Optimiser les ressources en eau grâce à un outil de prévision des débits entrants
Outre ses apports bénéfiques en matière sociale et sanitaire, l’eau est également un élément clé pour des secteurs tels que l’agriculture et la production d’énergie. Un approvisionnement discontinu contraint les gestionnaires à prévoir le débit suffisamment à l’avance pour éviter les interruptions de service ou les débordements. Dans l’objectif de réduire l’impact des événements extrêmes et d’aider les clients à s’adapter aux nouvelles conditions climatiques, le projet Waterjade, soutenu par l’UE, a mis au point un système capable de prédire le débit de tous les cours d’eau du monde. Le nouvel algorithme de prévision de Waterjade combine des modèles physiques et l’intelligence artificielle afin de suivre avec une plus grande précision l’ensemble du cycle de l’eau, de la neige sur les cimes aux rivières dans les vallées.
Algorithme de prévision
Actuellement, les prévisions en matière d’eau s’appuient en général sur des modèles empiriques simplifiés, eux-mêmes reposant sur des données historiques, qui n’offrent pas la possibilité de saisir les tendances climatiques et les changements du cycle hydrologique en constante évolution. Il en résulte des prévisions sujettes à des erreurs dont les conséquences peuvent être graves. On peut citer en exemple l’une des plus longues périodes de sécheresse jamais enregistrées par le Rhin en 2018, et le coût que cela a représenté pour l’activité économique. Or ces coûts, et d’autres impacts similaires, auraient pu être limités pour peu que l’on eût disposé de meilleures prévisions. Pour alimenter son algorithme, qui fonctionne à partir de modèles physiques et permet d’anticiper les apports d’eau dans les rivières et les bassins de retenue, l’outil de Waterjade combine les spécifications des usines de traitement de l’eau avec des données historiques et météorologiques. Le système utilise des informations provenant d’une série de sources de données ouvertes, telles que des stations météorologiques in situ, des images satellites du projet Copernicus et des prévisions météorologiques numériques. Les clients ayant des plantations peuvent se connecter à la plateforme Waterjade pour consulter les pronostics en matière d’eau sur les jours et les mois à venir. Afin de mieux gérer les niveaux des bassins de retenue et d’identifier les éventuels problèmes à venir, tels que les sécheresses et les inondations, un système d’aide à la décision est également disponible. Les utilisateurs ont aussi accès à des outils d’optimisation, qui leur permettent de comparer leurs besoins prévisionnels, déterminés à partir de différents scénarios qu’ils sélectionnent, au volume d’eau qui devrait être disponible. «Le caractère unique de notre solution réside dans sa flexibilité pour toute une série de contextes locaux (tels que les configurations des bassins de retenue), ainsi que dans sa précision quant à l’impact d’une série de conditions climatiques en constante évolution», déclare Matteo Dall’Amico, chef de projet. Jusqu’à présent, l’équipe a testé son dispositif dans deux environnements climatiques différents: les Alpes, où le débit des rivières provient majoritairement de la neige, et le sud de l’Espagne, caractérisé par un climat chaud et aride. «En matière de surveillance de la neige et de prévision du débit des rivières, dans ces deux cas, Waterjade a amélioré la précision des prévisions et réduit les erreurs de 50 % par rapport aux techniques les plus à la pointe», explique M. Dall’Amico.
Lutter contre la pénurie d’eau
Selon la Commission européenne, environ 10 % de la superficie totale de l’UE se trouve confrontée à une pénurie d’eau. Le calcul de l’impact économique direct des épisodes de sécheresse donne un résultat d’au moins 100 milliards d’euros sur les 30 années précédant 2007. «En permettant d’anticiper les crises, Waterjade offre un outil susceptible d’aider les gestionnaires de l’eau, en particulier les installations hydroélectriques, à limiter les pénuries plutôt que de se contenter d’y répondre», explique M. Dall’Amico. L’outil Waterjade fonctionne actuellement sur la base d’un abonnement, mais l’équipe entend introduire une option logiciel en tant que service (Software as a Service) et travaille sur une demande de brevet. En améliorant l’analyse des images satellites, l’équipe espère accroitre la capacité de son système à établir des prévisions saisonnières et à surveiller l’accumulation de neige. Elle étudie actuellement des techniques avancées de réduction d’échelle pour une couverture à haute résolution des conditions locales. Waterjade développe également un tableau de bord de plateforme pour faciliter l’interaction avec les clients. Afin de commercialiser son système, qui, selon ses prévisions, s’adresse à un marché d’environ 20 000 entreprises européennes, l’équipe est à la recherche de partenaires potentiels.
Mots‑clés
Waterjade, sécheresse, bassin de retenue, réchauffement planétaire, climat, hydrologique, prévision, neige, rivière, météorologique, inondations