Un nouvel algorithme de télédétection nous rapproche un peu plus de pouvoir mesurer directement l’humidité du sol
La région méditerranéenne est l’une des zones les plus sensibles au changement climatique. L’augmentation des températures réduira les ressources en eau, la hausse des pluies compromettra l’irrigation potentielle et les plans d’expansion, et augmentera la concurrence et les conflits concernant les ressources en eau limitées. D’autre part, les évaluations des performances d’irrigation à l’échelle des parcelles montrent un déséquilibre entre les exigences d’irrigation et la quantité d’eau d’irrigation réellement utilisée. L’irrigation excessive des cultures comporte une augmentation de l’utilisation d’eau et des polluants exportés, tandis que le manque d’irrigation entraîne une réduction des rendements des cultures. Le projet REC, financé par l’UE, a proposé «une solution de pointe au besoin d’humidité du sol dans la zone racinaire à l’échelle des parcelles pour la gestion de l’irrigation en développant un algorithme opérationnel et innovant», explique la Dre Maria Jose Escorihuela, coordinatrice du projet. Pour la première fois, cet algorithme calcule le calendrier et la quantité d’irrigation tout au long d’une saison agricole. «Le suivi de l’irrigation est essentiel pour gérer de manière efficace les ressources en eau dans les régions arides et semi-arides.»
Les méthodologies de télédétection et les données satellitaires pour améliorer la gestion de l’irrigation des cultures
L’équipe de REC a mené ses efforts de recherche à l’aide des observations de télédétection obtenues, entre autres, par les satellites Soil Moisture Ocean Salinity, Sentinel 1, 2 et 3 et Landsat. Le projet a validé les résultats dans une zone à système d’irrigation moderne à Segarra-Garrigues, en Espagne, et dans un périmètre irrigué de la plaine du Haouz au Maroc, une partie du bassin du Tensift. «L’idée fondamentale consiste à calculer une première estimation sur l’humidité du sol dans la zone racinaire, à assimiler ces observations dans un modèle qui simule les flux hydriques des cultures pendant toute la saison et à récupérer l’irrigation sous forme de différence entre les estimations quotidiennes de l’humidité du sol dans la zone racinaire», explique le Dr Olivier Merlin, chercheur du projet. Le modèle est très efficace pour les quantités d’irrigation accumulées de manière saisonnière (y compris les inondations et le système goutte à goutte), présentant une corrélation de 0,9 et une erreur de 40 mm; tandis que des erreurs acceptables (0,5 et 30 mm) sont obtenues pour les irrigations accumulées en deux semaines. L’humidité quotidienne du sol dans la zone racinaire et l’évapotranspiration, soit le retour de la vapeur d’eau à l’atmosphère par évaporation des surfaces terrestres et aquatiques, simulées à partir des irrigations récupérées sont très proches de celles calculées par les irrigations réelles. Les recherches prouvent l’utilité des données satellitaires dans le calcul de l’irrigation et, par conséquent, dans une meilleure fermeture du bilan hydrologique dans les zones agricoles. Elles montrent également que des améliorations significatives sont à attendre, dans un délai journalier à hebdomadaire, en réduisant la période de réexamen des données de télédétection.
Des approches innovantes répondent aux besoins en matière de gestion de l’irrigation
En outre, les partenaires du projet ont développé de nouvelles méthodologies et amélioré les approches actuelles pour calculer l’humidité de la surface du sol. Des informations de télédétection à haute résolution sur l’humidité de la surface du sol peuvent désormais être obtenues tous les trois jours, quelles que soient les conditions météorologiques. Les expériences approfondies sur le terrain ont totalement validé l’humidité du sol et les flux hydriques couvrant un vaste éventail de contextes d’irrigation et d’humidité du sol. «REC a fournit les conditions pour progresser dans la mesure par télédétection de l’humidité du sol dans la zone racinaire de manière quotidienne et à l’échelle des parcelles agricoles pour la gestion de l’irrigation des cultures», conclut la Dre Escorihuela. «En conséquence, le projet a jeté les bases d’un système complet de gestion de l’irrigation fondé sur la télédétection qui améliore la fiabilité des décisions impliquant le rendement hydraulique d’une irrigation en agriculture.» Ces recherches ont été menées avec le soutien du programme Marie Curie.
Mots‑clés
REC, humidité du sol, culture, gestion de l’irrigation, humidité du sol dans la zone racinaire, agriculture, algorithme de télédétection
