Thomas Rundle Member Name
Hydrologue
La planification de l’hydrologie et des ressources en eau est un volet important de tous les projets environnementaux, sinon de la plupart d’entre eux. C’est particulièrement vrai dans le secteur minier, où d’énormes fosses, réservoirs et parcs à résidus sont couramment utilisés. Les ingénieurs spécialisés dans les ressources hydriques se fient beaucoup aux données sur les précipitations pour la planification, la conception et la gestion des sites et du milieu environnant. Les données historiques sur les précipitations constituent le fondement des études hydrauliques et hydrologiques et sont essentielles à l’estimation de la fréquence de certains événements, comme les inondations.
Dans de nombreux pays, les données en question sont à la fois abondantes et facilement accessibles. Par exemple, en Australie, les données historiques de pluviométrie remontent aux années 1890. Ce n’est toutefois pas le cas dans certaines régions du monde. Les données pluviométriques sont souvent manquantes, ou les relevés existants peuvent comporter de grandes lacunes ou incohérences. D’autres solutions sont nécessaires dans ces situations. Les jeux de données maillées sur les précipitations obtenues par satellite sont une excellente option. Ces ensembles de données sont accessibles dans la plupart des régions du monde, et leur utilisation est gratuite. L’avantage clé de ces sources de données est qu’elles peuvent fournir des renseignements essentiels sur le cycle hydrologique et les ressources en eau qui ne seraient pas autrement disponibles.
Utilité des jeux de données climatiques maillées
Les difficultés suivantes peuvent être observées dans les régions du monde où l’accès aux données pluviométriques est limité :
- peu de stations météorologiques à proximité de la zone du projet;
- données consignées ayant une portée historique restreinte;
- lacunes importantes dans la consignation des données;
- intervalles de données insuffisants pour l’analyse requise.
Dans ces cas, les jeux de données climatiques maillées peuvent être envisagés.
Un jeu de données climatiques maillées est un ensemble de valeurs 2D dans lequel chaque maille représente un élément météorologique comme la pluie, la température et le vent. Les données sur le site peuvent être tirées en procédant à un zoom avant sur l’une des mailles afin d’extraire une série chronologique de données issues de cette géolocalisation.
Les trois principaux jeux de données maillées sur les précipitations sont les suivants :
- données pluviométriques – un réseau de pluviomètres au sol;
- par satellite – balayage venant d’en haut de l’atmosphère;
- réanalyse – combine un large éventail de données avec un modèle uniforme.
Un grand avantage des jeux de données climatiques maillées est que ceux-ci sont continus, ce qui en fait un outil idéal pour la modélisation. Un avantage supplémentaire est que les données sont librement accessibles à quiconque en a besoin.
Étude de cas en Afrique
Prenons un exemple concret. Golder a entrepris une étude hydrologique et une évaluation hydraulique pour le compte d’un client de la Sierra Leone. Il n’y avait aucune donnée sur le débit des cours d’eau disponible localement ni dans les pays voisins. Pour cette raison, nous avons appliqué un modèle pluie‑débit, mais les données de précipitations disponibles n’étaient pas suffisantes pour répondre aux exigences du projet.
Les données historiques sur les précipitations présentaient d’importantes lacunes, et, lorsque disponibles, elles étaient fournies par mois uniquement. L’une des plus grandes lacunes dans les données de précipitations est que celles‑ci s’étendaient de 1991 à 2002, au moment de la guerre civile dans la région. Les données étaient sporadiques même après cette période.
Après s’être longuement penchée sur d’autres sources de données, l’équipe spécialiste des ressources hydriques de Golder a décidé de travailler avec le jeu de données de la Mission de mesure des pluies tropicales (TRMM), projet conjoint de la NASA et de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale qui a été lancé en 1997 et qui vise à étudier les pluies tropicales à l’aide de radars, de micro-ondes et de scanners infrarouges.
Une méthode a été mise au point pour créer un ensemble de données composite à la suite de la ventilation des données mensuelles de précipitations disponibles par satellite en périodes d’une journée et de trois heures. L’ensemble de données composite extrait a permis de créer un relevé complet et ininterrompu sur une période de 17 ans. Nous l’avons ensuite utilisé afin d’estimer les courbes d’intensité, de fréquence et de durée de tempêtes d’une durée maximale de trois heures. Ces courbes ont été utilisées comme base de conception des précipitations, ce qui a permis d’effectuer d’autres analyses hydrologiques et hydrauliques dans le cadre du projet, notamment :
- des estimations du débit de bassins versants;
- une analyse du rendement ou de la fiabilité de barrages d’approvisionnement en eau;
- une cartographie d’inondations et la protection contre les inondations;
- la conception d’infrastructures (barrages d’approvisionnement en eau, déversoirs, parcs à résidus miniers, etc.).
Rien de tout cela n’aurait été possible sans l’approche de Golder consistant à utiliser des jeux de données maillées.
Regard vers l’avenir
Les jeux de données maillées sur les précipitations peuvent facilement être adaptés à de nombreux projets à l’échelle mondiale lorsque l’accès à des données pluviométriques fiables est restreint ou lorsqu’il faut valider des données locales. La technologie satellitaire continue d’évoluer à une vitesse folle. Depuis la réalisation de l’étude de cas mentionnée ci‑dessus, la TRMM a été mise à jour à l’aide d’une toute nouvelle constellation de satellites, améliorant ainsi les résolutions temporelles et spatiales et la qualité des données. Dans ce contexte, il est probable que toute limite actuelle touchant ces jeux de données sera levée dans le futur, ce qui permettra d’offrir encore plus de possibilités.
