En Guyane, les fleuves sont bien plus qu’un cours d’eau : ils sont à la fois une route, une ressource vitale et parfois, une menace. Cependant, surveiller ces artères naturelles relève du défi logistique. Face à l’immensité du territoire et à des configurations topographiques complexes, le projet SCO OpHySE (Observatoire Hydrologique par Satellite des Eaux de surface), initié par la société HydroMatters et soutenu par le CNES, propose une solution de rupture : l’hydrologie spatiale opérationnelle.

Au cœur de cette démarche : SAGUI_^®, une plateforme de suivi hydrologique qui exploite les données satellitaires pour produire des estimations des débits et des niveaux d’eau des fleuves. Conçu comme un démonstrateur opérationnel, cet outil constitue un premier jalon vers de nouveaux services hydrologiques basés sur les données spatiales.

Le constat de départ est sans appel. « Nous faisons face à des contraintes de mise à niveau de notre réseau d’observation des cours d’eau. Nos stations de mesure, dont certaines arrivent en fin de vie, sont situées sur des sites très éloignés et difficiles d’accès » , détaille Pascal Marras, chef de la Cellule de veille hydrologique à la Direction générale des territoires et de la mer (DGTM) à Cayenne, en Guyane.

Ainsi, en mobilisant les données satellitaires pour produire une vision globale du fonctionnement hydrologique des fleuves, la plateforme SAGUI_^® vient compléter les observations de terrain. 

Un investissement technologique

Techniquement, la plateforme repose sur une synergie entre données spatiales et modélisation. Nicolas Picot, chef de projet altimétrie au CNES ayant contribué à l'élaboration du modèle, explique : « Ce modèle opérationnel est le premier du genre. Il permet de prévoir la situation hydraulique à partir des données de pluie et altimétriques. » 

L’outil s’appuie sur plusieurs missions satellitaires, notamment Sentinel-3, Sentinel-6 et Jason-3, capables de mesurer la hauteur d’eau grâce à l’altimétrie radar et ce, quelles que soient les conditions météo. Ces mesures servent ensuite à modéliser les écoulements d’eau dans les bassins versants en intégrant des paramètres tels que la végétation et l’évapotranspiration.

Adrien Paris, chef de projet chez HydroMatters, détaille la logique poursuivie par le projet : « L’objectif est de mettre en place un démonstrateur d’hydrologie spatiale qui permette d’exploiter opérationnellement les données hydrologiques issues du spatial et de les orienter vers des applications concrètes pour les utilisateurs. »

Consolider les mesures pour un modèle fiable

Cependant, comme tout modèle scientifique, le système SAGUI_^® présente encore certaines limites. « L’application fonctionne avec des simplifications importantes pour représenter les réservoirs existants (eaux souterraines ou de surface, canopée, etc.) », explique Adrien Paris. La précision du système dépend également de la qualité et de la disponibilité des données. « La principale limitation aujourd’hui concerne la disponibilité des données spatiales et les incertitudes associées, notamment sur les volumes prévisionnels de précipitations», ajoute le chercheur.

Pour améliorer la fiabilité de ces prévisions, les observations de terrain restent indispensables. Pascal Marras insiste sur cette complémentarité : « Il faut réussir à raccrocher le terrain depuis le ciel. »

Le calage du modèle nécessite des données in situ précises, alors que le réseau actuel est fragile. La DGTM envisage d'ailleurs de densifier ses relevés hydrométriques et d’intégrer de nouveaux capteurs, notamment pour mesurer la turbidité ou la conductivité de l’eau.

Des données supplémentaires qui permettraient d’améliorer la calibration des modèles hydrologiques et d’affiner les estimations produites par la plateforme.

Fédérer pour rendre l’outil attractif et pérenne

L’un des enjeux majeurs d’OpHySE consiste désormais à transformer le démonstrateur de recherche en un service public utile et durable, alors que les projets SCO durent généralement entre 18 et 24 mois. Un défi de taille mais crucial, relève Nicolas Picot : « Nous voulons montrer que la donnée spatiale ne sert pas seulement à produire des images ou des observations scientifiques, mais qu’elle peut aussi répondre à des besoins sociétaux concrets. »

Le succès passera en outre par une plus grande attractivité de l'interface. Adrien Paris travaille actuellement sur une refonte graphique pour rendre l'usage de SAGUI_^® plus accessible pour les riverains et les usagers. Car l’objectif de la plateforme reste de répondre à des besoins concrets sur le terrain :

• Anticiper les baisses périodiques des cours d’eau (étiages) qui entravent la navigation,
• Prévoir les crues pour l'évacuation des populations,
• Surveiller la qualité de l'eau et l'accès aux robinets dans les villages isolés. 

Vers un « jumeau numérique » et une extension internationale

L’avenir d’OpHySE s’écrit déjà au-delà des frontières guyanaises. Le projet BIO-Plateaux utilise déjà ces données pour un partage transfrontalier avec le Brésil et le Suriname. Une déclinaison, OpHySE MoCha, a également été lancée au Mozambique.

À plus long terme, HydroMatters ambitionne de déployer des « jumeaux numériques » hydrologiques sur d'autres bassins européens comme le Danube ou la Garonne. 

Dans cette perspective, SAGUI_^® constitue un premier démonstrateur technologique qui ouvre la voie à de nouvelles applications de l’hydrologie spatiale. En montrant comment les données satellitaires peuvent être intégrées dans des modèles opérationnels, le projet OpHySE pose ainsi les bases de futurs services hydrologiques capables d’accompagner la gestion des ressources en eau et l’adaptation des territoires au changement climatique.