Space4IRRIG, des avancées significatives

Fidèle à la philosophie SCO, Space4IRRIG illustre la volonté de faire le lien entre les travaux de recherche et l’utilisateur final. Enseignante chercheuse au CESBIO (Centre d’Études Spatiales de la Biosphère), Valérie Demarez rappelle les origines du projet : « Le CESBIO travaille sur la thématique des surfaces irriguées depuis plusieurs années. Devant l’explosion de la demande, nous avons conclu qu’il fallait accélérer le transfert de nos travaux, déposer une thèse pour avancer sur les méthodes et faire en sorte que les territoires puissent s’adresser à un acteur comme MEOSS pour répondre à leurs besoins ».

Ainsi, dans la lignée des produits - opérationnels et disponibles - conçus dans le cadre du projet SCO MEO-Climate, la jeune entreprise MEOSS développe avec Space4IRRIG le service MEO-Irrigation. L’objectif consiste cette fois à suivre l’irrigation, principalement des grandes cultures (maïs, blé, orge, prairies), d’évaluer les surfaces totales irriguées, leur assolement (alternance de cultures sur un même terrain) et d’anticiper les besoins en eau ainsi que les tensions de ces surfaces.

« Avec Space4IRRIG, nous éprouvons l’efficacité des données satellite optique et radar appliquées aux cultures et surfaces irriguées. Notre idée initiale visait les grandes cultures, mais nos partenaires nous ayant fourni des données complémentaires, nous avons étendu nos tests aux vergers et aux vignes. Les résultats sont très encourageants et particulièrement motivants pour améliorer nos algorithmes et livrer un système complet dès l’été 2023 » félicite Virginie Dahinger, chef de projet pour MEOSS.

Un consortium et un développement typiques du SCO

Pour développer dans les meilleurs délais un service au plus proche des problématiques et des besoins du territoire, le consortium Space4IRRIG, regroupe plusieurs familles d’acteurs. Co-pilotes du projet, le CESBIO et MEOSS se sont ainsi entourés de chambres d’agriculture régionales (PACA, Occitanie) et départementales (Tarn), de gestionnaires de l’aménagement du territoire (Smavd et SCP), qui se sont mobilisés pour collecter des données in situ, ainsi que du laboratoire de recherche Tetis, du BRGM et du CNES, qui mettent à disposition des données et leurs expertises métiers.

En termes de méthodologie, Space4IRRIG s’organise selon les étapes clés préconisées par le SCO :

1. Définir le profil et les besoins des utilisateurs finaux

👉 17 entités ont été contactées pour lesquelles des réunions de présentation ont été organisées. 12 ont accepté de devenir utilisateurs testeurs du démonstrateur.

2. Éprouver la faisabilité technique

👉 Construction de deux indicateurs à partir d’images satellite Sentinel-1 (radar) et Sentinel-2 (optique) :

• Détection des parcelles irriguées et non irriguées : mis en regard avec les données de terrain collectées par les partenaires sur le territoire du bassin versant du Val de Durance (~2/3 de grandes cultures et 1/3 de prairies), les résultats du démonstrateur affichent une précision globale de 81,5% avec les seules images radar et de 86,4% en combinant images radar et optiques.

• Cartographie d’occupation du sol agricole avec classification des types de culture en combinant optique et radar : les résultats atteignent 97% de précision sur le département du Loiret, où les mesures de terrain ont été majoritairement menées sur des grandes cultures, et 87,5% de précision sur le bassin de la Durance, dont les relevés de terrain adressent des cultures plus diversifiées (grandes cultures, maraîchage, prairies, vergers et vignes).

NB : Par comparaison avec les performances de la carte d’occupation du sol OSO 2018, produite à partir de données optiques avec la chaine IOTA2 du CESBIO, ces résultats sur le Val de Durance en 2021 tendent à montrer que l’ajout des données radar permet de mieux classer les vergers (fscore : OSO : 0.52 / MEOSS : 0.74). Cela doit être confirmé par des travaux supplémentaires (autres années, autres territoires).

Au vu de ces excellents résultats, l’équipe poursuit le développement de son algorithme et mène une thèse pour s’affranchir des données terrain d’occupation du sol.

3. Développer une application web cartographique pour visualiser les indicateurs et rendre le service plus concret aux utilisateurs et clients potentiels

👉 Création du service MEO-Irrigation et de son guide d’utilisation. Pour montrer le potentiel de cet outil pour gérer la ressource en eau, MEOSS intègre, en plus des deux indicateurs ci-dessus, son outil Water Reserve (inventaire mensuel des plans d’eau), des indicateurs sur la qualité de l’eau ainsi que les volumes d’eau prélevés pour l’irrigation par forage (données déclaratives, BNPE).

Visualisation des parcelles irriguées entre 2017 et 2020 © MEOSS

Identification des types de culture et de leur état (irriguée ou non irriguée) en 2017 © MEOSS

4. Préparer le déploiement du service en vue de son industrialisation

👉 Définition en cours de l’architecture système

5. Faisabilité économique 

👉 Étude en cours des différents coûts pour définir un modèle économique viable et capable de garantir la pérennité du service.

6. Coordination avec les partenaires pour assurer le bon fonctionnement du projet

👉 CESBIO et MEOSS échangent de manière continue et organisent régulièrement des réunions techniques et de pilotage avec les autres membres du consortium.

Le projet est donc en bonne voie pour livrer un système opérationnel à la date prévue, soit juillet 2023.  D’ici là, MEOSS présentera une démonstration de ces services à la Trimestrielle du 22 juin 2023 (abonnez-vous à la newsletter Spirit of SCO pour ne pas manquer l’ouverture des inscriptions).