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Accueil > Les numéros > DocSciences 6 : L’espace pour gérer la Terre

Les défis de la gestion de l’eau

De nouvelles techniques spatiales permettent d’accéder à des paramètres clés en hydrologie continentale. Elles contribuent à mesurer les variations du niveau et du volume d’eau des rivières, lacs et plaines et à calculer l’humidité des sols et les stocks d’eau souterraine.

MISSION GRACE

Lancée en mars 2002, la mission de gravimétrie spatiale Grace, développée par la Nasa et le DLR (Agence spatiale allemande), est une grande première puisque, pour la première fois, une mission mesure les variations temporelles de la gravité terrestre avec une résolution temporelle de quelques jours et une résolution au sol de l’ordre de 300-400 km. Aux échelles de temps allant de quelques jours à quelques années, les variations temporelles de la gravité terrestre résultent principalement des redistributions de masses d’eau dans les enveloppes fluides superficielles de la Terre. Ainsi sur le domaine continental, Grace fournit les variations spatiotemporelles du stock d’eau total à la verticale d’une zone (eaux de surface, eaux des sols, eaux souterraines, manteau neigeux). Des séries temporelles du volume (masse) d’eau stocké dans les sols (zone racinaire, nappes souterraines, réservoirs de surface) et dans le manteau neigeux sont des paramètres de première importance pour l’inventaire et la gestion des ressources en eau à l’échelle planétaire ainsi que pour la modélisation climatique. La mission Grace 1, en orbite depuis six ans, doit perdurer jusqu’en 2010 environ. Une mission Grace « deuxième génération » avec des performances accrues (résolution au sol de 100-200 km au lieu de 300-400 km pour Grace 1) basée sur une technique de mesure de distance intersatellites par télémétrie laser, constituerait une avancée majeure pour l’étude du cycle de l’eau continental et le suivi des ressources en eau dans les nappes souterraines. Elle offrirait, en outre, une vaste gamme d’autres applications scientifiques, telles que le suivi des bilans de masse des calottes polaires et leur impact sur la hausse du niveau de la mer, le suivi des variations des masses d’eau océaniques (causées par les précipitations, l’évapotranspiration, l’apport d’eau douce à l’océan par les fleuves) et leur impact sur la circulation océanique à grande échelle, la détermination du contenu thermique de l’océan par combinaison avec les observations d’altimétrie spatiale. Enfin des applications à la Terre solide pourraient être également envisagées, comme l’étude des séismes et la dynamique interne de la Terre. Grace 2 pourrait voir le jour entre 2015 et 2020.

Étudier les paramètres hydrologiques

Les eaux continentales ont un impact majeur sur la vie terrestre, les besoins domestiques et sur le climat. Leurs variations spatiotemporelles restent cependant mal connues en raison du manque d’observations in situ. Plusieurs techniques spatiales de télédétection permettent aujourd’hui d’accéder à certains paramètres hydrologiques tels que l’humidité des sols (radar), les stocks d’eau des sols (gravimétrie), l’étendue et l’épaisseur du manteau neigeux (radiométrie), les niveaux d’eau de surface (altimétrie), avec des résolutions géographiques et temporelles variées. Ces observations, utilisées seules ou en synergie avec des mesures in situ et la modélisation hydrologique, ont des applications variées telles que l’étude du cycle continental de l’eau en réponse à la variabilité climatique et au forçage anthropique, les problèmes spécifiques liés à l’hydrodynamique des grands bassins fluviaux, la contribution des eaux continentales à la hausse du niveau des mers, et le suivi des ressources en eaux, la prédiction des crues et des sécheresses, l’agriculture, l’occupation des sols, la navigation fluviale, etc.

En savoir plus

Voir également :

Livres

  • Alsdorf, D., L.L. Fu, N. Mognard, A. Cazenave, E. Rodriguez, D. Chelton and D. Lettemaier, Measuring global oceans and terrestrial fresh water from space, EOS, Transactions, AGU, v88, n24, 2007.
  • Crétaux J-F and C. Birkett, Lake studies from satellite altimetry, Geosciences C.R., doi : 10.1016/J.cre.2006.08.002, 2006.
  • Calmant, S. and F. Seyler, Continental surface waters from satellite altimetry. Geosciences C.R. 338, 1113-1122, 2006.

Sites internet