EO4AgriWater

Observation de la Terre pour la surveillance des eaux agricoles (Earth Observation for Agricultural Water monitoring)

Présentation

Contexte

Les sécheresses récemment connues ont mis en évidence les conséquences dramatiques de la diminution des précipitations et de l'insuffisance des ressources en eau. En France métropolitaine, de nombreux départements ont été confrontés à des arrêtés de restriction d'irrigation, obligeant les agriculteurs à réduire ou à cesser complètement l'irrigation de leurs cultures. En Nouvelle-Calédonie, les sécheresses prolongées ont également entraîné une diminution significative des ressources en eau, affectant gravement les activités agricoles. Face à ces défis, il est impératif de disposer d'informations précises et de moyens efficaces pour une gestion intégrée de l'eau d'irrigation. Le développement d'outils innovants basés sur l'imagerie satellite et la technologie de pointe offre des possibilités prometteuses.

L'identification précise des parcelles agricoles irriguées à partir de données satellitaires permet aux autorités compétentes de mieux évaluer la demande en eau et de mettre en place des mesures appropriées. La surveillance spatiale de la sécheresse végétale des cultures est quant à elle essentielle pour détecter les signes de stress hydrique et prendre des mesures préventives pour minimiser et quantifier les pertes agricoles. De plus, la disponibilité en eau dans les réservoirs, évaluée à partir d’observations de la Terre, est un indicateur clé pour planifier efficacement l'approvisionnement en eau d'irrigation et éviter les pénuries.

Le projet

Dans le cadre du projet EO4AgriWater, l’entreprise toulousaine MEOSS et l’entreprise calédonienne INSIGHTs’associent pour capitaliser et approfondir leurs travaux de R&D sur les thématiques de l’eau et de l’agriculture, réalisés lors de leurs précédents projets labellisés Space for Climate Observatory. Ces projets ont permis de développer des outils opérationnels en France métropolitaine ou en Nouvelle-Calédonie sur le suivi de la sécheresse végétale des cultures (EO4DM, INSIGHT), le suivi des plans d’eau (MEO-Climate, MEOSS) et l’identification des cultures irriguées (Space4Irrig, MEOSS).

EO4AgriWater a ainsi pour objectifs de confirmer la robustesse des modèles développés lors des précédents projets SCO (nouveaux sites d’expérimentation), de tester leur transférabilité sur d’autres territoires (de la Nouvelle-Calédonie à la France et inversement) et surtout de faire une analyse conjointe de l’ensemble des résultats pour fournir un indicateur de synthèse (sécheresse/irrigation/eau).

Pour atteindre ces objectifs ambitieux, MEOSS et INSIGHT s’entourent de plusieurs partenaires clés, issus du monde agricole en France métropolitaine (Chambres d’Agriculture du Gers et de l’Alsace) et en Nouvelle-Calédonie (Chambre d’Agriculture et de la Pêche N-C, Agence Rurale), pour apporter une expertise métier. Des experts scientifiques (UMR CESBIO et UMR Espace-Dev/IRD) participent au consortium pour valider les approches méthodologiques et les résultats.

Méthodologie

Le déroulement du projet se décompose en « Work Packages » (WP) aboutissant à la mise au point d’un outil d’aide à la décision sur les territoires d’expérimentation.  Le contenu des six WP est le suivant :   

• WP1 : Lien avec les utilisateurs finaux​

Définir les profils utilisateurs et leurs besoins, valider les outils d’aide à la décision produits lors d’une phase de test utilisateur.

• WP2 : Indicateurs de sécheresse végétale

Localiser et suivre les tendances de sécheresse végétale à partir de données satellitaires

• WP3 : Indicateurs d’irrigation et de caractérisation

Identifier les parcelles irriguées et caractériser les types de cultures à partir de données satellitaires

• WP4 : Indicateurs de suivi des plans d’eau

Identifier et suivre les évolutions surfaciques des plans d’eau à partir de données satellitaires

• WP5 : Outil d’aide à la décision

Coconstruire avec les partenaires des indicateurs de synthèse, d’interprétation plus facile pour accompagner la prise de décision, et développer un démonstrateur (plateforme web-cartographique).

• WP6 : Coordination avec les partenaires

Assurer le bon déroulement du projet

Site(s) d’application

• Département du Gers, France
• Département de l’Alsace, France
• Nouvelle-Calédonie

Données

Satellite

• Copernicus Sentinel-1 (radar)
• Copernicus Sentinel-2 (optique)
• Landsat-9 (optique + thermique)
• MODIS (thermique)
• ASCAT (micro-ondes)

Autres

• Indicateurs de sécheresse et données agro-météorologiques issues du réseau d'observations de Météo-France Nouvelle-Calédonie
• Produits globaux issus de modèles de prévisions sub-saisonnières et saisonnières des systèmes de Météo-France et du ECMWF (ERA5Land)
• Relevés in situ fournis par les partenaires

Résultats – Produit(s) final(aux)

Le produit final se présentera sous la forme d’une plateforme Web-cartographique simplifiée, claire et actualisée afin de permettre une utilisation non experte des informations issues de l’imagerie spatiale. Les utilisateurs auront la possibilité de sélectionner et voir s’afficher les indicateurs cartographiques suivants :

• Identification des cultures irriguées,
• Suivi des sécheresses végétales,
• Indentification et suivi surfacique des réservoirs d’eau,
• Indicateur de synthèse, réel outil d’aide à la décision, issu de l’analyse conjointe en réponse aux besoins utilisateurs.

Dans le cadre du projet, un ensemble de livrables sera produit, correspondant à chaque Work Package :

• LWP1 – Rapport descriptif des principaux profils utilisateurs et bilan de la phase de test
• LWP2 – Rapport de production sur la sécheresse en France Métropolitaine et Nouvelle-Calédonie présentant la méthode et les résultats
• LWP3 – Rapport de production sur l’irrigation et sa caractérisation en France Métropolitaine et Nouvelle-Calédonie présentant la méthode et les résultats
• LWP4 – Rapport de production sur le suivi des plans d’eau en France Métropolitaine et Nouvelle-Calédonie présentant la méthode et les résultats
• LWP5 – Outil d’aide à la décision (co-construction, rapport de production et plateforme web-cartographique)
• LWP6 – Planches de la réunion et rapports d’avancement

Projet(s) lié(s)

• MEO-Climate, piloté par MEOSS et labellisé SCO en 2020. Ce projet a notamment permis de développer l’outil MEO-WaterReserve, dédié à l’identification et au suivi surfacique des plans d’eau à partir d’images satellitaires. A destination des gestionnaires de territoire et à la planification, MEO-WaterReserve a permis au partenaire du projet d’améliorer sa connaissance sur les niveaux d’utilisation des retenues collinaires.

• EO4DroughtMonitoring, piloté par INSIGHT et labellisé SCO en 2021. Ce projet a permis de développer un outil d’aide à la décision pour les institutionnels et à la gestion pour le secteur agricole. Le système est capable d’évaluer l’intensité des épisodes de sécheresse, d’estimer leur sévérité par analogie à un état de référence historique et, couplé à des données actuelles, de fournir une indication de la trajectoire future plausible d’une saison hydrologique.

• Space4Irrig, piloté par l’UMR CESBIO et MEOSS, et labellisé SCO en 2021. Ce projet a permis de développer des méthodes d’identification des cultures irriguées et l’outil d’aide à la décision MEO-Irrigation, à destination des gestionnaires de l’eau. L’outil cartographique regroupe plusieurs indicateurs permettant d’améliorer la connaissance et d’identifier des stratégies de gestion de la ressource eau efficaces pour l’avenir.