L’eau agricole, un enjeu sociétal

Plan de travail 1
300m
34%

L’Inde : 1,3 milliards de citoyens sur 3,3 millions de km2. Occupant environ 60% de la surface nationale, l’agriculture réquisitionne 80% des ressources en eau du pays, essentiellement souterraines. Alors que les sécheresses s’intensifient, la surconsommation hydrique est telle que les réserves ont dépassé le seuil de renouvellement dans plusieurs états. Source de discorde mais aussi gouffre financier pour les assurances, le déficit d’eau est un véritable drame pour les agriculteurs. Face au problème, le gouvernement indien crée des réservoirs supplémentaires et recherche des actions capables de minimiser le manque d’eau, ou de s’y adapter. Il renforce notamment sa coopération avec la France afin de développer des outils spatiaux capables d’éclairer ses choix et décisions.

« L’Inde du Sud a l’un des taux de stress hydrique les plus élevés, les eaux souterraines sont hautement surexploitées »

Prof. Muddu Sekhar - IISc, India

La sécheresse, une menace grandissante

Le phénomène de sécheresses récurrentes n’est pas propre à l’Inde. De nombreux pays vont devoir se doter d’outils pour les anticiper et gérer leurs ressources en eau.

3 satellites pour une lutte à 3 échelles

En s’adaptant à l’échelle requise, les solutions satellite apportent un complément d’information quantitatif, essentiel à une bonne prise de décision. Des risques de sécheresse à l’échelle du pays au problème de remplissage des petites retenues agricoles locales en passant par les conflits de distribution d’eau entre régions, la solution développée par le CESBIO (Centre d’études spatiales de la biosphère) aborde la sécheresse sous le prisme de 3 satellites. Tout part de l’humidité en zone racinaire, cette quantité d’eau disponible aux racines, sur 1 à 2 mètres de profondeur. Son déficit est, de fait, un indicateur de sécheresse.

  • Le satellite SMOS (Soil moisture and ocean salinity) mesure l’humidité des 5 premiers centimètres du sol tous les 3 jours. Les algorithmes du CESBIO transforment cette donnée en humidité en zone racinaire. Observée à 40 km de résolution, cette variable permet de prédire, à l’échelle du subcontinent indien, une sécheresse agricole 1 à 2 mois à l’avance.

  • Déterminer l’emprise des sécheresses agricoles sur les régions requiert une résolution sub-kilométrique. Sensible à la rugosité des surfaces qu’il observe, le radar de Sentinel-1 identifie les moindres retenues d’eau, tous les 6 jours. D’autres algorithmes combinent ses données et celles de SMOS pour produire des cartes d’humidité du sol à 500 mètres de résolution. Les régions ont alors matière pour décider diverses actions ou procéder à une répartition équitable de l’eau disponible.

     

     » Liée à des enjeux économiques et sociétaux majeurs, la gestion des risques de catastrophes liés aux ressources en eau est une priorité absolue pour l’État du Karnataka.  » 

    Centre de surveillance des catastrophes de l’État du Karnataka

  • À l’échelle locale, la dynamique des cultures s’observe au rythme de la mousson (Kharif) et de la saison sèche (Rabi). Fusion des observations de Sentinel-1 et 2 à 10 m de résolution, le suivi saisonnier corrèle l’état des ressources hydro-agricoles (retenues d’eau pluviale) avec la nature et le stade de croissance des cultures. Dès lors, il devient possible d’évaluer en temps quasi réel l’évolution des besoins en eau agricole à l’échelle locale.

Un levier spatial pour l’avenir

La grande force des satellites est cette capacité à fournir un suivi spatio-temporel complet. Développés sur une région proche de Bengalore, les algorithmes du CESBIO sont aujourd’hui assez performants pour s’appliquer à l’ensemble du territoire indien. Fondée en Inde par les partenaires indiens, la start-up AAPAH Innovation utilise ces algorithmes pour développer le service web VATI, des cartes prédictives pour le suivi des ressources en eau.

Dans une collaboration spatiale franco-indienne de longue date (dont les missions Megha-Tropiques, SARAL-Altika et bientôt TRISHNA), le CNES accompagne les activités de recherche et de développement des laboratoires pour fournir des outils et des produits adaptés aux besoins locaux.

« Les données SMOS constituent l’atout nécessaire pour répondre aux besoins des clients dans les secteurs de l’assurance sur les récoltes et de la gestion de l’eau. »

Dr. Sat K.Tomer - CTO AAPAH, Hyderabad, India

« Aujourd’hui, nous remarquons la convergence d’un besoin pressant de répondre aux enjeux liés à l’utilisation de l’eau et de l’avènement de la télédétection spatiale, globalement accessible. Les agences spatiales, les laboratoires de recherche et les PME travaillent à lier les maillons de cette chaîne de valeurs pour le bénéfice de la société. »

Dr. Ahmad Al Bitar - Hydrologue au CESBIO et conseiller technique AAPAH innovation, Toulouse, France

Vers un partage équitable de l’eau

Dans le sud de l’Inde, les régions du Tamil Nadu et du Karnataka doivent partager l’eau de la Cauvery River. La sécheresse de 2012 a transformé ces voisins en rivaux de l’eau. Une telle carte de l’humidité des sols des 2 régions aurait permis aux autorités de procéder à une répartition équitable de l’eau. En Inde comme ailleurs, la connaissance de ces éléments devient indispensable à l’avenir.

Remerciements

Pilote du projet, le CESBIO a développé les algorithmes de traitement des données SMOS et Sentinel avec le support du laboratoire CEFIRSE-IRD, de l’INSU- CNRS et du CEFIRES, du NGRI et du BRGM. Les données satellite ont été fournies par le Centre Aval de Traitement des Données SMOS (CATDS) du CNES et par l’Ifremer, ainsi que par l’ESA dans le cadre des programmes Living planet et Copernicus. Les chercheurs ont été financés grâce au programme TOSCA du CNES et ESA Living Planet. Née de ces travaux, la start-up AAPAH Innovation s’est installée à Hyderabad, capitale de la région indienne de l’Andhra Pradesh.

  • Centre d’études spatiales de la Biosphère (Fance)
  • Cellule franco-indienne de recherche en sciences de l’eau (Inde)
  • Institut de recherche pour le développement (France)
  • Indian institute of science (Inde)
  • Cellule Franco-Indienne de recherche sur les eaux souterraines (Inde)
  • Bureau de Recherche Géologique et Minière (France)
  • National Geophysical Research Institute (Inde)
  • Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (France)
  • Institut national des sciences de l’Univers du Centre national de la recherche scientifique (France)
  • Centre national d’études spatiales (France)
  • Centre Aval de Traitement des données SMOS (France)
  • European space agency (Europe)
  • AAPAH innovation (Inde)

Publications scientifiques