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Améliorer la prévision des débits fluviaux dans les bassins transfrontaliers

par Frédéric Magné - publié le , mis à jour le

Deux des plus grands fleuves d’Asie, le Gange et le Brahmapoutre, traversent pas moins de cinq pays différents avant de se rejoindre au Bangladesh. Or, l’absence d’échange en temps réel de mesures in situ du débit de ces fleuves avec les pays amonts limite la capacité de prévision des hauteurs d’eau au Bangladesh à trois jours. Des hydrologues du Tennessee technological university (TTU), de l’Univesity of Houston, de l’Institute of water modeling (IWM, Dhaka) et du Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, CNES / CNRS / IRD / UPS) ont réussi à réaliser de bonnes prévisions à cinq jours en utilisant des mesures satellitaires et un modèle hydrodynamique. Ils démontrent ainsi la faisabilité d’un système pré-opérationnel de prévision des hauteurs d’eau basé sur des données d’altimétrie satellitaire, dont l’intérêt est qu’il pourrait à l’avenir être appliqué à d’autres grands bassins transfrontaliers.

La gestion des ressources en eau à l’échelle d’un bassin fluvial partagé par plusieurs pays (bassin transfrontalier) est souvent très complexe, notamment à cause du manque d’échange d’informations. Le bassin fluvial du Gange/Brahmapoutre en est une illustration concrète. Ce bassin est en effet partagé par six pays, dont le plus en aval est le Bangladesh qui occupe le delta du Gange et du Brahmapoutre. Par conséquent, près de 90 % du débit total des fleuves traversant ce pays provient non pas des précipitations locales mais des apports fluviaux des pays situés en amont. Cependant, aucun échange de mesures n’existant en temps réel entre l’Inde, pays localisé directement en amont du Bangladesh, et le Bangladesh lui-même, ce dernier ne peut faire de prévisions à plus de trois jours du niveau des fleuves au centre et au sud du pays. Or, une telle fenêtre de prévision n’est pas totalement satisfaisante pour aider à la gestion des ressources agricoles ou évacuer préventivement les populations menacées d’inondation. Des instruments existent, les altimètres satellitaires, qui fournissent à intervalle de temps régulier (de 10 à 30 jours en fonction de l’orbite du satellite) des mesures des cotes d’eau à la verticale des satellites et dont les données sont utilisées depuis plusieurs années pour fournir a posteriori des séries temporelles du niveau des fleuves. Cependant, elles n’ont encore jamais été intégrées dans un système opérationnel de prévision hydrologique.


Localisation des mesures de cote d’eau du satellite Jason-2 (points rouges) utilisées pour prévoir les hauteurs d’eau et anticiper les inondations au Bangladesh.


Une équipe de scientifiques américains, bangladais et français (LEGOS) a décidé de se pencher sur la question suivante : est-il possible d’élargir la fenêtre de prévision du débit des fleuves au Bangladesh en ayant recours aux données d’altimétrie satellitaire ?
Pour ce faire, ils ont développé un démonstrateur d’un système opérationnel de prévision, basé sur les données du satellite altimétrique Jason-2 et sur le modèle hydrodynamique HEC-RAS. Les comparaisons réalisées entre d’une part les données fournies par ce démonstrateur et d’autre part des mesures de terrain et des sorties de modèle montrent que les prévisions à cinq jours de ce démonstrateur ont une bonne précision de l’ordre de 0,5 à 1,5 m sur les principaux fleuves bangladais (estuaire inclus).

Ce système de prévision est désormais utilisé de façon complètement autonome par l’IWM au Bangladesh, qui compare actuellement les prévisions qu’il fournit sur 5 à 8 jours aux mesures in situ, afin d’évaluer leur précision. Cette dernière étape est cruciale avant de pouvoir envisager une utilisation opérationnelle de ce système.


 Référence :  

"Proof of concept of an operational altimeter-based forecasting system for transboundary flow", Hossain, F., Siddique-E-Akbor, A. H. M., Mazumdar, L. C., Shah Newaz, S. M., Biancamaria, S., Lee, H., Shum, C. K., IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.,2013

Contacts chercheur

Sylvain Biancamaria
LEGOS/OMP
Tél : 05 61 33 29 15
Mél : sylvain.biancamaria@legos.obs-mip.fr