VOQUALISE, retour de mission en Haute Casamance

L’Afrique de l’Ouest connait l’une des plus fortes croissances démographiques au monde, laissant augurer une augmentation de la consommation d’eau agricole. Dans la région de Casamance, au Sud du Sénégal, les gestionnaires sont inquiets pour l’avenir : les aménagements réalisés suffiront-ils à répondre à la demande hydroagricole, alors même que les projections climatiques dessinent un morne tableau ? Augmentation des températures et de l’évaporation, diminution des précipitations et, très probablement, modification de la qualité de l’eau… Ils ont impérativement besoin d’informations fiables pour agir et anticiper. 

Dans ce contexte, le projet SCO VOQUALISE mobilise les données satellitaires SWOT, Sentinel-2 et Landsatpour évaluer la capacité des réservoirs de Haute Casamance à satisfaire la demande hydroagricole dans les années à venir. Pour cela, il se fixe 4 objectifs :

• Fournir des estimations du bilan d’eau des réservoirs et lacs naturels ;

• Évaluer des paramètres de qualité de l’eau ;

• Caractériser les usages et les politiques publiques ;

• Étudier des scenarii d’évolution future.

Embarquons avec Manuela Grippa, pilote du projet pour le laboratoire GET, et Tristan Harmel, spécialiste en télédétection de la société Magellium, accueillis par Cheikh Faye, professeur en géographie à l’Université de Ziguinchor, et Elimane Fall, hydrologue à la Direction de la Gestion et Planification des Ressources en Eau du Sénégal, durant leur séjour au Sénégal en février 2026. L’objectif de la mission était double : réaliser des mesures et des prélèvement in situ, et échanger avec les partenaires casamançais.

Direction Niandouba, Waima, Kounkane et Confluent

Les quatre sites pilotes du projet (image © GET) : Niandouba : réservoir construit en 1999 pour les besoins agricoles, essentiellement des exploitations de bananes. Waima : lac existant (voir encadré plus bas) avec eau végétalisée, profite aux cultures de riz. Seuil Kounkane : petit barrage construit à la sortie du lac Waima. Barrage Confluent : aménagé à la jonction des rivières Kayanga (bassin de Niandouba) et Anambé (bassin du Waima), utile à diverses cultures irriguées.

Si les données in-situ sont nécessaires pour valider les résultats des algorithmes de traitement des images satellite, elles le sont tout autant dès le départ du projet : pour connaître le terrain et définir les différentes typologies d’eau, comprendre les spécificités et les pièges pour l’interprétation des pixels. Ainsi, chaque retenue d’eau a sa personnalité. « À Waima, en périphérie du lac, des éléments types algues et macrophytes vont modifier le signal satellite. Sur la rive, des plantes comme les nénuphars vont couvrir les bords du lac et gêner les masques d’eau, et donc l’estimation de la superficie et du volume » donne pour exemples Tristan Harmel.

Sur les quatre retenues d’eau pilotes, ainsi que sur quelques sites additionnels du fleuve Casamance, les mesures ont été bon train : matières en suspension, paramètres physico-chimiques, données radiométriques et « échelles limni », ces règles graduées sur lesquelles on peut lire la hauteur d’eau. Pour compléter, le projet peut compter sur ses partenaires locaux pour fournir les hauteurs d’eau antérieures dont ils disposent, et poursuivre les prélèvements d’eau à raison d’un échantillon hebdomadaire sur certains sites.

Échelle limni à Niandouba. © M. Grippa

💧 Mais arrêtons-nous un instant sur la complexité de la partie qualité de l’eau, une alchimie microscopique qu’il faut parvenir à retrouver dans les données satellitaires pour les traduire en paramètres bio géochimiques : « Il faut notamment tenir compte de l’activité biochimique des microalgues, qui peuvent être plus ou moins toxiques, mais aussi des particules minérales et des matières dissoutes qui vont modifier des paramètres comme l’éclairement et changer la couleur de l’eau » expose le spécialiste de Magellium, radiomètre en main.

