SWOT : une mission innovante dédiée à l’hydrologie continentale

Répondre aux besoins des hydrologues et des océanographes

SWOT est une mission de recherche proposée par la NASA dans le cadre du Decadal Survey de son programme d’Observation de la Terre. Le principal objectif de SWOT est de réunir les besoins des communautés hydrologiques et océanographiques en un seul satellite, avec le recueil de données océanographiques et hydrographiques inédites, à l’échelle planétaire, notamment la frange littorale et côtière. SWOT veut ainsi répondre aux enjeux et à la demande sociétale en termes de gestion de l’eau. La description de plus en plus précise du cycle de l’eau sur les terres émergées permet une meilleure prévision du climat et un contrôle affiné des ressources en eau de la planète (consommation et activités humaines telles que l’agriculture, l’urbanisation, la production d’énergie hydroélectrique…). Le suivi des ressources en eau à l’échelle planétaire est un enjeu de société majeur pour lequel les techniques spatiales ont un rôle déterminant à jouer.

La mission SWOT va permettre de mesurer les hauteurs d’eau des océans, des fleuves, lacs et zones inondées, en utilisant un nouveau concept technique : l’altimétrie interférométrique. Par rapport à l’altimétrie conventionnelle, qui fournit des données ponctuelles le long de profils espacés de plusieurs dizaines/centaines de km, l’altimétrie interférométrique à large fauchée sera capable de fournir des hauteurs d’eau de précision centimétrique, les pentes des plans d’eau et leur largeur – pour les fleuves d’une largeur supérieure à 100 m et rivières et les lacs et réservoirs de plus de 250 m2 – avec une résolution temporelle de l’ordre de la semaine. Les applications de cette mission sont vastes : prédiction des crues, gestion des eaux de surface pour la consommation, l’irrigation, la navigation fluviale, la production d’énergie hydroélectrique, la propagation des épidémies, etc. pour l’hydrologie à la circulation méso échelle pour l’océanographie.

Accompagner les acteurs de l’eau

Soutenu par le Programme Investissement Avenir, le CNES a mis en place le programme SWOT-aval afin de préparer les acteurs de l’eau à l’arrivée des futures données SWOT, mais également à les sensibiliser à l’utilisation du spatial (données Copernicus en particulier) en hydrologie. Le programme SWOT-aval suit et soutient les développements réalisés dans les différents CES Theia : occupation du sol (chaîne IOTA2 sur l’Afrique de l’Ouest) ; qualité des eaux (OBS2CO et l’estimation des flux sédimentaires combinés à SWOT) ; hauteurs d’eau (Hydroweb) ; les surfaces enneigées (chaîne LIS) ; les surfaces en eau avec le développement de la chaîne SurfWater basée sur Sentinel-1 et 2 ; et enfin l’humidité des sols avec SMOS et S1. En parallèle, le programme SWOT-aval met en place Hydroweb-NG, base d’informations spatialisés sur l’eau qui centralisera l’accès à toutes les données et produits issus du spatial en un point d’accès unique et sera intégrée à Theia.

Ces activités se font en lien avec le TOSCA, les différents laboratoires et Theia. Cette coordination et mise en valeur de l’excellence scientifique française constituent un réel succès reconnu au niveau européen et international : Hydroweb est maintenant intégré au programme Copernicus Global Land et Copernicus Climate Change Services et participe au Climate Change Service (CCI) sur les lacs ; les surfaces enneigées seront intégrées dans les couches haute résolution pan-européenne Neige et Glace du Copernicus Land Monitoring Service.

Démonstration sur le bassin du Congo

Afin de démontrer l’intérêt du spatial aux acteurs avals, un Groupe de travail sur l’hydrologie spatiale réunissant le Cnes, l’IRD, l’Irstea, l’AFD, l’OIEau, BRLi et la CNR a été créé en 2014. Le bassin du Congo a été choisi comme bassin pilote. Un accord entre les sept institutions publiques et privées a été signé à la COP22 à Marrakech permettant un accord avec la CICOS, l’agence de bassin transfrontalier du fleuve Congo. Avec le soutien de l’AFD, ces travaux permettent à la CICOS de disposer d’un Système d’Information Hydrologique opérationnel intégrant les données issues de l’altimétrie spatiale d’Hydroweb et les données in-situ. L’altimétrie spatiale s’est avérée être d’un grand intérêt également pour la mise en place de services de prévision de navigabilité et pour la détermination d’un atlas du potentiel hydroélectrique du bassin.

Les travaux du groupe de travail se focalisent maintenant sur d’autres bassins africains, tels que le Niger, le Tchad et le Sénégal, où l’altimétrie et les autres variables d’intérêt en hydrologie (occupation du sol, qualité de l’eau, surfaces en eau, etc.) seront mises en avant, en plus de l’altimétrie. 

Selma Cherchali
Cnes, SWOT et SWOT Downstream
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