Une équipe de chercheurs a mis en œuvre une technique avancée pour évaluer simultanément la profondeur et la qualité de l’eau des réservoirs. Cette innovation pourrait changer la donne dans la gestion des ressources en eau.
Un incident tragique récent a vu environ 100 éléphants en Afrique périr en raison d’un accès insuffisant à l’eau.
Le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE) avertit que près de 2,5 milliards de personnes dans le monde pourraient être confrontées à une pénurie d’eau d’ici 2025. Face à ces défis pressants, il devient crucial d’adopter des mesures globales pour gérer la qualité et la quantité d’eau.
La recherche
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Jonghun Kam et le doctorant Kwang-Hun Lee de la Division des sciences et de l’ingénierie environnementales de l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a mis en œuvre une technique avancée utilisant un véhicule de surface non habité pour évaluer simultanément les profondeurs d’eau des réservoirs et les concentrations de nitrate (NO3-) à partir de la surface de l’eau des réservoirs.
Les résultats de leur recherche ont été présentés dans Water Resources Research, une revue internationale dédiée à l’environnement de l’eau.
Les implications
La gestion efficace des ressources en eau nécessite une double surveillance de la concentration en nitrate et de la profondeur de l’eau. Ces mesures peuvent toutefois varier considérablement en fonction du moment et du lieu de l’évaluation. La mesure traditionnelle de la profondeur de l’eau, généralement prise en un seul point, introduit une incertitude dans l’estimation du volume total d’eau du réservoir.
Récemment, des dispositifs ou instruments non habités ont été introduits pour relever ce défi, mais la mesure simultanée de la concentration en nitrate et de la profondeur de l’eau s’est avérée difficile.
La solution
L’équipe de recherche a réussi à mesurer simultanément la concentration en nitrate et la profondeur de l’eau à l’aide d’un véhicule de surface non habité.
Au cours d’une année, à partir de 2021, un bateau non habité équipé de capteurs électrochimiques et de capteurs de profil de courant Doppler acoustique a été utilisé pour mesurer la concentration en nitrate et la profondeur de l’eau dans un réservoir (Daljeonji) à Pohang, dans la province du Nord Gyeongsang en Corée du Sud.
Les 30 mesures ont révélé des variations saisonnières avec des niveaux de nitrate allant de 1 tonne à 4 tonnes. Après de fortes pluies, la quantité de nitrate observée était jusqu’à 17% inférieure aux lectures précédentes en raison de l’expansion rapide de l’eau. Ces résultats soulignent l’importance de prendre en compte le moment et les conditions météorologiques dans les évaluations de la qualité de l’eau, car les mesures peuvent conduire à une surestimation ou une sous-estimation.
En synthèse
Cette recherche a permis de développer une technologie capable de mesurer simultanément la concentration en nitrate et la profondeur de l’eau. Malgré une période de mesure d’un an et la limitation de l’étude à Pohang, son importance réside dans le développement indépendant de cette technologie.
Le professeur Jonghun Kam, qui a dirigé la recherche, a déclaré : « Notre étude a défini à la fois les possibilités et les contraintes de l’utilisation de la robotique non habitée dans la recherche sur l’environnement de l’eau ».
Il a ajouté : « Il est prévu que cette recherche fournira un cadre directeur pour le développement de la prochaine génération du système de gestion des ressources en eau nationales de la Corée, en exploitant des technologies avancées comme les véhicules aériens non habités pour améliorer la précision des prédictions et optimiser la gestion de l’eau »
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la concentration en nitrate et pourquoi est-elle importante ?
La concentration en nitrate est une mesure de la quantité de nitrate présente dans l’eau. Les nitrates, provenant des nutriments atmosphériques et du sol, entrent dans les cours d’eau par diverses voies. Lorsque leur niveau devient excessif, ils peuvent poser une menace potentielle pour les écosystèmes aquatiques et la biodiversité.
Qu’est-ce qu’un véhicule de surface non habité ?
Un véhicule de surface non habité est un type de robotique qui peut être utilisé pour effectuer des tâches sans intervention humaine. Dans ce cas, il a été utilisé pour mesurer simultanément la concentration en nitrate et la profondeur de l’eau dans un réservoir.
Quelle est l’importance de cette recherche ?
Cette recherche est importante car elle a permis de développer une technologie capable de mesurer simultanément la concentration en nitrate et la profondeur de l’eau. Cela pourrait avoir des implications significatives pour la gestion des ressources en eau à l’avenir.
Quels sont les défis associés à cette recherche ?
Un des principaux défis de cette recherche est la variabilité des mesures en fonction du moment et du lieu de l’évaluation. De plus, la mesure simultanée de la concentration en nitrate et de la profondeur de l’eau s’est avérée difficile.
Quelles sont les prochaines étapes de cette recherche ?
Les prochaines étapes de cette recherche incluent le développement de la prochaine génération du système de gestion des ressources en eau nationales de la Corée, en exploitant des technologies avancées comme les véhicules aériens non habités pour améliorer la précision des prédictions et optimiser la gestion de l’eau.
Références
Article : « High Resolution Mapping of Nitrate Loads of a Reservoir Using an Uncrewed Surface Vehicle: Potential Opportunities and Challenges » – DOI : 10.1029/2023WR034665
