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Tania Gascon : Validation hydrologique des produits satellitaires de pluie sur des bassins régionaux en Afrique de l’Ouest

par HYBIS - 10 septembre 2014

Titre : Validation hydrologique des produits satellitaires de pluie sur des bassins régionaux en Afrique de l’Ouest

sous la direction de Théo Vischel et Thierry Lebel Thèse de l’Université de Grenoble bourse du Gouvernement du Vénézuela, démarrage : nov. 2012

Résumé

Depuis la fin des années 1960, l’Afrique de l’Ouest subit une sécheresse sans précédent qui a considérablement modifié la réponse des systèmes hydrologiques. Pour mieux documenter la sensibilité des hydrosystèmes aux pressions climatique et anthropique, on dispose de modèles numériques représentant de façon explicite les processus hydrologiques. Sur des bassins de taille moyenne (<1000 km²), pour lesquels on dispose de données de forçage in-situ, ces modèles ont déjà permis de valider des hypothèses de fonctionnement hydrologique et de mieux estimer les termes du bilan hydrologique intervenant dans la variabilité des ressources en eau. L’enjeu majeur actuel est de pouvoir utiliser ces modèles pour évaluer le bilan hydrologique des bassins de grande extension (>10 000 km²). A cette échelle, la principale difficulté est de disposer de champs de forçage pluviométriques aux résolutions fines requises par les modèles hydrologiques (résolution spatiale kilométrique à des pas de temps infra-journalier) ; échelles qui sont la plupart du temps incompatibles avec les échelles des données issues des réseaux pluviométriques nationaux en Afrique de l’Ouest (densité moyenne de 1 pluviomètre pour 10 000km² au pas de temps journalier ou décadaire). Dans ce contexte, la télédétection satellite s’avère prometteuse puisqu’elle fournit des informations à grande échelle sur l’occurrence des systèmes précipitants, leur extension spatiale et une estimation de l’intensité de ces systèmes. Un certain nombre de produits satellitaires de pluie sont disponibles parmi lesquels Epsat-SG, CMOPRH, PERSIANN, TRMM et les données du satellite Megha-Tropique dont le lancement est prévu en 2011. L’objectif de la thèse est d’évaluer la pertinence des produits satellitaires pour la modélisation hydrologique en Afrique de l’Ouest. On se basera pour cela sur (i) une évaluation à fine échelle des produits satellitaires de pluie, (ii) une analyse de la sensibilité des modèles hydrologiques différents forçages pluviométriques satellites. Pour le premier point, on dispose sur trois réseaux densifiés (observatoire AMMA-CATCH) de données pluviométriques et de modèles statistico-dynamiques permettant d’estimer des champs de pluie haute résolution de référence. Pour le second, des modèles de surface et hydrologiques (Liquid, ISBA) seront implémentés sur les bassins régionaux en rive droite du fleuve Niger pour lesquels de données de validation des modèles sont disponibles (données de débit, données satellite d’humidité du sol SMOS). Les résultats de la thèse devront donner des pistes pour développer de produits satellitaires de pluie explicitement dédié aux applications hydrologiques régionales en Afrique de l’Ouest.