Hydrologie Spatiale
Observation de la Terre
L’hydrologie spatiale se rélève être un outil très utile pour compléter les données d’observation à l’échelle mondiale, élargissant ainsi notre vision spatio-temporelle des composantes du cycle de l’eau, ce qui s’avère particulièrement précieux dans les régions qui n’ont jamais fait l’objet d’un suivi auparavant.
Dans ce contexte, Hydro Matters participe à l’effort de recherche autour du développement, de la correction et de l’amélioration des différentes technologies et méthodes utilisées pour l’observation satellitaire de l’eau continentale et des données de précipitation.
Les précipitations
La quantification et la prévision des précipitations avec la plus grande précision possible, en particulier dans le cadre de phénomènes météorologiques ou climatiques extrêmes, revêtent une importance capitale pour la société. Cependant, on sait que les précipitations varient tant dans l’espace que dans le temps, ainsi qu’en intensité, ce qui rend leur mesure précise difficile à réaliser en utilisant uniquement des pluviomètres, qui fournissent des mesures ponctuelles et, dans de nombreux cas, ne fournissent que des relevés quotidiens. De plus, selon les régions, leur densité peut être faible, notamment en Afrique, en Amazonie, dans les régions montagneuses, au-dessus des océans et ailleurs.
Grâce aux progrès réalisés dans les techniques d’estimation des précipitations par satellite, la qualité des produits satellitaires relatifs aux précipitations s’est considérablement améliorée au cours des dernières décennies, notamment avec l’arrivée de satellites et de missions tels que la Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) et la Global Precipitation Measurement (GPM), qui ont servi de référence à une constellation plus large de satellites partenaires issus de diverses agences internationales, notamment la NASA et l’ESA, entre autres. Cet effort international conjoint, toujours en cours, a permis d’harmoniser les données obtenues par des capteurs variés et distincts, fournissant ainsi des observations précises et permettant une meilleure compréhension des caractéristiques spatiales et temporelles des précipitations, notamment grâce au développement de produits fiables sur les précipitations mondiales.
Chez Hydro Matters, nous suivons ces avancées en tenant compte des dernières innovations en matière de produits satellitaires de mesure des précipitations, qui ne cessent d’évoluer grâce à l’intégration d’améliorations physiques et statistiques considérables, afin de fournir des estimations précises à faible latence, ainsi que des séries chronologiques à long terme idéales pour la surveillance en temps réel et climatique des bassins transfrontaliers. Par exemple, chez Hydro Matters, nous utilisons les ensembles de données pluviométriques multiplateformes, à faible délai de diffusion et librement accessibles suivants : le programme IMERG (Integrated Multi-satellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement) de la NASA, le programme GSMaP (Global Satellite Mapping of Precipitation) de la JAXA, entre autres.


⇒ Projet PrEMHyOM (Precipitation Estimation and Mapping for Hydrological Operational Monitoring), consortium SCO
Une initiative menée en collaboration avec l’IRD et d’autres instituts et agences, qui vise à exploiter les données pluviométriques issues de divers produits déjà existants à l’échelle du bassin versant, afin de fournir un ensemble d’informations adaptées au suivi et à une meilleure compréhension des événements hydrométéorologiques, en particulier ceux à l’origine d’inondations.
⇒ Estimation et prévisions des précipitations dans le cadre de la surveillance hydrologique en temps quasi réel et à long terme
En collaboration avec le CNES, dans le cadre du projet R&T « CNES Prévision multi-horizons », nous exploitons des ensembles de données issus de l’estimation quantitative des précipitations (QPE) et de la prévision quantitative des précipitations (QPF) intégrés à un modèle hydrologique afin de mieux détecter et prévoir les phénomènes hydrométéorologiques extrêmes sur différentes zones géographiques.
L'altimétrie
L’altimétrie est un domaine de recherche et d’ingénierie regroupant les techniques de mesure de l’altitude d’un point. Dans le cadre de l’hydrologie,  elle nous permet de mesurer la hauteur de la surface de l’eau continentale. Bien que l’altimétrie pour l’océanographie spatiale opérationnelle bénéficie de près de 30 ans de retour d’expérience; l’altimétrie continentale est, quant à elle, plus récente et en constante évolution : depuis l’altimétrie conventionnelle LRM des missions Jason, jusqu’à l’altimétrie SAR des missions Sentinel et à la mission SWOT, les technologies se complexifient pour gagner en précision.
Hydro Matters contribue à cet effort de recherche en travaillant depuis plusieurs années avec le CNES, NOVELTIS et le CTOH/LEGOS afin de développer, corriger et améliorer les différentes technologies et méthodes utilisées pour l’observation satellitaire de l’eau continentale. Notre équipe participe à  :
⇒ Fiabiliser l’observation grâce à l’Open Loop Tracking Command (OLTC)
La plupart des altimètres sont limités à une fenêtre d’écoute correspondant à une plage d’altitude d’environ 50 mètres. L’OLTC indique au satellite à quelle distance commencer l’acquisition du signal en définissant une altitude de référence.
⇒ Améliorer la mesure avec une nouvelle chaîne de RetrackingÂ
Une fois l’observation assurée grâce à l’OLTC, le signal radar doit être converti en hauteur d’eau. Hydro Matters développe sa propre chaîne de Retracking et de production de séries temporelles de hauteur d’eau automatisée
Les indicateurs hydrologiques
Dans des zones peu ou pas instrumentées, Hydro Matters combine les avantages des données altimétriques et des données de précipitations, présentes sur la quasi totalité du globe, en développant des indicateurs de suivi de l’état hydrologique des cours d’eau (ISH).
Ces indicateurs en temps réel et prévisionnels sont développés pour le suivi hydrologique de bassin versant ou la gestion du risque inondation à l’échelle locale.
Dans le cadre du projet HYDROMET (SAPCI-Local) sur le développement d’un système d’alerte et de prévision des crues et des inondations au niveau local au Burkina Faso, ces indicateurs, aussi appelés seuils, ont permis d’identifier les anomalies d’hauteur d’eau et évaluer le risque d’inondation dans différentes zones d’étude (en ville, au niveau d’un pont, etc.)






