Stock Water

Créer une surveillance mondiale de la charge des barrages hydrauliques

Projet terminéLes résultats de 110 réservoirs pour 3 ans sont disponibles sur la plateforme sco-stockwater.org, permettant des comparaisons interannuelles et le compte-rendu du bilan hydrique régional.
L'estimateur de bathymétrie à partir de DEM est publié sous licence open source : github.com/CNES/dem4water

PRÉSENTATION

La surveillance des ressources en eau, y compris les eaux de surface et souterraines, est une question vitale pour les gouvernements et les institutions publiques.  Les ressources en eau sont essentielles pour la société et l'activité économique (eau potable, irrigation, hydroélectricité, industrie, contrôle des inondations) ainsi que pour les écosystèmes naturels et aquatiques.

En général, les informations sur les stocks de réservoirs sont collectées et détenues par les gestionnaires locaux de réservoirs (publics ou privés). Les autorités régionales et nationales peuvent accéder à ces informations avec une certaine latence, qui dépend des politiques nationales de l'eau. Les autorités centrales sont alors confrontées à deux problèmes : de longues latences pour récupérer les informations sur les stocks d'eau et des informations rares ou inexistantes sur les petits réservoirs.

Le projet Stock-Water est une initiative de partenariat, ouverte à de nouveaux pays désireux de participer, qui propose une solution globale pour surveiller les volumes de stock des réservoirs en se basant sur des mesures fréquentes par satellite. Cette solution est basée sur la surveillance de la zone des réservoirs par des satellites d'imagerie (Sentinels-1 et 2). Les informations sur les volumes sont ensuite dérivées à l'aide de modèles numériques d'élévation (MNE) autour des réservoirs.

Figure 1. Analyse du MNE pour retrouver les relations élévation/superficie/volume pour chaque réservoir © ESRI/CNES

Site(s) d’application

Le partenariat Stock-Water réunit des collaborateurs de l'IRD dans les pays suivants

• Inde
• Tunisie
• Laos
• Burkina Faso
• Brésil

DONNÉES

Satellite

• Sentinel 1, Sentinel 2 pour l'imagerie des réservoirs
• DEM Copernicus issu du satellite TandemX

In-situ

• Série temporelle élévation/volume de certains réservoirs pour qualifier les estimations de volume.

RÉSULTATS - PRODUITS FINAUX

Tout au long du projet, Stockwater a fourni plusieurs résultats majeurs :

• Les méthodes proposées basées sur le DEM global (résolution de 30m) ont fourni des résultats de qualité similaire à ceux obtenus à partir du DEM régional (résolution de 5m), ce qui valide l'approche globale.
• Estimation du volume, du taux de remplissage et des surfaces en eau de 110 réservoirs répartis sur six pays pendant 3 ans
• Évaluation étendue des résultats sur différents territoires, comme l'Espagne, la France, l'Inde et le Brésil. Les résultats sur l'Andalousie et l'Occitanie ont montré des incertitudes inférieures à 8% pour les taux de remplissage et 20 et 33% respectivement pour les estimations de volume absolu par rapport aux enregistrements in situ. Les réservoirs du Brésil et de l'Inde ont donné des incertitudes plus importantes sur les taux de remplissage (comme 27% au Brésil), mais il faut aussi considérer que plus d'incohérences dans les données in situ ont été détectées dans ces régions.
• Une meilleure automatisation des différents composants de traitement, enchaînant l'estimation de la surface de l'eau, la bathymétrie du réservoir et le calcul final des séries temporelles.

Le rapport final détaillé est disponible au téléchargement dans la section Ressources ci-dessous.

Les outils disponibles

• Les résultats de 110 réservoirs pour 3 ans sont disponibles sur la plateforme sco-stockwater.org, permettant des comparaisons interannuelles et le compte-rendu du bilan hydrique régional.

• L'estimateur de bathymétrie à partir de DEM est maintenant publié sous licence open source : github.com/CNES/dem4water

Stockwater peut afficher des comparaisons interannuelles. Dans cet exemple, les volumes mesurés par radar sont présentés pour les années 2018 (rouge), 2019 (jaune) et 2020 (bleu) dans le réservoir de Ramappa (Hyderabad, Inde). © SCO/CNES

Perspectives

La surveillance mondiale nécessite une amélioration de la précision pour les plus petites masses d'eau, notamment en termes d'estimation de la superficie et de précision du MNE. Une extension de StockWater à cette fin devrait prendre en charge le développement de nouveaux algorithmes. D'autre part, les méthodes d'estimation pour les réservoirs extrêmement grands devraient également être révisées.

Références

Stock Water sur GEO Knowledge Hub du Group on Earth Observations (GEO), un référentiel numérique pérenne : https://doi.org/10.60566/tqss5-jjd77

Les actus du projet

• 17/04/2024 : L'outil Stock Water alimente le portail français de suivi et de gestion de l'eau. Lire plus dans Le SCO France aux avant-postes du futur service hydrologique national
• 03/03/2023 : StockWater est disponible pour connaître les volumes d’eau et le taux de remplissage des barrages
• 07/04/2022 : Présentation du projet Stock Water et de ses avancées lors de la 4ème Trimestrielle du SCO France sur le thème "Gestion de l’eau et vulnérabilité des territoires"