▲ Tristan Harmel a réalisé les spectres radiométriques de chacun des 9 sites de prélèvements « pour mesurer la lumière qui sort de l’eau sans celle qui est réfléchie par la surface », le spectre le plus haut correspondant à l’eau la plus turbide. Il va pouvoir corréler ces informations avec les signaux satellite et les interpréter en différents paramètres de qualité de l’eau. © Magellium

Partager et commencer à transmettre

L’autre grand objectif de ce déplacement au Sénégal était l’organisation de deux sessions de formation « Télédétection et suivi des eaux de surface » dans les locaux de leurs partenaires : la DGPRE, Direction de la Gestion et de la Planification des Ressources en Eau du Sénégal - « rencontrée grâce au SCO » glisse Manuela Grippa – et l’UASZ, Université Assane Seck de Ziguinchor.

🤝 Destinés à favoriser l’appropriation des outils de télédétection par les acteurs locaux, « ces échanges, très agréables, nous ont aussi permis de mieux comprendre leurs besoins pour adapter les produits à sortir, et d’identifier les meilleures images à leur fournir pour leurs études » soulignent en chœur Manuela et Tristan.

▲ Les groupes de formation à la DGPRE à gauche, et l’UASZ à droite.

Voir l’eau depuis l’espace

Revenue en France dotée de toutes ces précieuses informations, l’équipe VOQUALISE va pouvoir accomplir de grandes avancées dans sa chaîne de traitement. 

Les travaux déjà menés montrent que :

👉 Les produits SWOT offrent de très bons résultats pour estimer les variations de hauteur d’eau des plans d’eau, à consolider.

► Comparaison de données in-situ (capteur de pression sur le réservoir de Niandouba), les produits SWOT (PIXC) et les données altimétriques issues de Sentinel-6 et ICESat-2. ©GET (thèse Felix Girard)

👉 Utilisées pour évaluer les surfaces en eau, les images optiques Sentinel-2 se révèlent également bien adaptées au suivi de la variabilité spatio-temporelle des différents paramètres liés à la qualité des eaux. Les images LandSat seront également testées.

► Paramètres de qualité de l’eau extraits des images Sentinel-2 : turbidité, concentration en chlorophylle-a et transparence. © Magellium

►  Évolution du réservoir Niandouba du 10 janvier au 14 mars 2026 grâce aux traitements (correction atmosphérique et masque d’eau) appliqués aux images Sentinel-2. © Copernicus Sentinel Imagery / Traitement Magellium

Bonus

Du fait de sa mission, l’équipe a pu demander des images PRISMA et EnMAP, deux satellites européens précurseurs pour caractériser les paramètres physico- et biogéochimiques des environnements terrestres et aquatiques. Les deux images reçues les aideront à comprendre la signature hyper-spectrale au regard des données in situ.

◀︎ Images brutes reçues de PRISMA (© ASI) à gauche et EnMAP (© DLR) à droite. Sur l’image PRISMA apparait nettement de la fumée, handicap à la télédétection, provoquée par les cultures sur brûlis, fréquentes en saison sèche comme humide.

Mystère extra-terrestre ?
Nous rappelant que la Terre est notre vaisseau spatial dans l’Univers, le lac Waima interroge : avec son élégante forme de cœur, son origine pourrait découler de l’impact d’une météorite, une hypothèse sur laquelle travaillent le GET, le CEREGE et l’UCAD (Dakar). Pour en savoir plus, c’est par ici (article L’Astronomie Afrique) et là (publication ESA car, dans ce domaine également, les satellites éclairent notre compréhension).

Une histoire en cours mais pas au long cours

Avec de premiers résultats donc très prometteurs et une mission de terrain extrêmement riche, l’équipe a du pain sur la planche et s’en réjouit ! Parmi les grandes tâches à venir :

• Comparer les données in situ aux données satellitaires ;

• Coupler les données SWOT à celles de capteurs satellites optiques (relation hauteurs, surfaces, volumes) pour remonter jusqu’à 2014 ;

• Croiser les données avec l’étude sur les plantes invasives en bordure du lac Waima actuellement menée par l’UASZ ;

• Évaluer le bilan d’eau de chaque réservoir en prenant en compte les variations de volume, précipitations et évaporation ;

• Analyser la dynamique passée, donc les bilans d’eau précédents ;

• Estimer des scenarii d’évolution future dans le contexte de changements climatiques, d’accroissement démographique et des politiques publiques agricoles.

Objectif final : début 2027, avec une plateforme web de visualisation et analyse des produit satellitaires, qui sera un outil de gestion et d’anticipation à la disposition de la DGPRE.