Les scientifiques ont utilisé des données satellitaires pour surveiller les réserves d'eau souterraines dans la Silicon Valley en Californie, découvrir que les niveaux d'eau ont rebondi rapidement après une grave sécheresse qui a duré de 2012 à 2015.

La recherche indique le succès de mesures de conservation agressives. Il permet également de jeter les bases d'une surveillance à faible coût des réserves d'eau souterraines en Californie et ailleurs dans le monde.

Les réserves d'eau souterraines, logées dans des couches de roches poreuses appelées aquifères, sont l'une des sources d'eau potable les plus importantes au monde. Ils soutiennent les populations humaines dans des endroits allant de la Silicon Valley à Pékin. Quelque 2,5 milliards de personnes sur Terre dépendent des aquifères pour l'eau, et bon nombre de ces dépôts sont vidés plus rapidement qu'ils ne peuvent être remplis, selon l'Organisation des Nations Unies pour l'éducation, Organisation scientifique et culturelle.

Encore, garder un œil sur ces précieuses réserves coûte cher, dit Estelle Chaussard, Doctorat, professeur adjoint de géologie au Collège des arts et des sciences de l'UB et auteur principal de la nouvelle recherche.

"Pour surveiller les aquifères, il faut surveiller les niveaux d'eau dans le plus de puits possible, " dit-elle. " Donc, si vous avez 300 puits dans la région, il faut soit avoir quelqu'un qui y va physiquement tout le temps, ou des instruments dans chaque puits qui surveillent en permanence, ce qui est très coûteux.

"Nous voulions voir si nous pouvions utiliser une méthode de télédétection à faible coût qui ne nécessite pas de surveillance au sol pour comprendre comment nos aquifères réagissent au changement climatique et à l'activité humaine."

La recherche a été publiée le 22 septembre dans le Journal de recherche géophysique . L'équipe comprenait Pietro Milillo et Eric J. Fielding du Jet Propulsion Laboratory de la NASA; Roland Bürgmann de l'Université de Californie, Berkeley; Daniele Perissin de l'Université Purdue; et Brett Baker du Santa Clara Valley Water District.

L'aquifère de la Silicon Valley a commencé à rebondir au milieu de la sécheresse

Pendant la sécheresse de 2012-15, le Santa Clara Valley Water District a utilisé un éventail de mesures de conservation. Il s'agissait notamment de restreindre l'utilisation des arroseurs et de demander aux clients de prendre des douches plus courtes et de convertir les pelouses et les piscines en paysages moins assoiffés. Le district a également importé de l'eau de l'extérieur de la région.

Chaussard dit que ces actions peuvent avoir aidé à éviter des dommages irréversibles à l'aquifère de la vallée. Elle explique que lorsque les niveaux des eaux souterraines atteignent un niveau record, l'argile poreuse dans laquelle se trouvent les réserves peut se dessécher tellement que l'argile ne peut plus s'imprégner d'eau.

La nouvelle étude montre que cela ne s'est pas produit dans la vallée de Santa Clara. En raison des efforts intensifs de gestion de l'eau, l'aquifère de la vallée de Santa Clara a commencé à rebondir fin 2014, quand la sécheresse était encore forte, la recherche a trouvé. Les eaux souterraines étaient revenues aux niveaux d'avant la sécheresse en 2017.

Chaussard note que cela ne signifie pas que les aquifères n'ont pas besoin de protection :Urbain, les usages agricoles et autres peuvent surcharger ces bassins même en période de précipitations abondantes, et de nombreux aquifères californiens ne sont pas correctement surveillés.

La récente sécheresse a fait prendre conscience de l'importance des eaux souterraines, avec la loi de 2014 sur la gestion durable des eaux souterraines obligeant les autorités locales et régionales à gérer cette ressource de manière durable pour la première fois dans l'histoire de l'État après des décennies de négligence. Chaussard dit que le suivi par satellite pourrait fournir un moyen de surveiller les niveaux des eaux souterraines à travers la Californie en temps quasi réel, un facteur clé dans la prévention de la surutilisation.

Mesurer de minuscules mouvements de la surface de la Terre

L'équipe de Chaussard a utilisé une technique appelée InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) pour capturer les minuscules mouvements de haut en bas de la surface de la Terre qui se produisent lorsque les niveaux d'eau montent ou descendent sous terre.

"InSAR nous permet de mesurer avec précision les petits mouvements de la surface de la Terre sur de grandes surfaces, " dit Chaussard. " Les scientifiques l'ont utilisé pour mesurer la déformation de surface liée aux volcans et aux tremblements de terre, nous avons étendu son utilisation en l'appliquant au suivi des eaux souterraines."

Elle a utilisé InSAR pour la première fois pour surveiller les aquifères en 2014, et dit que la méthode peut fonctionner n'importe où dans le monde où les données satellitaires sont disponibles, y compris dans les pays en développement disposant de peu de ressources pour le suivi.

La technique marque une amélioration par rapport aux méthodes traditionnelles car elle permet aux scientifiques d'évaluer les changements de niveaux d'eau dans une grande région avec une grande fréquence. Les données de la nouvelle étude proviennent de COSMO SkyMed, une constellation de quatre satellites italiens fournissant des informations sur l'ensemble de l'aquifère de la vallée de Santa Clara une fois par jour.

"Si vous surveillez des puits, même si vous en avez beaucoup, vous n'aurez jamais une couverture complète de ce qui se passe, ", précise Chaussard. "Notre méthode permet d'avoir une image plus complète et de combler les lacunes."