N'Lab

Un laboratoire d'analyses spatiales et environnementales pour concevoir et piloter les projets et en évaluer les impacts

N'Lab

Ce pôle Recherche et Développement de l’association a pour mission de suivre, analyser et modéliser les dynamiques des paysages et des territoires afin d’améliorer le pilotage de projets de développement et d’évaluer les impacts socio-environnementaux ex-ante ou ex-post. Il participe à la conception des projets de l’association afin de prendre en compte les derniers résultats de la recherche pour l’orientation des activités et de prévoir le suivi des impacts dès le démarrage des projets. Ce laboratoire regroupe l’expertise technique et scientifique de Nitidæ (télédétection, modélisation spatiale, système d’information géographique, science des sols, écologie forestière, biodiversité, hydrologie, etc.) et travaille en étroite collaboration avec la recherche scientifique (instituts de recherche internationaux et universités).

La vision et l’originalité du N'Lab est de conduire des programmes de recherche au sein même des projets de l’ONG afin de se confronter aux problématiques territoriales locales et d’assurer l’opérationnalisation de ces recherches (cf. liste ci-dessous). Dans ce but, l’équipe du N'Lab utilise l'état de l’art des technologies d’Observation de la Terre (satellite optique et radar, drone, modélisation par algorithme d’apprentissage machine, big data, etc.) et cherche à garantir le transfert et la reproductibilité des outils développés (logiciels open source, généricité et robustesse des méthodes). La formation est utilisée comme un moteur du développement de l’expertise locale (encadrement de thèses et d’étudiants, transfert de compétences, etc.) et à travers la structuration de "N'Lab" dans les pays d’intervention de l’association.

Le site dédié du N'Lab est consultable sur ce lien: https://www.lab.nitidae.org/

L'approche

Les programmes de recherche

Expertise

Publications scientifiques

Partenaires

L’approche

Trois axes stratégiques structurent les activités du N'Lab afin de relier recherche sur les outils et méthodes et besoins des acteurs impliqués dans la gestion des paysages et des territoires.

Observation des paysages et territoires

L’objectif est de suivre et d’analyser les dynamiques environnementales sociales ou économiques passées et actuelles afin de fournir une base d’information factuelle et spatialisée aux acteurs du territoire. Les applications de cet axe de travail sont la mise en place de Système de Suivi des Terres et de SIG multi-échelles (national, régional, projet), nécessaires pour gérer et diffuser les informations spatiales.

Evaluation rapide des services écosystémiques

L’objectif est de développer une méthodologie d'analyse croisant les données spatiales disponibles avec les connaissances du terrain afin d’évaluer rapidement l’état des ressources naturelles et des services associés d'un territoire donné. Cette méthodologie doit permettre d’orienter les actions de terrain dès la conception ou le début de la mise en œuvre d’un projet afin de garantir un impact maximum en matière de résilience des services écosystémiques.

Simulation et impacts des changements d’usage des terres

L’objectif est de développer des approches innovantes permettant de projeter spatialement et dans le futur les potentiels changements d’utilisation des terres selon différents scénarios afin d’en évaluer l’impact social et environnemental. L’application principale de cet axe de travail est la mise en place d’outil d’aide à la décision pour accompagner les démarches d’aménagement du territoire.

Les programmes de recherche

N'Lab met actuellement en œuvre 5 programmes de recherche dans un ou plusieurs pays d’intervention de l’association. Ces programmes sont portés par les chercheurs de l’association et des doctorats dans chacun des pays.

Suivi et Simulation de la Déforestation

L’objectif de ce programme est de développer un système de suivi et d’alerte de la déforestation, à court et moyen terme. La finalité est de proposer un outil de suivi permettant d’étudier et de comprendre les dynamiques actuelles et futures sur la zone définie et de pouvoir intervenir sur les zones les plus sensibles. Ce programme utilise l’état de l’art des données et outils de télédétection et est essentiellement mené à Madagascar.

Projets associés >> Talaky, BioSceneMada, Laurel, Bluemang, Mikéa

Planification territoriale pour l’amélioration de la résilience des paysages

L’objectif de ce programme est de développer un outil prototype spatialisé de simulation des changements d’usage des terres futurs, initialement développé au Mozambique, mais réplicable dans d’autres pays. Cet outil vise à évaluer les impacts environnementaux potentiels de différents scénarios (développement des infrastructures routières, intensification agricole, changement climatique, etc.) afin d’aider les Gouvernements ou collectivités locales à élaborer des plans d’aménagement du territoire.

Projets associés >> Laurel, PRM

Suivi des Systèmes Agroforestiers

Ce programme a pour objectif de développer des méthodes innovantes pour le suivi multi-échelles et multi-temporel des systèmes agroforestiers dans et autour de forêts naturelles. La finalité de ce programme est de comprendre les facteurs qui influencent les changements et de contribuer ainsi à l’amélioration de la gestion des systèmes agroforestiers et à la lutte contre les défrichements illégaux. Ce programme est actuellement développé essentiellement en Côte d’Ivoire.

