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Jeudi 15 Octobre - Apport des techniques spatiales pour le suivi des lacs, des rivières et des plaines d’indondations.

by SEMSOU last modified Sep 01, 2015 06:55 PM
When Oct 15, 2015
from 11:00 AM to 12:00 PM
Where Salle Lyot
Attendees Jean-François Crétaux, CNES/Legos, PI de la mission SWOT
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Jean-François Crétaux, CNES/Legos, PI de la mission SWOT

Titre: Apport des techniques spatiales pour le suivi des lacs, des rivières et des plaines d’indondations.

Résumé: Les eaux continentales ont un impact majeur sur la vie terrestre et les besoins domestiques. Elles jouent également un rôle important dans la variabilité climatique. Près de 73% de la demande mondiale en eau est fournie par l’eau de surface (rivières, lacs et réservoirs artificiels) et 19% par l’eau souterraine. Le reste provenant du retraitement de l’eau usée, de la désalinisation de l’eau de mer, … (UNESCO, 2009). Il est donc très important d'un point de vu sociétal d'estimer les stocks d’eau contenus dans les grands bassins et leur dynamique spatio-temporelle.

Cependant les réseaux sol de suivi du niveau des lacs et des fleuves présentent aujourd’hui une situation très disparate selon les régions du globe. Dans beaucoup de régions, soit parce qu’elles sont peu accessibles, soit parce que les pays où ces lacs et fleuves se situent sont dans une situation économique difficile ne leur permettant plus d’entretenir des moyens existants, ou ne disposent plus de réseaux de mesure fiables et pérennes.

Depuis quelques années, les techniques spatiales de télédétection sont utilisées pour l'étude des variations des masses d'eau dans les grands bassins fluviaux à des échelles de temps allant de quelques mois à plusieurs décades. Les avantages des systèmes satellitaires sont bien connus :

  • Couverture quasi-mondiale.

  • Bonne caractérisation des instruments et bonne homogénéité spatiale et temporelle des jeux de données.

  • Bon archivage des données passées.

  • Assez bonne garantie (liée aux missions principales de ces systèmes) sur la continuité des mesures et pérennité des données, quelles que soient les évolutions techniques des systèmes qui les fourniront dans le futur.

 

Aujourd’hui, les techniques spatiales telles que l’altimétrie radar (Topex / Poseidon, Jason1/2, ERS 1/2, ENVISAT, GFO, Saral/Altika) l’imagerie multi spectrale (visible, IR, Radar), la gravimétrie spatiale (mission GRACE) et la radiométrie micro-onde permettent d’accéder à des paramètres clés en hydrologie continentale (ex. Niveau d’eau des fleuves et lacs, stock d’eau dans les bassins versants, extension des eaux de surface, épaisseur du manteau neigeux, etc.). Utilisées en synergie, ces observations permettent d’accéder à des produits dérivés tels que les eaux souterraines, les volumes d’eau des lacs et des plaines inondées, les débits des fleuves, etc. En association avec des mesures in situ disponibles et la modélisation, elles ont de multiples applications : étude du bilan d’eau dans les bassins versants, lien avec le climat régional et ses forçages, etc. En résumé, l’utilisation en synergie d’observations in situ et spatiales d'un certain nombre de paramètres hydrologiques et la modélisation doit permettre d’aborder plusieurs questions fondamentales liées au cycle de l’eau continental :

  • à la physique des processus de petite échelle,

  • aux problèmes spécifiques à l’hydrodynamique des bassins fluviaux,

  • aux questions relatives aux impacts des changements climatiques sur les ressources en eaux.

Par ailleurs la décade en cours est marquée par de nombreux projets spatiaux, expérimentaux ou opérationnels, qui auront une très grande utilité pour l’hydrologie. Dans le domaine de l’altimétrie radar, l’altimètre en bande Ka, Saral/AltiKa a été lancée en février 2013. Suivront en août 2015 la mission Jason-3 (famille des satellites Topex/Poseidon, Jason) puis en 2016/2017 les missions de l’agence spatiale européenne, Sentinel-3A et Sentinel-3B (altimètres fonctionnant en mode SAR attendus) et en 2018 la mission Jason-CS. Une mission d’altimétrie lidar devrait aussi être lancée par la NASA et le DLR en 2016 faisant suite à IceSat-1 qui a brillé par une très grande précision de mesures de niveau d’eau sur les continents. Dans le domaine de l’imagerie satellitaire, la mission LDCM (série Landsat de la Nasa) a été lancée en février 2013. La mission Sentinel-2 est également très prometteuse, ainsi qu’en moyenne résolution l’imageur multi spectral sur Sentinel-3.

Pour finir, la mission franco-américaine SWOT doit être lancée en 2020. Elle embarquera un interféromètre en bande Ka permettant une cartographie 3D des eaux continentales. Elle permettra de produire des paramètres considérés comme essentiels pour le suivi des impacts des changements climatiques sur les ressources en eaux de la planète, tels que les stocks d’eau et leur variations contenus dans les lacs et réservoirs de quelques hectares et plus, et les débits des fleuves dont la largeur est supérieure à 100 mètre. Elle permettra en outre le suivi et aidera à la modélisation de la dynamique dans les grandes plaines d’inondations.

 


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