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L'évapotranspiration, sur le fleuve Oyapok, près du village de Camopi, en Guyane. En région tropicale en moyenne près des 2/3 des eaux précipitées sont évapotranspirées par la végétation (Camopi, Guyane, 1995). © BRGM - Patrick Lachassagne

Suivi de la turbidité des rivières de Guyane par télédétection

08.10.2018
La préservation de la qualité des fleuves de Guyane constitue un enjeu majeur pour cette région d’outre-mer en terre amazonienne qui d’une part, prélève plus de 80% de ses ressources d’alimentation en eau potable dans les eaux de surface et d’autre part, aspire à la préservation de ses écosystèmes exceptionnels. Or la pression liée à l’extraction illégale de l’or a des conséquences importantes sur la qualité des masses d’eau de surface, entraînant notamment une augmentation anormale de la turbidité de l’eau. Le suivi de ce paramètre constitue donc un élément clé de la surveillance de la qualité des cours d’eau de Guyane.

Depuis 2011, le BRGM apporte son appui scientifique à la DEAL pour animer le réseau d’acteurs impliqués dans ce suivi de la turbidité ainsi que pour tester des méthodes innovantes de télédétection multispectrale par exemple, de suivi de la turbidité dans les zones les plus isolées.

 à gauche l’Oyapock, à droite la rivière Camopi, impactée par les rejets des activités d’orpaillage illégal. © F. Feuillet/PAG

Vue aérienne de la turbidité des eaux guyanaises : à gauche l’Oyapock, à droite la rivière Camopi, impactée par les rejets des activités d’orpaillage illégal. © F. Feuillet/PAG

Contexte

En Guyane, la grande majorité de la population est alimentée en eau potable par les eaux de surface prélevées dans les différents fleuves que compte le département.

Or la qualité de l’eau des rivières servant à l’alimentation en eau potable est difficile à mesurer compte tenu de l’ampleur du réseau hydrographique et des difficultés d’accessibilité du territoire. Il est donc nécessaire d’identifier et de mettre en œuvre des méthodes permettant de passer outre ces difficultés et d’évaluer la qualité de l’eau.

La transparence - et, a contrario, la turbidité - de l’eau a été identifiée comme un paramètre essentiel de sa qualité. L’apport plus ou moins important de matières solides en suspension dans l’eau vient en effet détériorer son état et peut perturber très significativement les écosystèmes aquatiques) et son aptitude à la potabilisation pour la consommation humaine.

La turbidité, qui peut rendre l’eau impropre à la consommation humaine, provient d’une part, du marnage dans les zones d’influence de la marée qui provoque une remise en mouvement importante des sédiments fluviaux et/ou marins et d’autre part, de l’exploitation de l’or alluvionnaire qui peut induire, dans le réseau hydrographique en aval des sites miniers, le transfert d’importantes quantités de boues.

Objectifs

L’objectif est ainsi de suivre la qualité de l’eau ainsi que les pressions à travers le paramètre de la turbidité.

En Guyane de nombreux acteurs (Office de l’Eau de Guyane, Agence Régionale de Santé, DEAL, Institut de Recherche pour le Développement, Office National des Forêts, FAG, Gendarmerie, Parc Amazonien de Guyane (PAG), HYDRECO, BRGM, …) réalisent des mesures de turbidité, poursuivant différents objectifs : suivi de la qualité générale, de la qualité des captages d’eau potable ou suivi des activités extractives légales ou illégales. Afin de mutualiser les efforts, d’harmoniser les méthodes et de partager les données entre acteurs, le BRGM apporte son appui technique à la DEAL Guyane pour animer ce réseau d’acteurs.

Parallèlement, le BRGM a été chargé de tester des méthodes innovantes pour assurer un suivi, par télédétection, des zones les plus inaccessibles.

Programme des travaux

En combinant mesures de turbidité en rivière synchrones ou quasi synchrones avec le survol des rivières par les satellites, il est possible d’obtenir des lois de régression linéaires satisfaisantes permettant de transformer le signal enregistré par les capteurs spatiaux en valeurs de turbidité (exprimée en NTU).

En premier lieu, l’utilisation d’images synchrones, ou quasi-synchrones pour tenir compte des conditions d’ennuagement importantes ne Guyane, a permis de calibrer le signal de différents capteurs spatiaux (SPOT, LANDSAT, SENTINEL 2) sur les rivières:

  • de Kourou ;
  • la Camopi à son embouchure avec l’Oyapock ;
  • l’Inini à son embouchure avec le Maroni.

Parallèlement à ce travail, une vingtaine de stations de mesures de la Directive Cadre européenne sur l’eau (DCE) ou suivies par le PAG, habituellement mesurées une à deux fois par an, sont également suivies par télédétection sur une période s’étalant de 2017 à 2018.

Résultats obtenus

Transformation de l’image SENTINEL 2A du 13/08/2016 en terme de turbidité sur l’embouchure de la rivière Inini.

Transformation de l’image SENTINEL 2A du 13/08/2016 en terme de turbidité sur l’embouchure de la rivière Inini.

Les résultats actuels montrent que les données gratuites des satellites européens SENTINEL 2A et 2B présentent des caractéristiques à la fois spectrales (dans le bleu, le vert, le rouge et le proche infrarouge), spatiales (10 m de résolution au sol) et de répétitivité au sol (quelques jours) en totale adéquation avec une estimation de la turbidité des rivières guyanaises de largeur supérieure ou égale à 50 m.

Les résultats obtenus sur les stations DCE et celles du PAG permettent dès à présent d’augmenter significativement le suivi de la turbidité pouvant même aider au suivi des tendances saisonnières. Ces données sont d’ores et déjà intégrées dans le réseau turbidité du comité de l’eau et de la biodiversité de Guyane.

Dispositif de mesure in situ de la turbidité des rivières (GPS + turbidimètre portatif).

Dispositif de mesure in situ de la turbidité des rivières (GPS + turbidimètre portatif).

Partenaires

DEAL Guyane

Parc Amazonien de Guyane (PAG)

RAPPORTS PUBLICS

Suivi de la turbidité des rivières guyanaises par télédétection multispectrale SENTINEL 2 : Acquisitions, algorithmes et portions de rivières valides - RP-67008-FR

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34