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Les fortes précipitations s’avèrent très intenses et parfois aussi très localisées, ce qui constitue un problème
Christine Bastian est très divisée sur cette question : d’un côté, l’employé de l’Administration de la gestion de l’eau garde toujours à l’esprit les images des inondations extrêmes de 2016 et 2018 ainsi que les dommages qu’elles ont occasionnés. Mais il y a d’un autre côté l’approche scientifique et orientée vers les solutions, à partir de laquelle le point de vue sur les conditions météorologiques est tout autre.
Améliorer la prédiction des événements extrêmes que sont les pluies abondantes et les inondations
« Si nous voulons mieux comprendre les processus à l’origine des inondations, nous devons être confrontés à de nouvelles pluies diluviennes », explique Mme Bastian. Pas de manière générale, mais seulement les trois prochaines années. Il s'agit en effet de la durée du projet de recherche lancé à l’Institut luxembourgeois des sciences et de la technologie (LIST) en collaboration avec l’Administration de la gestion des eaux et Post. L’objectif de ce projet est d’améliorer la prédiction des pluies diluviennes et des inondations.
Ce qui rend les deux événements du 22 juillet 2016 et du 31 mai 2018 si particuliers, ce ne sont pas seulement les fortes précipitations, qui ont atteint jusqu’à 50 millimètres par heure, mais aussi la zone impactée. Dans les deux cas, les fortes pluies se sont concentrées dans le centre-ouest du pays, dans la région de l’Ernz Blanche et de l’Ernz Noire dans le Fiels et le Mëllerdall. Dans le cadre du projet de recherche, le bassin versant de l’Ernz Blanche doit être étudié à l’aide de stations de mesure.
Des stations pour déterminer l’âge de l’eau
Ces stations ont été construites le long de l’Ernz Blanche. « Nous disposons de quatre stations de mesure des précipitations, de quatre stations de mesure dans l’eau pour mesurer la vitesse d’écoulement et de deux autres stations pour mesurer l’humidité du sol », explique Audrey Douinot, chercheuse au LIST et responsable du projet. À l’aide d’analyses complémentaires des isotopes de l’hydrogène et de l’oxygène des molécules d’eau, l’âge de l’eau est également déterminé.
Ce dernier point est important parce qu’il a toujours été supposé que les inondations étaient principalement constituées d’eaux dites ‘jeunes’, c’est-à-dire issues d’eau de pluie tombée il y a quelques heures ou quelques jours, déclare Mme Douinot. Entre-temps, des études ont cependant démontré que des eaux ayant séjourné des semaines, des mois, voire des années,se retrouve également dans les ondes de crue et contribue ainsi aux inondations. « Pour faire simple, elle est drainée par l’eau de pluie qui pénètre dans le sol », explique la chercheuse. La composition du sol et les processus joue donc un rôle important dans la formation de l’inondation, mais aussi dans l’érosion qui lui est associée, continue Mme Douinot.
Un réseau de dispositifs à faible consommation d’énergie permet la transmission des données actuelles
Alors qu’avec les précipitations habituelles, l’eau des ruisseaux et des rivières monte relativement lentement et que les crues s’annoncent donc au bout d’un certain temps, les fortes précipitations s’avèrent très intenses et parfois aussi très localisées, ce qui constitue un problème. Et c’est précisément ce qui rend si difficile la prédiction de tels événements.
La chercheuse du LIST explique que les précipitations locales extrêmes peuvent ne pas être enregistrées de manière suffisante ou trop tardivement, voire, dans certaines circonstances, pas du tout en raison de l’emplacement des stations de mesure des précipitations. Les réseaux de capteurs sans fil constituent donc une bonne approche pour améliorer les prévisions hydrométéorologiques, déclare-t-elle. « Cependant, lorsque des technologies conventionnelles telles que le Wifi ou les communications mobiles sont utilisées, ces systèmes présentent l’inconvénient d’une possible interruption de la connexion en raison de la topographie et d’une consommation énergétique très élevée. »
Post participe également au projet de recherche
Mme Douinot et ses collègues se concentrent donc, dans le cadre de leur projet, sur un réseau LPWAN (Low Power Wide Area Network), c’est-à-dire composé d’appareils basse consommation. C’est là qu’intervient le partenaire du projet, Post, qui participe au développement et à l’utilisation d’un réseau LPWAN pour connecter les pluviomètres et limnimètres. De plus, le système est conçu de telle sorte que l’intervalle de mesure peut être réduit de cinq à une minute si nécessaire. Ainsi, en cas de précipitations, la fréquence de mesure augmente automatiquement.
Auteur : Uwe Hentschel
