L’Europe connaît une grave sécheresse depuis des années. Sur tout le continent, les niveaux des eaux souterraines sont constamment bas depuis 2018, même si les événements météorologiques extrêmes avec inondations donnent temporairement une impression différente.
Le début de cette situation tendue est documenté dans une publication d’Eva Boergens dans Geophysical Investigation Letters de l’année 2020. Elle y note qu’il y a eu une pénurie d’eau frappante en Europe centrale pendant les mois d’été de 2018 et 2019. Depuis lors, il n’y a pas eu d’élévation significative du niveau des eaux souterraines les niveaux sont restés constamment bas. C’est ce que montrent les analyses de données de Torsten Mayer-Gürr et Andreas Kvas de l’Institut de géodésie de l’Université de technologie de Graz (TU Graz). Dans le cadre du projet G3P (Global Gravity-based Groundwater Solution) de l’UE, ils ont utilisé la gravimétrie par satellite pour observer les ressources mondiales en eaux souterraines et documenté leurs changements au cours des dernières années.
Conséquences profondes
Les effets de cette sécheresse prolongée se sont fait sentir en Europe à l’été 2022. Des lits de rivières asséchés, des eaux stagnantes qui ont lentement disparu et avec eux de nombreux impacts sur la nature et les hommes. Non seulement de nombreuses espèces aquatiques ont perdu leur habitat et les sols secs ont causé de nombreux problèmes pour l’agriculture, mais la pénurie d’énergie en Europe s’est également aggravée en conséquence. Les centrales nucléaires en France manquaient d’eau de refroidissement pour produire suffisamment d’électricité et les centrales hydroélectriques ne pouvaient pas non moreover remplir leur fonction sans suffisamment d’eau.
Mesure des eaux souterraines depuis l’espace
Remark les géodésiens de TU Graz peuvent-ils utiliser les données spatiales pour faire des déclarations précises sur les réservoirs d’eau souterraine ? Au cœur du projet G3P se trouvent des satellites jumeaux nommés Tom et Jerry, qui orbitent autour de la Terre sur une orbite polaire à une altitude d’un peu moins de 490 kilomètres. La length entre les satellites d’environ 200 kilomètres est importante. Celui de derrière ne doit pas rattraper celui de devant, c’est pourquoi on leur a donné le nom de Tom et Jerry en référence aux personnages du dessin animé.
La distance entre les satellites est constamment et précisément mesurée. S’ils survolent une montagne, le satellite devant est initialement additionally rapide que celui derrière en raison de la masse accrue en dessous. Une fois passé la montagne, il ralentit à nouveau légèrement, mais le satellite arrière accélère dès qu’il atteint la montagne. Une fois que les deux sont au-dessus de la montagne, leur vitesse relative est établie une fois de moreover. Ces changements de distance sur de grandes masses sont les principales variables de mesure pour déterminer le champ gravitationnel terrestre et sont déterminés avec une précision micrométrique. A titre de comparaison, un cheveu a une épaisseur d’environ 50 micromètres.
Carte mensuelle de la gravité de la Terre
Tout cela se produit à une vitesse de vol d’environ 30 000 km/h. Les deux satellites gèrent ainsi 15 orbites terrestres par jour, ce qui signifie qu’ils atteignent une couverture complète de la surface de la Terre au bout d’un mois. Cela signifie à son tour que TU Graz peut fournir une carte de gravité de la Terre chaque mois. “Le traitement et l’effort de calcul ici sont assez importants. Nous avons une mesure de distance toutes les cinq secondes et donc approximativement un demi-million de mesures par mois. À partir de cela, nous déterminons ensuite des cartes de champ de gravité”, explique Torsten Mayer-Gürr.
La masse moins la masse égale la masse
Cependant, la carte gravimétrique ne détermine pas encore la quantité d’eau souterraine. En effet, les satellites montrent tous les changements de masse et ne font aucune distinction entre la mer, les lacs ou les eaux souterraines. Cela nécessite une coopération avec tous les autres partenaires du projet européen G3P. Torsten Mayer-Gürr et son équipe fournissent la masse totale, à partir de laquelle les changements de masse dans les rivières et les lacs sont ensuite soustraits, l’humidité du sol, la neige et la glace sont également soustraites et finalement il ne reste que les eaux souterraines.
Chacune de ces autres masses a ses propres industry experts qui apportent ici leurs données. Ceux-ci sont situés en Autriche (Graz University of Technological know-how, Vienna University of Technology, Earth Observation Data Center EODC), en Allemagne (GeoForschungsZentrum GFZ à Potsdam), en Suisse (Université de Berne, Université de Zurich), en France (Collection Localization Satellites CLS, Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales LEGOS, Magellium), Espagne (FutureWater), Finlande (Institut météorologique finlandais) et Pays-Bas (Centre intercontinental d’évaluation des ressources en eaux souterraines IGRAC).
L’Europe a un problème d’eau
Le résultat de cette coopération montre que la problem de l’eau en Europe est aujourd’hui devenue très précaire. Torsten Mayer-Gürr ne s’attendait pas à cela à une si grande échelle. “Il y a quelques années, je n’aurais jamais imaginé que l’eau serait un problème ici en Europe, en particulier en Allemagne ou en Autriche. Nous avons en fait des problèmes d’approvisionnement en eau ici – nous devons y réfléchir”, explique-t-il. De son place de vue, il faut d’abord pouvoir documenter la sécheresse persistante à l’aide de données et avoir des missions satellites carries on là-dessus dans l’espace.
L’Agence spatiale européenne ESA et son homologue américain la NASA poursuivront ces recherches avec le projet MAGIC (Mass-improve And Geoscience Intercontinental Constellation). TU Graz sera à nouveau à bord pour l’évaluation des données.