Comprendre le fonctionnement du système de prévisions hydrologiques BWI
BWI rassemble les informations issues de différentes sources : satellites d’observation (notamment les données et ressources spatiales européennes, telles que celles du programme Copernicus), stations hydrométriques, prévisions et données météorologiques, observations locales. Cette diversité garantit un socle solide et représentatif. Cette étape est détaillée ci-dessous.
Toutes les données sont centralisées et organisées dans un entrepôt sécurisé, localisé sur le territoire français. Cette structure permet de conserver un historique complet et de faciliter leur exploitation à grande échelle.
Ensuite, BWI met en œuvre des modèles hydrauliques et hydrologiques avancés sur ces données afin de compiler une première série de résultats. Les données collectées sont ingérés dans des modèles capables de simuler le comportement des rivières sur chaque bassin versant ayant fait l’objet d’une digitalisation. Ces modèles traduisent la complexité naturelle en résultats exploitables, et nécessitent un entraînement en amont de la mise en production du système.
BWI utilise également l’apprentissage automatique, par réseaux de neurones, pour affiner les résultats produits dans le temps, afin que les prévisions comprennent l’accélération récente du changement climatique et ses impacts sur la disponibilité des ressources en eau.
Cette combinaison de données, de modélisation et d’apprentissage automatique permet à BWI de fournir des prévisions aussi fiables que possible, en continu. Les prévisions deviennent, au service de ses usagers, un outil supplémentaire pour anticiper, gérer et sécuriser l’usage de l’eau.
BWI utilise des systèmes satellitaires pour rassembler plusieurs données et définir les paramètres naturels de la zone digitalisée : modèle numérique de terrain, occupation et humidité des sols, etc. Plus précisément, BWI s’appuie sur la base EU-Hydro River Network de Copernicus pour la topologie des rivières en Europe. BWI utilise également CORINE Land Cover et EU-DEM pour la paramétrisation des unités de réponse hydrologique et la délimitation des bassins versants. Enfin, BWI intègre les données météorologiques ECMWF ERA5/IFS dans ses modèles hydrologiques semi-distribués appliqués aux stations virtuelles.
Des radars et stations météo sont également sollicités pour collecter des informations sur les prévisions météorologiques locales, en amont et en aval du point d’observation.
De plus, des stations hydrométriques physiques, soit de l’électronique localisée le long des cours d’eau, mesurent in situ le débit et la hauteur d’eau du bassin versant. Ces données sont nécessaires à l’entraînement et à la validation du modèle BWI.
Les stations virtuelles de BWI permettent de livrer des données hydrologiques par voie numérique grâce à l’exploitation de données spatiales comme locales. Cet outil développé par BWI est présenté plus en détails ci-dessous :
Une station virtuelle désigne un point du réseau hydrographique sur lequel des informations hydrologiques (débits & hauteurs) sont estimées. La station virtuelle est librement placée sur le réseau hydrographique par son utilisateur, mais elle n’existe pas physiquement sur le terrain et ne nécessite pas d’instrumentation physique sur place. Elle permet ainsi d’élargir le maillage du réseau hydrographique en toute simplicité.
Chaque station virtuelle délivre des projections aussi fiables que possible sur un horizon allant jusqu’à 10 jours. Cette visibilité à court terme aide les acteurs à anticiper les risques et à optimiser la gestion de la ressource hydrique.
Les stations virtuelles peuvent recomposer de la connaissance hydrologique et fournir des courbes de débits classés. Ces courbes et leurs séries temporelles font état de la fréquence et l’intensité des écoulements sur plusieurs années voire décennies passées. Ces informations facilitent la comparaison des régimes hydrologiques et le suivi de leur évolution dans le temps.
Grâce à une API simple à utiliser et bien documentée, les données issues des stations virtuelles s’intègrent directement dans les outils existants des clients de BWI (SCADA, SIG,…). Pas besoin de nouveaux logiciels, ni de bouleversements dans vos systèmes ! pour faire un usage optimal de vos prévisions hydro.
Le recours à des stations virtuelles BWI et à la digitalisation des bassins versants permet de nouvelles applications, incluant notamment la mise en place de systèmes d’alertes précoces, l’aide à la décision d’arbitrage sur la ressource (par exemple entre irrigation et énergie) en période de tension sur la ressource, ou encore la sécurisation de chantiers de construction d’ouvrages hydrauliques.
Les stations virtuelles éliminent les contraintes des dispositifs matériels : les stations virtuelles se déploient instantanément, offrent des données en temps réel et prévisionnelles, et bénéficient de l’apprentissage automatique. Par ailleurs, les stations virtuelles ne sont pas sensibles aux risques subis par les stations présentes sur le terrain : pannes, dérive, dégradations, vols, etc. Leur liberté de positionnement, par leurs usagers, sur le réseau hydrographique et leur pilotage à distance font d’elles une alternative moderne et efficace aux stations physiques traditionnelles. Cependant, les stations virtuelles ne remplacent pas les stations physiques, qui sont indispensables : les stations virtuelles viennent compléter les infrastructures existantes, en les densifiant et en renforçant leurs fonctionnalités, ceci de manière compétitive, agile et concertée.
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