EO4WFD
Indicateurs d'eau douce basés sur des données satellitaires à l'appui de la directive-cadre suédoise sur l'eau (Water Framework Directive)
Présentation
Contexte
La législation suédoise et européenne exige de documenter les habitats naturels. La majorité des accords internationaux, nationaux et régionaux des directives et des plans de gestion visent à protéger et à surveiller les habitats d'eau douce dans un double objectif : assurer une gestion durable de ces écosystèmes et évaluer la distribution spatiale des habitats les plus sensibles et les plus essentiels qui nécessitent une protection à long terme.
Une partie fondamentale du travail national sur les eaux douces consiste à évaluer l'état et à surveiller les changements temporels afin de garantir un état satisfaisant des masses d'eau aujourd'hui et à l'avenir. Outre les exigences nationales, il est également nécessaire d'évaluer l'état environnemental des masses d'eau conformément à la directive-cadre sur l'eau de l'UE (DCE, ou WFD Water Framework Directive), en l’occurrence sur la base d'une comparaison avec les conditions de référence tous les six ans. En outre, une exigence de surveillance opérationnelle s’impose lorsque la nécessité d'actions a été identifiée et que celles-ci sont mises en œuvre.
Compte tenu du grand nombre de lacs en Suède, ces directives représentent un engagement financier important si l'on utilise les méthodes de surveillance traditionnelles. En effet, la Suède compte environ 96 000 lacs de plus de 10 ha, dont 7 453 ont une superficie supérieure à 0,5 km2 imposant d’être surveillés conformément à la DCE. La disponibilité des données de terrain étant généralement très limitée dans le temps et dans l'espace, les techniques alternatives peuvant compléter l'échantillonnage existant sur le terrain sont du plus grand intérêt. Or, les informations sur la qualité de l'eau fournies par satellite peuvent répondre au besoin d'une meilleure résolution et spatiale et temporelle des données. Elles constituent ainsi une méthode rapide et économe en ressources pour cartographier les propriétés de l'eau douce de manière complémentaire.
La proposition EO4WFD
Sur la base de nombreuses années d'expérience acquise dans le cadre de plusieurs projets de recherche et de développement, Brockmann Geomatics Sweden AB, en collaboration avec Brockmann Consult GmbH, a élaboré un système et des outils pour la production automatisée d'informations sur la qualité de l'eau (chlorophylle, SDD*, turbidité, abondance des cyanobactéries…) à partir de données satellitaires Sentinel-2 et Sentinel-3. La production et la livraison des informations peuvent être adaptées aux besoins de l'utilisateur et être disponibles le jour même du passage du satellite. Sur cette base, Brockmann a développé un service qui fournit aujourd'hui des informations actualisées sur la qualité des eaux de baignade, la production d'eau potable et l'impact pour les bénéficiaires dans la zone côtière.
Le projet EO4FWD propose d’utiliser ce socle innovant pour répondre aux besoins de la directive sur l'eau en Suède avec des informations et indicateurs satellitaires issus des données Copernicus Sentinel-2 et Sentinel-3 mais aussi Landsat. En plus d’adapter les produits existants aux besoins de classification de l'état de l’eau douce et de définir pour quels types de lacs ils fonctionnent, il s'agit également de développer de nouveaux indicateurs, entièrement basés sur des produits satellitaires, leurs caractéristiques et leur haute résolution spatiale et temporelle.
Méthodologie
|
Les paramètres environnementaux de base issus de la télédétection, tels que la chlorophylle a et la profondeur du disque de Secchi (SDD*), peuvent être adaptés et directement liés aux paramètres utilisés pour la classification demandée par la directive sur l’eau. Ces mêmes facteurs peuvent également être considérés comme des indicateurs pour évaluer l'eutrophisation et le changement climatique, qui ont généralement un impact négatif sur la qualité des eaux de baignade et des eaux brutes, ainsi que sur les processus de production d'eau potable. * La profondeur du SDD désigne la profondeur à laquelle un disque n'est plus visible depuis la surface lorsqu'il est descendu dans l'eau. En donnant une indication des conditions de luminosité dans l'environnement aquatique, le SDD est également très important pour la présence et la répartition de la faune et de la flore et, de ce fait, étroitement lié aux études de recherche écologique. En outre, plusieurs paramètres satellitaires, tels que la présence de cyanobactéries et la turbidité, pourraient constituer la base d'un nouveau développement d'indicateurs tels que les facteurs de qualité biologique "phytoplancton" et "poisson". Les informations et indicateurs satellitaires pourraient également contribuer à la modélisation de relations naturelles complexes, à l'interprétation des mesures existantes dont la distribution spatiale est limitée et à une meilleure compréhension des variations saisonnières et interannuelles d'un certain nombre de paramètres importants. |
Les indicateurs sont un moyen de simplifier une réalité complexe dans le but de rendre visibles les facteurs clés qui, notamment dans le domaine de l'agriculture, affectent une masse d'eau et son équilibre en nutriments. Si un indicateur ne peut expliquer tout le problème à lui seul, un objectif important des indicateurs dans ce contexte est de fournir des informations objectives sur les changements en cours et d'évaluer les mesures mises en place pour améliorer l'état des eaux. Plus faciles à interpréter que des données complexes, les indicateurs constituent ainsi un outil fondamental pour analyser les changements et les tendances dans l'environnement. |
Les lacs étudiés sont des sources d'eau potable qui approvisionnent plus de 3,5 millions de personnes, un nombre en constante augmentation. Nous dépendons d'une eau propre et à cet égard, le bénéfice sociétal des informations satellitaires pour la surveillance de l'eau douce est très élevé.
Site(s) d'application
Centre-sud de la Suède : lacs Mälaren, Hjälmaren, Vänern et Vättern.
Données
Satellite
- Copernicus Sentinel-2 et Sentinel-3 pour la génération de produits sur la qualité de l'eau
- Landsat pour les produits sur la température.
Autres
Données in situ sur la qualité de l'eau pour la validation
Résultats - Produit(s) final(aux)
Produits d'information validés sur la qualité de l'eau (concentration de chlorophylle, présence de cyanobactéries, particules en suspension, turbidité, transparence et absorption de matière organique dissoute colorée CDOM) pour toutes les masses d'eau des lacs Mälaren, Hjälmaren, Vänern et Vättern.
