OpHySE-MoCha

Operational Hydrology from Space and modEls in the Mozambique Channel

Présentation

Basé sur la mise en œuvre opérationnelle de produits de recherche, le projet SCO OpHySE a permis la mise en place de la plateforme SAGUI de suivi et d’alerte des cours d’eau de Guyane Française, dont plusieurs cours d’eau non suivis in situ et/ou transfrontaliers. Avec OpHySE-MoCha, l’équipe projet souhaite transposer son système aux bassins versants du canal du Mozambique et fédère pour cela un consortium regroupant laboratoires (GET, LEGOS), entreprises privées (HydroMatters, Pi-Geosolutions, Magellium) ainsi que le Programme Alimentaire Mondial et Médecins sans Frontière.

• Contexte des littoraux est africains

De la Rovuma au Limpopo, les bassins versants de la côte Est-Africaine sont d’une importance majeure pour les populations. En effet, leurs apports en eau douce permettent l’essentiel de la production alimentaire (agriculture, pêche, etc.). Mais pour ces populations, concentrées sur les côtes et le long des cours d’eau, les aléas liés aux changements du cycle hydrologique de ces fleuves (augmentation des durées d’étiage et des températures, pics de crue plus marqués) sont d’autant plus nombreux et importants qu’ils peuvent s’ajouter aux aléas liés aux risques cycloniques. Dans ces régions, les risques immédiats liés aux crues fluviales (dégâts matériels et humains, maladies liées à l’eau) s’ajoutent aux risques liés à moyen terme, comme le manque d’eau, mettant en danger la capacité agricole des pays.

Au Zimbabwe, Mozambique et Tanzanie, le Programme Alimentaire Mondial (PAM) est engagé auprès des institutions nationales pour la mise en place d’actions anticipatrices basées sur l’évaluation des risques hydrologiques avec l’objectif de réduire l’impact des différents événements sur les populations. Ces actions bénéficieraient grandement de la mise à disposition, en temps quasi réel, de données d’observations hydrologiques issues du spatial car les réseaux d’observation in situ sont souvent trop peu détaillés pour un suivi régional complet.

• Objectifs

S’inspirant de celle développée dans le cadre du projet OpHySE, OpHySE-MoCha va déployer une plateforme similaire sur les bassins versants du canal du Mozambique, dont les fleuves transfrontalier Rovuma et Limpopo (respectivement à l’extrême nord et l’extrême sud de la zone). Destinée aux agences hydrométéorologiques locales ainsi qu’aux organismes de bassins, la plateforme de visualisation sera adaptée aux problématiques locales, avec notamment la mise en avant d’indicateurs adaptés définis avec les utilisateurs. Ces indicateurs devront mettre en évidence l’impact du changement climatique sur les bassins concernés tout en répondant aux problématiques qui leur sont propres.

Cela permettra en outre de prouver la capacité générique des méthodes utilisées et leur évolutivité, ouvrant ainsi des portes vers des déploiements postérieurs. Le présent projet se positionne donc comme une avancée majeure pour l’hydrologie spatiale opérationnelle dans la mesure où, à l’initiative de chercheurs et d’entreprises privées, des moyens opérationnels de suivi sont mis à la disposition de l’ensemble des communautés (chercheurs, agences opérationnelles, etc.) avec une portée humanitaire claire.

• Méthodologie

OpHySE-MoCha reprend les méthodes mises en œuvre dans le projet OpHySE et sa plateforme SAGUI, adaptées de recherches des dernières années au sein des laboratoires de l’OMP LEGOS et GET, notamment en termes de modélisation hydrologique et d’observations des cours d’eau par altimétrie satellitaire pour l’hydrologie.

👉 OpHySE présente de façon synthétique l’état des bassins versants en temps réel, en utilisant un modèle hydrologique nourri en temps réel par des précipitations par satellite (données GPM) et dont l’état est constamment amélioré par l’assimilation de données spatiales (données altimétriques Copernicus Sentinel-3 et Sentinel-6). Une première estimation des variations à venir des débits sur un horizon de cinq à dix jours est fournie. Cette estimation se base essentiellement sur des précipitations statistiques et la propagation des flux dans les bassins, et pourrait être grandement améliorée par l’utilisation de champs de précipitation prévue tels que les produits de modèles globaux (GFS, ARPEGE) ou les produits EUMETSAT sur la zone Afrique. Aussi, l’utilisation d’observations de surface inondées en différents moments du cycle hydrologique grâce aux satellite Sentinel-1&2 et la comparaison aux mêmes dates avec les hauteurs/débits observés ou produits par la plateforme permettra de créer, aux points critiques sélectionnés, des abaques qui seront utilisées comme base pour la production de cartes d’aléa.

👉 OpHySE-MoCha procèdera de façon similaire pour mettre à disposition, en temps réel, des informations hydrologiques sur les cours d’eau bordant le canal du Mozambique. Ceci inclue les fleuves Rovuma, Lurio, Meluli, Lingonha, Licungo, Bas Zambeze, Pugwe, Buzi, Sabi, et Limpopo. Cette liste de fleuves pourra être affinée en cours de projet en fonction de la disponibilité ou non de données de validation et de l’existence de problématiques propres. En plus de l’information de débits sur l’ensemble des fleuves et rivières, des indicateurs spécifiques seront mis en place en des lieux d’intérêts spéciaux identifiés avec les utilisateurs. Comme pour le projet OpHySE, l’outil se basera sur un run temps réel du modèle MGB, lequel sera alimenté avec le meilleur produit de précipitation temps réel sur la zone. Une évaluation des produits disponibles sera donc faite au préalable. Chaque nouvelle observation des satellites Copernicus Sentinel-3 et Sentinel-6 sera utilisée au travers d’un schéma d’assimilation pour corriger l’état imparfait du modèle. Les données du satellite SWOT, notamment les données du Nadir, seront également exploitées. Des prévisions à différents horizons (court et moyen terme) seront également déployées. Ces prévisions utiliseront en entrée des produits de prévision de précipitation issues de modèles globaux et/ou régionaux.

Site(s) d'application

Bassins versants bordant le canal du Mozambique, principalement au Mozambique.

Données

Satellite

La plateforme est nourrie de données spatiales diverses.
En phase de construction, le modèle hydrologique est conçu à partir de données majoritairement satellitaires (modèle de terrain, occupation des sols, réseaux de drainage, etc.).

Viennent en complément, pour la validation du modèle ou pour l’estimation des débits en temps réel, des données dynamiques telles que les précipitations, les données météorologiques et les observations de l’eau (hauteurs d’eau, surfaces inondées, etc.) issues notamment des missions Copernicus Sentinel et disponibles sur la plateforme Hydroweb.next (complétée au besoin par des données expertisées).

Autres

Les données spatiales sont complétées/validées par des données de terrain (climatologie, précipitation, débits) si ces dernières sont disponibles sur une période conjointe. Dans le cas contraire ces données pourront servir à minima, par exemple pour l’analyse de la cohérence temporelle des données obtenues depuis l’espace. Les prévisions des variables hydro-climatiques sont issues de modèles numériques.

Résultats – Produit(s) final(aux)

Plateforme de suivi et de prévision des débits sur les principaux fleuves de la côte Est Africaine bordant le canal du Mozambique, avec service d’API permettant le téléchargement des données.

Projet(s) lié(s)

SCO OpHySE