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Utilisation de satellites pour mesurer la demande en eau des cultures de la région des rivières St. Mary-Milk

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Kevin Bunch
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Un projet destiné à améliorer les données nécessaires au bon partage de l’eau entre le Canada et les États-Unis dans les bassins des rivières St. Mary et Milk vient de franchir la première étape et d’ouvrir ainsi la voie au travail de terrain dans le courant de la prochaine année.

En vertu du Traité relatif aux eaux limitrophes de 1909 et d’un décret subséquent de la CMI daté de 1921, les États-Unis et le Canada doivent se partager équitablement l’eau des deux rivières afin que les collectivités et le secteur agricole aient l’eau dont ils ont besoin.

Un canal reliant les deux rivières aide à faire passer l’eau de la St. Mary – qui s’écoule au nord des Rocheuses dans le Montana, en direction de l’Alberta – vers la rivière Milk, qui s’écoule vers depuis le Montana, en direction de l’Alberta, avant de revenir au Montana. Étant donné que le débit naturel de la rivière Milk peut être faible durant les mois d’été, le canal sert à augmenter le volume d’eau mis à disposition des utilisateurs agricoles qui en ont besoin pour irriguer leurs terres.

Le débit naturel et le volume d’eau nécessaires aux irrigateurs sont estimés par les agents régulateurs de la CMI (pour les deux rivières) qui sont nommés par les gouvernements des deux pays. Ces agents veillent en permanence à ce que ces estimations soient les plus précises possible.

Cela étant, en 2018, la CMI a financé une étude dans le cadre de son Initiative internationale sur les bassins hydrographiques pour favoriser l’application d’une méthode de télédétection mise au point par une équipe de scientifiques de l’United States Geological Survey (USGS), au Earth Resources Observation Science Center de l’USGS, appelée Operational Simplified Surface Energy Balance. Grâce à l’imagerie satellitaire, associée à des visites sur le terrain, l’équipe sera en mesure de mieux déterminer la quantité d’eau dont les cultures et les irrigateurs ont actuellement besoin.

Les satellites Landsat que les États-Unis ont commencé à mettre en orbite au début des années 1980 sont la clé de ce projet. Grâce aux données collectées par ces satellites, l’équipe travaillant sur le projet avec l’USGS a rassemblé des données de 1985 à 2020, précise Roy Sando, spécialiste de la télédétection et des SIG au USGS Wyoming-Montana Water Science Center.

« Essentiellement, nous pouvons utiliser l’imagerie satellitaire pour déterminer la quantité d’eau utilisée par les récoltes », dit M. Sando. « Étant donné que Landsat a une couverture mondiale, nous contournons la nécessité pour chaque pays de faire ses propres rapports, puis nous essayons de fusionner ces renseignements. »

Au cours de cette première phase d’une série de trois, qui s’est terminée cet automne, l’équipe a établi des estimations annuelles de la quantité d’eau utilisée par les cultures dans les bassins des rivières St. Mary et Milk, à partir de ces 35 années de données, afin de prouver que ce projet est largement réalisable.

L’effondrement du canal St. Mary en mai a modifié la charge de travail pour 2020, car l’équipe du projet a accordé la priorité à la collecte de données sur l’utilisation de l’eau au Canada. Comme le canal n’était plus en mesure d’apporter le supplément d’eau nécessaire à la rivière Milk, il a été possible de recueillir des renseignements sur la façon dont l’utilisation de l’eau et les régimes d’irrigation au Canada ont changé quand le débit de la rivière a été réduit à son régime estival naturel. Le canal a été réparé et remis en service le 14 octobre, date à laquelle une cérémonie d’inauguration a eu lieu et où débit de la rivière a repris.

La deuxième phase du projet doit commencer d’ici la fin de l’année et les membres de l’équipe visiteront des endroits des deux côtés de la frontière pour faire l’inventaire de tous les champs irrigués du bassin. Ils catalogueront les cultures qui y sont cultivées, le type d’irrigation utilisé, le type de sol dans lequel les plantes poussent et synchroniseront les relevés avec les données des satellites.

La troisième et dernière étape consistera à rassembler l’information dans un outil en ligne que les irrigateurs et les gestionnaires de l’eau pourront utiliser pour faciliter la répartition, décrire la prise de décisions concernant la répartition et voir comment les différentes conditions climatiques et hydriques peuvent influer sur la façon dont l’eau est utilisée dans la région.

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Heath Caldwell, assistant sur le terrain de l’USGS, identifie et cartographie les champs irrigués au Montana. Source : USGS Wyoming-Montana Water Science Center

Ce processus devrait être plus précis que les anciennes méthodes de mesure de l’utilisation de l’eau. Ces anciennes méthodes reposaient sur un « coefficient de culture », précise M. Sando, selon lequel les agents régulateurs déterminaient essentiellement une valeur unique de l’eau utilisée en fonction d’un champ entier de cultures. La nouvelle approche leur permettra d’obtenir des valeurs d’utilisation de l’eau à une plus petite échelle, plus près du temps réel – selon des blocs d’une centaine de mètres dans tout le bassin.

Ce projet est principalement conçu pour tenir compte de la saison de croissance dans le réseau St. Mary-Milk, ajoute M. Sando, car il se fait peu d’irrigation en dehors de la période de mai à octobre dans le bassin.

Outre l’effondrement inattendu du canal en mai, ce projet a connu d’autres problèmes. La pandémie de COVID-19 a provoqué la fermeture de la frontière entre le Montana et l’Alberta pendant des mois, ce qui pourrait obliger des équipes distinctes à faire le travail dans les deux pays. Joanna Thamke, directrice associée du centre du Wyoming-Montana Water Science Center et représentante sur le terrain de l’agent régulateur des États-Unis, John Kilpatrick, fait remarquer que les relevés sur le terrain sont habituellement effectués par des équipes de deux, soit un conducteur et un pointeur muni d’une tablette. Selon Mme Thamke, il est désormais plus probable qu’une seule personne accomplira les deux tâches en raison de la pandémie, en installant la tablette sur le tableau de bord et en s’arrêtant périodiquement pour entrer les données.

De plus, l’imagerie satellitaire peut être obscurcie par les nuages ou la fumée, précise M. Sando, ce qui exige le recours à une modélisation statistique pour combler les lacunes subséquentes que cela peut causer. Enfin, les ensembles de données canadiens ont besoin d’une méthodologie différente pour être correctement intégrés au bilan énergétique de surface simplifié de l’USGS, qui est toujours en cours. Malgré ces défis, le projet de télédétection et les outils en ligne devraient être achevés d’ici 2024.

Le projet de télédétection est dirigé par l’USGS, mais il bénéficie du soutien et de la participation de plusieurs autres organismes et organisations, notamment le Montana Department of Natural Resources and Conservation, l’Alberta Environment and Parks, Relevés hydrologiques du Canada et la Water Security Agency de la Saskatchewan.

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Kevin Bunch

Kevin Bunch is a writer-communications specialist at the IJC’s US Section office in Washington, D.C.

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