L’eau est une ressource essentielle partagée par les humains et les écosystèmes. Elle est stockée temporairement dans les milieux souterrains, consommée par la végétation et s’écoule vers les rivières au travers de nappes de versants. L’extension de la durée des périodes sans précipitations induit une augmentation de la fréquence et de l’intensité des sècheresses agricoles et hydrologiques, y compris en hiver, mettant sous pression les systèmes d’alimentation en eau, les schémas de gestion agricole et les efforts de restauration du bon état écologique des écosystèmes aquatiques. Cette évolution marquée depuis les années 201, d’une sévérité particulière en 2022, nécessite également d’adapter les outils de gestion, qui doivent désormais se baser sur des observations dynamiques du contenu en eau des sols à une échelle pertinente et tenant compte de l’hétérogénéité des paysages (~100m).
L’humidité du sol est une variable clé, qui exprime la réponse du milieu aux forçages météorologiques, en termes de stockage temporaire (eau disponible pour les cultures et écosystèmes) et en termes d’infiltration vers les nappes (ressources en eau, soutien des étiages). Les applications sont donc multiples :
-
Ressources en eau : sécurisation des systèmes d’alimentation en eau (sensibilité des milieux et des infrastructures aux périodes sans précipitations)
-
Protection des écosystèmes : définition des zones humides et les services écosystémiques à protéger (+qualité de l’eau).
-
Accompagnement des analyses et études d’impact, par exemple pour les Analyse Hydrologie Milieux Usages Climat (HMUC) : portrait opérationnel des ressources en eau des territoires à partir de données spatiales standardisées)
-
Agriculture : définition des stocks d’eau accessibles par la végétation, adaptation du calendrier d’épandage en fonction de l’état hydrique effectif
-
Définition du périmètre et contenu des arrêtés sécheresse
-
Evaluation des dossiers de calamité agricole
Figure 1 : carte d’humidité du sol du parcellaire du bassin du Meu-Canut, à l’Ouest de Rennes mettant en évidence la disponibilité de nouvelles données à haute résolution spatiale (échelle de la parcelle) vs l’échelle habituelle d’analyse de teneur en eau des sols (carré blanc). Ce carré blanc correspond à la grille d’analyse et de modélisation SAFRAN/SIM2 (8 km) pour l’estimation des forçages météorologiques et de teneurs en eau du sol (Soil Water Index). Noter le besoin de haute résolution spatiale pour cerner le comportement de ces systèmes hydrologiques à fine échelle.
Le projet BOSCO (https://www.spaceclimateobservatory.org/fr/bosco-bretagne) a permis de produire des cartes d’humidité du sol des 5 premiers centimètres du sol, sur l’ensemble de la Bretagne, à l’échelle de la parcelle, tous les 2-3 jours, sur la période 2017-2021. Les résolutions spatio-temporelles inédites sont possibles par l’analyse des données Sentinel-1 et Sentinel-2, développées par le centre d’expertise scientifique THEIA (https://www.theia-land.fr/ceslist/ces-humidite-du-sol-a-tres-haute-resolution-spatiale/), validées sur un vaste jeu de données au sol (~5% d’erreur).
A titre de démonstrateur, les données d’humidité du sol pour le mois d’octobre 2017 ont été publiées sur le viewer GEOSAS : https://geosas.fr/geonetwork/srv/fre/catalog.search#/metadata/d1202cfe-e41f-4a05-8799-891dc83054c0. Des produits dérivés sont en cours d’élaboration : humidité du sol intégrée sur l’épaisseur racinaire, estimation de la recharge, définition d’indices de persistance ….l’objectif de ces produits est de définir un cadre d’utilisation, et ainsi de co-construire avec les utilisateurs des produits finaux opérationnels qui répondent aux besoins d’une vaste communauté d’acteurs. Des outils de modélisation sont ainsi en cours de développement pour donner plus de « volume » aux données d’humidité de surface.
L’ambition du projet BOSCO est double : (1) Surveiller l’évolution de la teneur en eau des sols, la persistance de conditions sèches à l’échelle de la région Bretagne, avec des résolutions spatiales et temporelles pertinentes, cohérentes avec l’échelle de la gestion et des écoulements d’eau ; (2) Co-construire des outils de diagnostic, d’analyse et de services avec les acteurs et gestionnaires pour l’aide à la décision, d’appuyer les politiques publiques à l’adaptation (ressources en eau, agriculture, préservation des écosystèmes).
Humidité des sols (octobre 2017) : https://geosas.fr/geonetwork/srv/fre/catalog.search#/metadata/d1202cfe-e41f-4a05-8799-891dc83054c0
NDVI, année 2021 : https://geosas.fr/geonetwork/srv/fre/catalog.search#/metadata/362306b3-0fe0-428f-8b20-e0d5f1ab0fef
Projet BOSCO : https://www.spaceclimateobservatory.org/fr/bosco-bretagne
Contact : laurent.longuevergne@univ-rennes1.fr
