une « vérité terrain », pour calibrer des modèles. Et dernièrement, la complétion désigne la capacité du drone à combler les « trous » dans les données satellite. Par exemple, en complétant des séries temporelles satellitaires ou en capturant des images sous la couverture nuageuse.

En conclusion, notre étude montre que le drone est majoritairement utilisé pour sa capacité à fournir une « vérité drone » pour la « calibration de modèle ». On peut dire qu’actuellement, cette synergie reste dans les paradigmes du « drone OU satellite » et « drone POUR le satellite ». Afin de tendre vers un nouveau paradigme « drone ET satellite », la communauté scientifique pourrait explorer les synergies exploitant le plus l’information multi-échelle : « l’explicitation multi-échelle » et la « fusion de donnée ». Les avancées dans le domaine de l’apprentissage automatique, la tendance à l’ouverture des données et le développement de nouveaux capteurs (LiDAR, Hyperspectral) vont faciliter cette transition vers des synergies plus fortes.



Référence
Alvarez-Vanhard Emilien, Corpetti Thomas, Houet Thomas, UAV & satellite synergies for optical remote sensing applications: A literature review, Science of Remote Sensing, 3, 2021, 100019, doi.org/10.1016/j.srs.2021.100019.

Pour en savoi rplus
>>> La plateforme D2T (Drone, Terrain, Télédétection) du CNRS / Université Rennes 2 / OSUR >>>



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