Hydrologie spatiale : l’eau sous l’œil des satellites

La télédétection satellitaire a révolutionné en quelques décennies la compréhension du cycle de l’eau sur les continents. Pourquoi et comment cette hydrologie spatiale, et les modèles numériques qu’elle alimente, permettent aujourd’hui de développer des applications précieuses pour la gestion de la ressource et la préservation des milieux aquatiques ?

Source IRD Le Mag’

Vue du ciel, l’eau n’est pas plus bleue. Mais depuis l’espace, il est possible de distinguer nombres d’informations sur le fonctionnement des fleuves qui échappaient jusqu’ici aux spécialistes. « L’arrivée des satellites d’observation de la Terre a considérablement amélioré notre appréhension du cycle de l’eau sur les continents, affirme Fabrice Papa, hydrologue, spécialiste de télédétection spatiale au LEGOS. Ils permettent d’étendre à la fois dans le temps et dans l’espace les observations pour obtenir une vue bien plus complète des phénomènes à l’œuvre. »

Observation in situ

Depuis ses débuts, la discipline scientifique qui étudie les fleuves, les bassins versants et le cycle de l’eau collecte les variables hydrologiques sur le terrain, grâce à des réseaux d’observation. Quand les conditions le permettent, les scientifiques se rendent sur place pour mesurer les niveaux d’eau des fleuves et rivières, et en déduire leur débit.

Ils relèvent d’autres paramètres liés à celui-ci, comme la bathymétrie, la vitesse de l’eau, la pente des fleuves, la section du cours d’eau (sa largeur qui peut bien sûr varier), la qualité de l’eau … Plus récemment, ils ont installé des instruments automatisés, capables de télétransmettre certaines de ces données recueillies en continu.

S’affranchir des contraintes du terrain

Mais cette approche in situ connait des limites. D’une part il est assez compliqué et coûteux en matière de logistique d’aller faire ces mesures, notamment dans les régions tropicales où coulent les grands fleuves que sont l’Amazone, le Congo, le Grange-Brahmapoutre ou le Mékong. Le maintien et l’entretien des stations automatisées est même une gageure dans ces zones souvent très difficiles d’accès une bonne partie de l’année.

Les grands bassins tropicaux, comme celui du fleuve Congo - où évolue un pousseur de barges consacré ici au transport de passagers -, si vastes et inaccessibles une partie de l’année, ne peuvent être efficacement suivis par les seules observations au sol.

© IRD - Alain Laraque

Mais en plus, les données enregistrées sur le terrain sont très ponctuelles, circonscrites aux seuls points établis du réseau d’observation et au moment où ont lieu les mesures : elles sont limitées dans leur représentativité spatiale.

Enfin, leur disponibilité pour les scientifiques se heurte parfois à des obstacles administratifs ou politiques, quand ces données représentent – à tort ou à raison – un enjeu de souveraineté nationale. De fait, certains phénomènes, comme l’étendue des immenses inondations qui peuvent se produire dans les bassins tropicaux, sont quasi impossibles à apprécier in situ avec un point de mesure.