Améliorer la mesure de l’humidité du sol par une combinaison de relevés aériens

Les chercheurs en sciences environnementales du Centre de recherche de Jülich (Rhénanie du Nord-Westphalie) élaborent une nouvelle méthode de mesure de l’humidité du sol grâce à un système embarqué à bord d’un avion. Le but des travaux est de déterminer la teneur en eau à la surface du sol et de mettre en évidence le rôle de ce paramètre dans les échanges hydriques et énergétiques entre le sol et l’atmosphère. La fiabilité de la mesure de ce paramètre permet d’améliorer les prévisions météorologiques et les mesures de prévention d’épisodes hydriques exceptionnels comme les inondations.

Mesures radiométriques effectuées lors du survol du lac de Blaustein (Rhénanie du Nord-Westphalie)
Crédits : Centre de Recherche de Jülich

En collaborant avec le Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR), les scientifiques de Jülich ont pu mettre en place un système de mesure de l’humidité du sol embarqué dans un avion (SAR [1]). Les relevés sont assurés par deux types de capteurs différents mais complémentaires : un radar et un radiomètre.

Le radar émet des micro-ondes, qui sont répercutées par l’eau du sol. Le signal renvoyé donne une indication de la teneur en eau de la surface du sol. « Selon le type de sol, l’estimation concerne les trois ou cinq premiers centimètres de la surface », explique Carsten Montzka, de l’Institut des sciences biologiques et géologiques au sein du Centre de recherche de Jülich. « Le radar donne une répartition spatiale précise de la teneur en eau du sol mais la qualité des données dépend toutefois de sa rugosité, car celle-ci influence l’écoulement de l’eau ». Le radiomètre est moins sensible à cette caractéristique pédologique. En effet, il s’agit d’un appareil plus passif qui n’envoie aucun signal, mais réceptionne le rayonnement électromagnétique de la surface de la Terre.

Plusieurs mesures sont effectuées sur le terrain afin de valider les résultats, cette nouvelle procédure n’étant pour l’instant qu’à un stade d’essai. Les premiers relevés de données effectués en Rhénanie du Nord-Westphalie et Saxe-Anhalt seront utilisés pour étudier comment combiner de manière optimale les deux méthodes. Les chercheurs doivent développer et tester des algorithmes pour fusionner les deux jeux de données.

La campagne d’essais s’inscrit dans le cadre du réseau allemand des observatoires de l’environnement terrestre TERENO. Ce projet est une initiative de la Communauté des centres de recherche Helmholtz qui vise à étudier les conséquences des changements climatiques à l’échelle régionale sur le long terme. Un objectif ultérieur est de joindre cette innovation à la mission SMAP (Soil Moisture Active and Passive) de la NASA. Cette mission débutera en 2015 par des mesures satellitaires de l’hydrométrie des sols.

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Information sur le système embarqué SAR du DLR : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/MOHRO
– Site internet de l’Institut des sciences biologiques et géologiques au sein du Centre de recherche de Jülich, Agrosphère IBG-3 : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/PEffN
– Site internet de TERENO, le réseau allemand des observatoires de l’environnement terrestre : http://teodoor.icg.kfa-juelich.de/overview-en?set_language=en
– Dr. Carsten Montzka, Centre de recherche de Jülich – tél. : +492461 61 3289 – email : c.montzka@fz-juelich.de

Sources :

« Daten zur Bodenfeuchte verbessern Wettervorhersage », communiqué de presse du Centre de recherche de Jülich – 29/04/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/FZ1No

Rédacteurs :

Clément Guyot, clement.guyot@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr