Des drones et satellites pour mieux protéger les ressources en eau

Le 24 avril, l'Association francophone pour le savoir (ACFAS-Saskatchewan) a accueilli Mélanie Trudel, professeure au département de génie civil et génie du bâtiment de l’Université de Sherbrooke au Québec pour la dernière présentation des célébrations du 100e anniversaire de l'ACFAS nationale. L’événement en ligne avait pour thème Les changements climatiques et leur impact sur la ressource en eau et a rassemblé une dizaine de personnes.

« À titre de rappel, les activités humaines, principalement par le biais des émissions de gaz à effet de serre, ont contribué au réchauffement de la planète et ces changements ont un impact sur la ressource en eau », a démarré la professeure et chercheuse.

D’où l’importance selon cette dernière de faire le suivi de cette ressource, autant pour comprendre l’effet des changements climatiques que pour aider les populations à s’adapter.

« Avec mon équipe de recherche, on contribue au suivi des niveaux des eaux avec des drones et des satellites au Québec mais à l’échelle canadienne, donc dans les Prairies aussi », précise l’universitaire.

Selon le sixième rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) publié en mars, les changements hydrologiques dus aux changements climatiques seront majeurs.

Mélanie Trudel, professeure au département de génie civil et génie du bâtiment de l’Université de Sherbrooke au Québec Crédit : Site web de l’Université de Sherbrooke

Il y est question d’acidification des océans, d’augmentation des températures extrêmes et des précipitations extrêmes, d’un très probable recul des glaciers ainsi que de l’élévation du niveau de la mer. 

« Il va falloir s’adapter », conclut l’experte. Les précipitations devraient augmenter pour la majorité du Canada, en moyenne, bien que les précipitations estivales puissent diminuer dans certaines régions.

La disponibilité saisonnière de l’eau douce est en train de changer, entraînant un risque accru de pénuries en été.

Selon le Rapport sur le climat changeant du Canada, publié en 2019 et mis à jour en 2022, les sécheresses et les déficits d’humidité du sol devraient être plus fréquents et intenses dans le sud des Prairies canadiennes et dans l’intérieur de la Colombie-Britannique pendant l’été.

Étant donné que dans le sud de la Saskatchewan la majorité des activités écologiques et économiques utilisent presque la totalité de l’eau disponible, cela rend le secteur particulièrement vulnérable aux variations en eau.

De nouvelles technologies

« L’un des moyens pour s’adapter est de mieux suivre les débits et niveaux d’eau avec des drones et les satellites », avance Mélanie Trudel.

La vélocimétrie par images de particules à grande échelle est l’une des méthodes utilisées par la chercheuse et son équipe. « C’est une méthode sans contact à l’aide des images d’un drone qui permet de mesurer le débit en rivière », explique-t-elle. La précision et l’exactitude de ces mesures sont présentement à l’analyse.

Les drones et satellites font partie de la télédétection, un outil permettant de suivre plusieurs variables hydrologiques et hydrauliques sur de grands territoires souvent inaccessibles.

Parmi les satellites récemment mis en orbite, le satellite SWOT (Surface Water Ocean Topography), de la NASA, sera le premier à fournir des renseignements sur les niveaux d’eau et les débits des plus petits lacs et des rivières. Celui-ci apportera donc un nouveau regard sur la ressource en eau partout dans le monde.

Le satellite SWOT est issu d’une collaboration entre la NASA, le Centre national d’études spatiales de France et l’Agence spatiale du Canada. Crédit : Site web de l'Agence spatiale du Canada

« Ce satellite permettra d’avoir des données pour 90 % des eaux de la surface de la Terre », se réjouit Mélanie Trudel. Des données qui aideront les chercheurs à se pencher sur les enjeux des changements climatiques et la gestion des eaux canadiennes.

« C’est un défi de développer le concept d’un nouveau satellite, confie la professeure, il faut beaucoup de patience. J’y travaille depuis 2015, mais j’ai des collègues qui sont sur le projet depuis 2002. Il se passe environ 20 ans entre l’idée et le moment où les premières données sont acquises. »

L’équipe de Mélanie Trudel, qui travaille en collaboration avec Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), conçoit de nouvelles méthodes d’intégration des futures données du satellite SWOT dans ses modèles et méthodes déjà existantes de gestion des ressources en eau.

Anne Leis, secrétaire de l'ACFAS-Saskatchewan et chercheuse à l'Université de la Saskatchewan en santé publique et épidémiologie Crédit : Capture écran

« Les données du satellite sont essentielles car on ne peut pas mettre des drones partout », dit-elle. Quelque 2 500 endroits névralgiques sur des lacs et rivières au Canada sont présentement sous surveillance par le ministère fédéral. Le satellite SWOT permettra une couverture à des endroits où peu de données sont colligées, notamment dans le Nord canadien.