Les rivières, les lacs et les réservoirs sont comme les artères de notre planète, transportant l'eau vitale dans des réseaux interconnectés. Lorsque le cycle de l'eau sur Terre est trop rapide, des inondations peuvent en résulter, menaçant des vies et des biens. Ce risque augmente à mesure que le changement climatique modifie les régimes de précipitations et que de plus en plus de personnes vivent dans des zones sujettes aux inondations dans le monde.

Les scientifiques et les gestionnaires de l’eau utilisent de nombreux types de données pour prédire les inondations. Cette année, ils disposent d’un nouvel outil :les données sur l’eau douce du satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography). L'observatoire, une collaboration entre la NASA et l'agence spatiale française, le CNES (Centre National d'Études Spatiales), mesure la hauteur de presque toutes les surfaces d'eau de la Terre. SWOT a été conçu pour mesurer toutes les grandes rivières d'une largeur supérieure à environ 300 pieds (100 mètres), et les résultats préliminaires suggèrent qu'il pourrait être possible d'observer des rivières beaucoup plus petites.

Les jauges de cours d'eau peuvent mesurer avec précision les niveaux d'eau des rivières, mais uniquement à des endroits individuels, souvent très espacés. De nombreuses rivières ne disposent d'aucun jaugeage, en particulier dans les pays qui ne disposent pas des ressources nécessaires pour les entretenir et les surveiller. Les jauges peuvent également être désactivées par des inondations et ne sont pas fiables lorsque l'eau dépasse les berges de la rivière et s'écoule dans des zones qu'elles ne peuvent pas mesurer.

SWOT fournit un aperçu 3D plus complet des inondations, mesurant leur hauteur, leur largeur et leur pente. Les scientifiques peuvent utiliser ces données pour mieux suivre la façon dont les eaux de crue se propagent dans un paysage, améliorant ainsi les prévisions sur l'endroit où les inondations se produiront et à quelle fréquence.

Créer un meilleur modèle d'inondation

Un effort visant à intégrer les données SWOT dans les modèles d'inondation est dirigé par J. Toby Minear de l'Institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement (CIRES) à Boulder, Colorado. Minear étudie comment intégrer les données SWOT dans le modèle national de l'eau de la National Oceanic and Atmospheric Administration, qui prédit le potentiel d'inondation et son timing le long des rivières américaines. Les données SWOT sur l'eau douce combleront les écarts spatiaux entre les jauges et aideront les scientifiques comme Minear à déterminer les niveaux d'eau (hauteurs) auxquels les inondations se produisent à des endroits spécifiques le long des rivières.

Il s'attend à ce que SWOT améliore les données du modèle national de l'eau de plusieurs manières. Par exemple, cela fournira des estimations plus précises des pentes des rivières et de la façon dont elles changent avec le débit. D'une manière générale, plus la pente d'une rivière est forte, plus son eau s'écoule rapidement. Les modélisateurs hydrologiques utilisent les données de pente pour prédire la vitesse à laquelle l'eau se déplace dans une rivière et hors d'un paysage.

SWOT aidera également les scientifiques et les gestionnaires de l’eau à quantifier la quantité d’eau que les lacs et les réservoirs peuvent stocker. Bien qu'il existe environ 90 000 réservoirs relativement grands aux États-Unis, seuls quelques milliers d'entre eux disposent de données sur le niveau d'eau intégrées au modèle national de l'eau. Cela limite la capacité des scientifiques à connaître la relation entre les niveaux des réservoirs, l'élévation des terres environnantes et les inondations potentielles. SWOT mesure des dizaines de milliers de réservoirs américains, ainsi que presque tous les lacs naturels américains plus grands qu'environ deux terrains de football réunis.

Certains pays, dont les États-Unis, ont réalisé d’importants investissements dans des réseaux de jaugeage des rivières et des modèles détaillés d’inondations locales. Mais en Afrique, en Asie du Sud, dans certaines parties de l’Amérique du Sud et dans l’Arctique, il existe peu de données sur les lacs et les rivières. Dans de tels endroits, les évaluations des risques d’inondation reposent souvent sur des estimations approximatives. Une partie du potentiel de SWOT réside dans le fait qu'il permettra aux hydrologues de combler ces lacunes, en fournissant des informations sur l'endroit où l'eau est stockée dans les paysages et sur la quantité qui s'écoule dans les rivières.

Tamlin Pavelsky, responsable scientifique SWOT de la NASA sur l'eau douce et chercheur à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, affirme que SWOT peut aider à faire face à la menace croissante d'inondations causées par des tempêtes extrêmes alimentées par le changement climatique. "Pensez à Houston et à l'ouragan Harvey en 2017", a-t-il déclaré. "Il est très peu probable que nous aurions vu 60 pouces de pluie suite à une seule tempête sans le changement climatique. Les sociétés devront mettre à jour les normes de conception technique et les cartes des plaines inondables à mesure que les précipitations intenses deviennent plus fréquentes."

Pavelsky affirme que ces changements dans le cycle de l'eau sur Terre modifient les hypothèses de la société concernant les inondations et ce qu'est une plaine inondable. "Des centaines de millions de personnes dans le monde seront exposées à un risque accru d'inondations à l'avenir, à mesure que les précipitations deviennent de plus en plus intenses et que la population augmente dans les zones sujettes aux inondations", a-t-il ajouté.

Les données d’inondation SWOT auront d’autres applications pratiques. Par exemple, les assureurs peuvent utiliser des modèles basés sur les données SWOT pour améliorer les cartes des risques d'inondation afin de mieux estimer les dommages potentiels et les risques de pertes d'une zone. FM Global, une importante société de réassurance, fait partie des 40 premiers utilisateurs actuels de SWOT :une communauté mondiale d'organisations qui s'efforcent d'intégrer les données SWOT dans leurs activités décisionnelles.

"Des entreprises comme FM Global et des agences gouvernementales comme l'Agence fédérale américaine de gestion des urgences peuvent affiner leurs modèles d'inondation en les comparant aux données SWOT", a déclaré Pavelsky. "Ces meilleurs modèles nous donneront une image plus précise de l'endroit et de la fréquence des inondations susceptibles de se produire."