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Déterminer depuis l'espace la partie cachée des apports d'eau aux rivières

Image du mois - décembre 2018

Estimation du débit (en gris), estimation de référence du débit de base (en noir) et deux estimations Swot, selon le nombre de revisites (en rouge et en bleu). Même dans le cas d'une seule mesure sur 21 jours, l'estimation Swot est proche de celle de référence (Crédits Mines ParisTech)
Bassin de la Seine (France)
Revisites de Swot prévues sur le bassin de la Seine.
Apports d'eau pour le débit des rivières (Crédits Mines ParisTech)
Composants du débit - débit de base et débit rapide (Crédits Mines ParisTech)

La pluie n'est pas la seule source d'eau des rivières, que ce soit par précipitation directe ou par ruissellement. Le débit de base, c'est-à-dire le débit de la rivière sans pluie, représente le débit minimal qu'une rivière peut avoir. Elle provient des eaux souterraines comme des écoulements retardé (p. ex., la fonte des neiges). Sa quantification est primordiale pour évaluer l'impact des stress climatiques et anthropiques sur la disponibilité des ressources en eau ; elle est également importante dans la formation de zones d'eau froide qui servent de refuges thermiques froids à certaines espèces de poissons. Cette quantité est cependant difficile à mesurer directement, et seulement possible in situ. Mais le débit de base peut être estimé à partir du débit total de la rivière, ou même à l'échelle du bassin. Comme le débit est l'un des résultats attendus de Swot pour les cours d'eau de plus de 50 à 100 m de largeur - non une mesure directe du satellte, mais un calcul utilisant des modèles et les hauteurs d'eau de surface qui seront des mesures effectives de Swot -, nous pouvons espérer être en mesure de surveiller en continu le débit de base à l'échelle mondiale et à l'échelle des bassins en utilisant des données Swot.

Mais ces mesures seront-elles assez fréquentes pour qu'une telle estimation soit intéressante ? L'échantillonage des bassins hydrographiques sera-t-il suffisant ? Un test a été réalisé sur le bassin de la Seine en France, en utilisant des séries temporelles de débits simulées à un pas de temps journalier par un modèle hydrologique-hydrogéologique couplé pour obtenir les estimations de débit de base de référence. L'échantillonnage Swot, même si l'on considère le cas le plus défavorable d'une seule mesure tous les 21 jours, semble extraire assez bien le débit de base ; il peut manquer des pics d'amplitude et de fréquence élevés et des variations importantes, mais ceux-ci font surtout partie du ruissellement rapide.

Un large éventail d'applications nouvelles est en cours de développement, trois ans avant le lancement de Swot, pour que tout et tous soient prêts lorsque les mesures seront disponibles. Des équipes du monde entier y travaillent et se réunissent plusieurs fois par an pour échanger et suivre leurs progrès.

Voir aussi :

Références :

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