Projet associé >> PRM

Modélisation des Impacts sur la Ressource en Eau

L’objectif de ce programme est d’évaluer les impacts sur la ressource en eau (quantité et qualité) des changements d’usages du sol et des prélèvements d’eau pour l’agriculture et l’adduction d’eau potable de bassins versant de petite (ex. quelques dizaines d’hectares) et moyenne taille (ex. sur plusieurs communes). La finalité est d’anticiper les impacts des aménagements déjà réalisés et réduire les conflits d’usage en cours ou à venir. Les systèmes de suivi de la ressource en eau et modélisations sont actuellement réalisés à Madagascar.

Projets associés >> Kolorano, Mahavotra 2

Caractérisation et distribution spatiale de la biodiversité

L’objectif de ce programme est de tester différentes méthodes de caractérisation et de suivi de la répartition spatiale de la biodiversité au sein de massifs forestiers tropicaux, humides ou secs. Ces méthodes utilisent et combinent des inventaires floristiques et faunistiques sur le terrain avec des approches de modélisation (modèle de distributions des espèces) et/ou de télédétection (données multi et hyperspectrale). Les tests sont réalisés sur l’ensemble des pays d’intervention de l’association.

Projets associés >> Talaky, RNGilé, Resist

Expertise

Les méthodes et outils développés ainsi que les différentes compétences des experts du N'Lab permettent d’intervenir plus ponctuellement sur les projets de l’association et auprès de partenaires. Les thématiques et études déjà réalisées sont présentées ci-dessous :

Forêt et REDD+

Evaluation des stocks de carbone dans la biomasse aérienne et le sol, des taux de déforestation/dégradation des forêts, émissions de gaz à effet de serre (GES) liées à la déforestation/dégradation, des bénéfices pour le climat, les communautés et la biodiversité des projets REDD+, etc.

Dégradation et restauration des terres

Cartographie à différentes échelles de la dégradation des terres passée, évaluation des dynamiques, des freins et des capacités de régénération d’un écosystème, etc.

Dynamique de l’occupation des terres

Cartographie de l’occupation des terres et de ses dynamiques (multi-temporel) en se basant sur le traitements d’images satellites, cartographie participative de scénarios d’utilisation des terres pour élaborer des plans d’aménagement villageois et communaux.

Analyse de la biodiversité

Analyse des facteurs naturels et anthropiques influençant la biodiversité ligneuse, cartographie d’habitats, analyse des déplacements de la faune, suivi de la biodiversité d’une aire protégée (diversité, abondance, etc.).

Gestion de la ressource en eau

Evaluation et simulation des dynamiques de la ressource en eau à l’échelle de bassins versants.

Publications scientifiques

2020

Montfort F., Bégué A., Leroux L., Blanc L., Gond V., Cambule A., Remane I., Grinand C., 2020. From land productivity trends to land degradation assessment in Mozambique: Effects of climate, human activities and stakeholder definitions. Land Degradation & Development 32, 49-50.
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Rakotovao H.N., Ramifehiarivo N., Grinand C., Razakamanarivo R.H., Abrecht A., Razafimbelo T., 2020. Effects of agroecological practices on soil organic carbon sequestration using synchronic and diachronic approaches in Madagascar. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics, 121, 1, 113-125.
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Vieilledent G., Nourtier M., Grinand C., Pedrono M., Clausen A., Rabetrano T., Rakotoarijaona J.-R., Rakotoarivelo B., Rakotomalala F. A., Rakotomalala L., Razafimpahanana A., Ralison J.M., Achard F., 2020. It’s not just poverty: unregulated global market and bad governance explain unceasing deforestation in Western Madagascar. pre-print bioRxiv.
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Grinand C., Vieilledent G., Razafimbelo T., Rakotoarijaona J.R., Nourtier M., Bernoux M., 2020. Landscape‐scale spatial modelling of deforestation, land degradation, and regeneration using machine learning tools. Land Degradation & Development 31, 1699 - 1712.
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2019

Montfort F., Bégué A., Leroux L., Grinand C., 2019. Sensitivity analysis of land productivity change calculation in Mozambique IGARSS 2019 - IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Yokohama, Japan, 1633-1636.
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2018

Vieilledent G., C. Grinand, F. A. Rakotomalala, R. Ranaivosoa, J.-R. Rakotoarijaona, T. F. Allnutt, and F. Achard, 2018. Combining global tree cover loss data with historical national forest-cover maps to look at six decades of deforestation and forest fragmentation in Madagascar. Biological Conservation. 222: 189-197.
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2017

