Supervision par :

Christophe Kinnard (Membre régulier)

Co-supervision par :

Alexandre Roy (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Influence de l'équivalent en eau de la neige et des conditions de gel du sol sur l'hydrologie printanière dans le domaine agricole dérivée des données radar à synthèse d'ouverture combinées, des observations sur le terrain et de la modélisation hydrologique

Introduction: Il y a un besoin urgent dans le sud du Québec d'améliorer les prévisions à court terme (jours) et à long terme (semaines à mois) des crues printanières. Étant donné qu'une grande partie (60 à 80%) des volumes d'inondation printanière proviennent de la fonte des neiges, la surveillance de l'équivalent en eau de neige (SWE - la quantité totale d'eau contenue dans le manteau neigeux) est essentielle pour mieux anticiper la gravité des inondations printanières. De plus, le gel du sol à l'automne et au début de l'hiver peut limiter l'infiltration d'eau de fonte et de pluie dans le sol pendant la fonte des neiges, favorisant le ruissellement de surface et les inondations plus importantes. Les observations de SWE et encore plus de gel du sol sont rares, à la fois dans le temps et dans l'espace. La haute résolution spatiale (22 m) et le faible temps de revisite (6 jours) du satellite Sentinel 1 (Agence spatiale européenne) offrent de nouvelles possibilités de surveiller les conditions de gel de la neige et du sol dans les régions froides, et d'utiliser ces données pour améliorer les prévisions hydrologiques, principalement pendant la saison de la fonte des neiges au printemps. Objectifs: Ce projet examinera la possibilité d’utiliser des images SAR pour cartographier la SWE et les conditions de gel du sol dans le sud du Québec, au Canada, afin d’améliorer la simulation des inondations printanières. Des objectifs spécifiques sont: Développer une approche de détection des changements temporels du sol gelé en utilisant le coefficient de rétrodiffusion (σ0) de la constellation Copernicus Sentinel-1 (deux satellites : 1A et 1B). Produire des algorithmes de récupération de SWE et SD à partir du rapport de polarisation croisée tout au long de l'hiver dans les zones ouvertes. Développer des approches simples pour assimiler les cartes d'ETS et de sols gelés dans un modèle hydrologique afin d'améliorer les simulations de débit des cours d'eau au printemps dans le sud du Québec. Sites d'études: L’étude de cas de ce projet est située dans les régions agricoles du sud du Québec, principalement dans les municipalités de Sainte-Marthe et Saint-Maurice. Des sites de recherche seront instrumentés et surveillés pour bien représenter les caractéristiques hétérogènes de la température du sol (Tsol) dans un domaine agricole. Matériel et méthodes: Les mesures de la température du sol, de l'épaisseur de la neige et de la SWE pour l'étalonnage des données seront recueillies simultanément avec les acquisitions du satellite Sentinel-1 SAR. La température près de la surface (5 cm) sera surveillée à l'aide de l'installation de microblogueurs de la température du sol sur le site à l'automne 2020. Les mesures de la profondeur de la neige et de la SWE seront mesurées plusieurs fois tout au long de l'hiver sur ces sites à l'aide de fosses à neige et de carottage. Dans le cadre de cette recherche, non seulement les sols gelés et les algorithmes SWE seront développés et validés dans les terres agricoles du sud du Québec, mais aussi dans les régions agricoles du nord avec des latitudes plus élevés. Références

Coordonnées des sites de recherche