Assembler les pièces - et s'assurer qu'elles s'emboîtent les unes dans les autres
Les provinces, les territoires et les collectivités locales du Canada collectent des données sur les eaux souterraines et les eaux de surface. Mais il y a peu de normalisation et, de toute façon, les systèmes hydrologiques n'obéissent pas aux frontières politiques. C'est pourquoi l'hydrogéologue Eric Kessel et ses collègues travaillent d'arrache-pied pour réunir ces ensembles de données disparates dans une vue harmonisée pour Canada1Water.
"Jesuis extrêmement fier du travail que nous accomplissons, car nos ensembles de données fondamentales permettront à terme de répondre à des questions importantes sur les ressources en eau pour l'ensemble du pays".
Eric Kessel est hydrogéologue à Aquanty responsable de l'homogénéisation des ensembles de données provinciales/territoriales et à l'échelle des bassins versants de Canada1Water en vue de leur utilisation dans des modèles hydrologiques.
Les travaux de M. Kessel ont porté principalement sur les sols qui, au Canada, peuvent être minéraux, organiques ou constitués de tourbe, chacun ayant ses propres propriétés hydrauliques, c'est-à-dire la façon dont l'eau y migre. Comme les cartes pédologiques existantes ne couvrent pas toutes les permutations, Kessel et ses collègues de l'équipe Canada1Water ont passé près de 18 mois à combler les lacunes.
"La construction et la gestion de ce type d'ensembles de données nécessitent des compétences techniques géospatiales approfondies", explique M. Kessel. "Je suis extrêmement fier du travail que nous accomplissons, car nos ensembles de données fondamentales permettront en fin de compte de répondre à des questions importantes sur les ressources en eau pour l'ensemble du pays".
Combler les lacunes
Les cartes de sols existantes, issues de l'apprentissage automatique, détaillent les textures et autres propriétés des sols minéraux, et l'équipe de Canada1Water les a traitées à l'aide d'outils établis afin de dériver les propriétés hydrauliques des sols de tout le pays. Malheureusement, comme l'explique M. Kessel, les cartes des sols minéraux ne représentent pas les affleurements rocheux ni les sols organiques et tourbeux.
"Les zones humides et les tourbières représentent environ 12 % de la superficie totale du pays, et les affleurements rocheux 14 %", explique M. Kessel. "Elles doivent toutes être prises en compte car elles stockent et évacuent l'eau différemment des sols minéraux.
Pour intégrer ces importantes caractéristiques hydrologiques, l'équipe a créé de nouvelles cartes d'affleurements rocheux et de tourbières en 3D et les a fusionnées avec les cartes pédologiques existantes. Les affleurements rocheux ont été délimités à l'aide d'une combinaison de cartes de géologie superficielle et de couverture du sol, tandis que les tourbières ont été déterminées à l'aide de cartes vectorielles des tourbières et de produits de tourbières générés par apprentissage automatique. La profondeur de la tourbe a été estimée à partir de la teneur en sol organique dans la couverture de la tourbière.
"Nous avons calculé la moyenne verticale des nouvelles cartes pédologiques et les avons utilisées pour attribuer des valeurs de porosité et de conductivité hydraulique saturée aux couches de sol modélisées", explique M. Kessel.
La recherche de la granularité
PERCEPTION DE LA PROFONDEUR - L'équipe de Canada1Water a intégré des cartes personnalisées à des ensembles de données existants pour créer des modèles précis de la composition du sol à différentes profondeurs dans tous les coins du pays.
La plupart des données mondiales sur les sols ont une résolution d'environ 1 kilomètre carré. Les modèles de sol de Canada1Water sont beaucoup plus fins, avec une résolution de 250 mètres carrés. Les utilisateurs pourront "zoomer" pour obtenir une image précise des propriétés du sol au niveau du bassin versant ou de la municipalité.
"Cette fonctionnalité télescopique deviendra de plus en plus importante lorsque nous commencerons à répondre aux questions relatives aux ressources en eau, de l'échelle régionale à l'échelle nationale", explique M. Kessel.
Chaque pixel des cartes de sol maillées est suffisamment détaillé pour définir les courbes de rétention d'eau et de conductivité hydraulique non saturée, ce qui contribuera à réduire le temps de prétraitement pour de nombreux modélisateurs hydrologiques.
Une ressource pour tout le pays
L'assemblage des données des cartes pédologiques a pris plus d'un an. Lorsque l'initiative Canada1Water sera terminée, toutes les données compilées seront rendues publiques.
"Je sais que le travail acharné que nous accomplissons aujourd'hui continuera d'être utilisé dans le cadre d'initiatives futures", déclare M. Kessel. "Je suis personnellement très enthousiaste à l'idée des collaborations que nous pourrons établir avec les chercheurs et les décideurs du secteur de l'eau dans tout le Canada.
"La fonctionnalité télescopique de la plateforme deviendra de plus en plus importante lorsque nous commencerons à répondre aux questions relatives aux ressources en eau, de l'échelle régionale à l'échelle nationale.