Grinand C., Le Maire G., Vieilledent G., Razakamanarivo H., Razafimbelo T., Bernoux M., 2017. Estimating temporal changes in soil carbon stocks at ecoregional scale in Madagascar using remote-sensing. Int. Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 54, 1–14.
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Ramifehiarivo N., Brossard M., Grinand C., Andriamananjara A., Razafimbelo T., Rasolohery A., Razafimahatratra H., Seyler F., Ranaivoson N., Rabenarivo M., Albrecht A., Razafindrabe F., Razakamanarivo H., 2017. Mapping soil organic carbon on a national scale: Towards an improved and updated map of Madagascar. Geoderma, 12, 2.
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2016

Clairotte M., Grinand C., Kouakoua E., Thebault A., Saby N., Bernoux M., Barthès B., 2016. National calibration of soil organic carbon concentration using diffuse infrared reflectance spectroscopy. 276, 41-52.
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Grinand C., 2016. Suivi et modélisation des changements d’usage des terres et stocks de carbone dans les sols et les arbres dans le cadre de la REDD+ à Madagascar – Thèse de doctorat. Université de Montpellier - Montpellier SupAgro – AgroParisTech - Écologie Fonctionnelle et Sciences Agronomiques.
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Vieilledent G., Burren C., Gardi O., Grinand C., Andriamanjato M., Gardner C.J., Glass L., Camara C., Rasolohery A., Ratsimba H.R., Gond V., Rakotoarijaona J.R., 2016. Bioclimatic envelope models predict a decrease in tropical forest carbon stocks with climate change in Madagascar. Journal of Ecology.
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Rakotovao N.H., Razafimbelo T.M., Rakotosamimanana S., Randrianasolo Z., Randriamalala J.R., Albrecht A., 2016. Carbon footprint of smallholder farms in Central Madagascar: The integration of agroecological practices. Journal of cleaner production.
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2015

Rakotomala F.A., Rabenandrasana J. C., Andriambahiny J. E., Rajaonson R., Andriamalala F. , Burren C., Rakotoarijaona J.R., Parany B.L.E., Vaudry R. , Rakotoniaina S., Ranaivosoa R., Rahagalala P., Randrianary T., Grinand C., 2015. Estimation de la déforestation des forêts humides à Madagascar utilisant la classification multidates des images Landsat entre 2005, 2010 et 2013. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection.
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2013

Grinand C., Rakotomalala F., Gond V., Vaudry R., Bernoux M., Vieilledent G., 2013. Estimating deforestation in tropical humid and dry forests in Madagascar from 2000 to 2010 using multi-date Landsat. Remote Sensing of Environment.
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Vieilledent G., Grinand C., Vaudry R., 2013. Forecasting deforestation and carbon emissions in tropical developing countries facing demographic expansion: a case study in Madagascar. Ecology and Evolution.
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2012

Grinand C., Barthès B.G., Brunet D., Kouakoua E., Arrouays D., Jolivet C., Caria G., Bernoux M., 2012. Prediction of soil organic and inorganic carbone contents at national scale using mid infrared reflectance spectroscopy (MIRS). European Journal of Soil Science, 2012, 63 (2), p. 141-151.
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Asner G.P., Clark J.K., Mascaro J., Vaudry R., Chadwick K.D., Vieilledent G., Rasamoelina M., Balaji A., Kennedy-Bowdoin T., Maatoug L., Colgan M.S. and Knapp D.K., 2012. Human and environmental controls over aboveground carbon storage in Madagascar. Carbon Balance Management.
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Vieilledent G., Vaudry R., Andriamanohisoa S.F.D., Rakotonarivo O.S., Randrianasolo H., Razafindrabe H.N., Rakotoarivony C.B., Ebeling J., Rasamoelina M., 2012. A universal approach to estimate biomass and carbon stock in tropical forests using generic allometric models. Ecological applications.
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2011

Asner G.P., Mascaro J., Muller-Landau H.C., Vieilldent G., Vaudry R., Rasamoelina M., Hall J.S., van Breugel M., 2011. A universal airborne LiDAR approach for tropical forest carbon mapping. Oecologia.
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Razakamanarivo R.H., Grinand C., Razafindrakoto, M.A., Bernoux, M., Albrecht, A., 2011. Mapping organic carbon stocks in eucalyptus plantations of the central highlands of Madagascar: A multiple regression approach. Geoderma, Volume 162, 3-4, 335-346.
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Le Maire G., Marsden C., Nouvellon Y., Grinand C. Hakamada J.S., Laclau J-P., 2011. MODIS NDVI time-series allow the monitoring of Eucalyptus plantation biomass. Remote Sensing of Environment, Volume 115, Issue 10, 2624-2625.
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2009

Grinand C., Rajaonarivo A., Bernoux M., Pajot V., Brossard M., Razafimbelo T.M., Albrecht A., Le Marthret H., 2009. Estimation des stocks de carbone dans les sols de Madagascar. Etude et Gestion des Sols 16, 23-33.
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Grinand C., Arrouays D., Laroche B., Martin M.P., 2008. Extrapolating regional soil landscapes from an existing soil map: Sampling intensity, validation procedures, and integration of spatial context. Geoderma, 143, 180-190.
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