Surveillance de la qualité de l'eau d'un lac de barrage par imagerie satellitaire

Un lac de barrage de 38 hectares, servant de réserve d'eau potable pour 15 communes et de site récréatif, présente des signes d'eutrophisation avec des proliférations de cyanobactéries. Pixstart a déployé sa solution Waterwatch pour surveiller et gérer efficacement la qualité de l'eau via l'imagerie satellitaire.

Problématique : Gestion écologique d'un lac soumis à des pressions anthropiques et climatiques

Le lac de barrage étudié, situé à une altitude de 532 mètres et couvrant une superficie de 38 hectares, joue un rôle crucial en tant que réserve d'eau brute pour une station de traitement alimentant 15 communes. Parallèlement, il sert de base de loisirs pour des activités telles que la baignade et la pêche. Cependant, des signes précoces d'eutrophisation ont été observés, caractérisés par des floraisons de cyanobactéries. Ce phénomène résulte de plusieurs facteurs :

• Apports excessifs en nutriments : Les activités agricoles intensives sur le bassin versant de 25 km², combinées aux fortes pentes et au ruissellement, entraînent une charge élevée en phosphore et en azote.
• Changements climatiques : Les températures élevées (croissance optimale des cyanobactéries entre 25°C et 35°C) et les épisodes de sécheresse favorisent la stratification thermique, propice à leur prolifération.
• Pressions hydrologiques : Les précipitations annuelles, variant entre 863 mm en 2022 et 1 310 mm en 2023, influencent la dynamique des apports en nutriments et la turbidité de l'eau.

Ces conditions affectent directement la biodiversité locale et les services écosystémiques du lac, compromettant sa capacité à fournir de l'eau potable et à soutenir les activités récréatives. De plus, les données de suivi in situ étaient limitées, ne permettant pas une analyse fine des interactions environnementales complexes.

Solution : Surveillance par imagerie satellitaire avec Waterwatch

Pour répondre à cette problématique, Pixstart a déployé sa solution innovante Waterwatch, combinant imagerie satellitaire et analyses biogéochimiques, afin de fournir une évaluation complète et précise de la qualité de l'eau. Cette méthodologie a permis de dépasser les limitations des approches classiques grâce à :

• Collecte de données multi-spectrales :

  • Utilisation des images satellites Sentinel-2 (résolution spatiale de 10 mètres) pour l'analyse de la transparence de l'eau, de la chlorophylle-a et des matières en suspension.
  • Surveillance bimensuelle, permettant de suivre les dynamiques saisonnières et d'identifier les périodes critiques (printemps et fin d'été).

• Analyse interannuelle des paramètres climatiques et hydrologiques :

  • Pluviométrie moyenne en 2023 : 1 310 mm (+51 % par rapport à 2022).
  • Débit journalier moyen en 2023 : 2,9 m³/s, avec des pics fréquents en automne.
  • Corrélation statistiquement significative entre les précipitations et les variations de débit.

• Cartographie des zones critiques :

  • Identification des zones d'érosion préférentielle à l'est du bassin.
  • Caractérisation des apports hydrologiques : forte influence des afflux fluviaux à l'ouest, contre ruissellement continental à l'est.

• Résultats sur l'état trophique :

  • Classification mésotrophe : équilibre fragile avec des épisodes de productivité biologique accrue.
  • Concentration en chlorophylle-a : augmentation en 2023 (valeur moyenne supérieure à 7 µg/L), corrélée aux précipitations accrues.
  • Transparence de l'eau : diminution notable, atteignant parfois moins de 2 mètres, indiquant une hausse des matières en suspension.

• Recommandations de gestion :

  • Réduction du ruissellement : mise en uvre de pratiques agroécologiques (plantation de haies, reforestation, bandes végétalisées).
  • Préservation des zones ripariennes : protection des forêts riveraines et des sols perméables pour limiter l'érosion.
  • Surveillance adaptative : mise en place d'un système d'alerte basé sur les données satellitaires pour anticiper les proliférations de cyanobactéries.

Impact de la solution

Grâce à cette approche, le syndicat départemental a pu :

• Améliorer la gestion proactive du lac, en ciblant les interventions dans les zones critiques.
• Optimiser les coûts de suivi, en réduisant les campagnes de terrain grâce à des données satellitaires fiables et récurrentes.
• Renforcer la résilience de l'écosystème aquatique, en intégrant des stratégies basées sur des données robustes pour contrer les effets du changement climatique.

Cette étude a démontré que l'imagerie satellitaire, associée à une analyse scientifique rigoureuse, constitue un outil puissant pour la gestion durable des milieux aquatiques, tout en soutenant les efforts de conservation face aux pressions anthropiques et climatiques.