Objectifs scientifiques et projet de recherche

Les précipitations : une variable essentielle mais encore mal observée à l’échelle globale. Les précipitations sont la variable d’entrée du cycle hydrologique continental et à ce titre intéressent les sciences hydrologiques. Elles sont aussi le flux en surface résultant de processus atmosphériques complexes de génération, évolution et chute des hydrométéores. Les systèmes précipitants ont un rôle majeur dans les cycles de l’eau et d’énergie, des échelles micro-physiques à climatique. Quantifier les précipitations et analyser leur variabilité, sur une gamme d’échelles spatiales et temporelles, intéresse une vaste communauté de scientifiques et d’utilisateurs, des spécialistes du climat aux experts de la mesure, des agences de bassins aux services hydrométéorologiques, des responsables de la sécurité civile aux agriculteurs, entre autres. La pluie est considérée comme la variable climatique essentielle (ECV) ayant le plus d’impact sur le bien-être des hommes et des sociétés. Malgré un intérêt universel pour cette variable, son estimation précise, en tout point du globe demeure difficile. Les réseaux pluviométriques sont insuffisamment denses sur une partie des continents et tout particulièrement dans les Tropiques où les enjeux sur l’eau sont majeurs : risques d’extrêmes, sécheresses et inondations ; modèles de prévisions incertains ; conflits latents autour de la ressource en eau. Des moyens de télédétection, au sol et satellitaires, sont venus renforcer le système global d’observation des précipitations. Mais ces techniques indirectes ne sont pas exemptes d’incertitudes et doivent être renforcées. Les travaux de nos équipes ont mis en évidence les limites du système d’observation actuel pour répondre aux enjeux de l’hydrométéorologie tropicale lorsque l’on s’intéresse aux échelles fines, convectives. Les radars météorologiques sont intéressants mais leur coût prohibitif empêche le développement de réseaux opérationnels denses. La mesure satellitaire apporte une information quantitative essentielle mais avec certaines limites en résolution et encore quelques biais dans les produits temps réel. La sensibilité atmosphérique des réseaux de télécommunication : une opportunité Ces constats ont motivé la recherche d’autres sources d’information sur la pluie, adaptées à l’état présent des pays ‘du Sud’ : les réseaux hydrométéorologiques opérationnels y sont globalement sous dotés, alors même que les risques hydrométéorologiques sont en augmentation. Un autre réseau prospère et se densifie constamment à l’échelle globale et singulièrement dans les régions tropicales, très peuplées : le réseau de télécommunication, qu’il soit terrestre ou satellitaire. La partie hertzienne du réseau, opère dans la gamme micro-onde et ses signaux sont sensibles au contenu en eau de l’atmosphère. Sur cette base, a émergé depuis quelques années l’idée d’exploiter ces fluctuations pour accéder à une information sur les précipitations (Gosset et al., 2016 ). Les pertes de puissance des liens micro-ondes commerciaux (CML en anglais), entre les antennes-relais des réseaux de téléphonie mobile, peuvent être reliées à l’intensité de pluie sur le chemin de l’onde. Si ces données de puissances sont fournies par l’opérateur, il est possible d’estimer la pluie. Vu la densité de ces réseaux en urbain, la méthode peut donner accès à des champs de pluie de très haute résolution, potentiellement en temps réel et à un coût négligeable pour l'utilisateur. L’initiative que nous avons appelée Rain Cell Africa est ainsi née.

Unités IRD impliquées

• Département Dynamiques internes et de surface des continents (DISCO)
• GET
• HSM
• IGE
• Département sociétés et mondialisation (SOC)
• ESPACE-DEV
• Département Océans, climat et ressources (OCEANS)
• LEGOS

Institutions membres

UFHB : Université Félix Houphouet-Boigny

IRD : Institut de recherche pour le développement

CEMADEM : Centro National de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais

FUNCEME : Fundação cearense de meteorologia e recursos hídricos

IUT Doula : Institut Universitaire de Technologie de Douala

Salto Hydrogical Center - Uruguay

SODEXAM : Société d’exploitation et de développement aéroportuaire, aéronautique et météorologique

UdelaR : Universidad de la Republica

UFC : Universidade federal do Ceara

UMSA : Universidad Mayor de San Andrès

UAM : Université Abdou Moumouni de Niamey

UM : Université de Montpellier

Université des Antilles et de la Guyane

ULCO : Université du littoral de la Côte d'Opale