Maîtriser la technologie permettant de prévoir les flux de saison sèche à la frontière Vietnam-Chine

Dans un contexte d'impacts de plus en plus profonds du changement climatique et de fluctuations imprévisibles du système fluvial international, la prévision du débit de la saison sèche du fleuve Rouge, en particulier de la partie en amont située hors du territoire vietnamien, est devenue une nécessité urgente pour garantir la sécurité hydrique et le bon fonctionnement des réservoirs.

Partant de ce constat, l'équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé Dr. Nguyen Tien Giang (Université des sciences naturelles, Université nationale du Vietnam, Hanoï) a mis en œuvre le projet « Recherche sur le développement de méthodes et de technologies pour prévoir le débit de la saison sèche, sur une période de 10 jours, de mois et de saison à la frontière Vietnam-Chine » en 36 mois (janvier 2023 - décembre 2025), dans le cadre du programme 562 du ministère des Sciences et de la Technologie .

Aperçu de l'atelier scientifique présentant les résultats du projet « Recherche sur le développement de méthodes et de technologies de prévision des débits de saison sèche à la frontière Vietnam-Chine (périodes de 10 jours, mensuelles et saisonnières) ». (Photo : Ministère des Sciences et des Technologies)

Création d'une plateforme de données moderne et de technologies de prévision pour la rivière Rouge

Le système du fleuve Rouge et de la rivière Thai Binh constitue le deuxième plus grand bassin hydrographique du Vietnam et joue un rôle stratégique sur les plans économique, politique et hydrique. Cependant, plus de la moitié du débit en saison sèche se situant en territoire chinois, les prévisions sont complexes en raison du manque de données hydrométéorologiques en amont, tandis que l'exploitation de plusieurs barrages hydroélectriques en Chine modifie constamment le régime d'écoulement naturel.

Les modèles traditionnels de précipitations et de débits ne sont plus adaptés. La question est la suivante : comment réaliser des prévisions précises en l’absence quasi totale de données en amont ?

Partant de ce constat, l'équipe de recherche a abordé le problème en combinant des méthodes modernes : données de télédétection, images satellitaires, données de réanalyse et modèles hydrologiques, le tout associé à des algorithmes d'apprentissage automatique avancés. Outre la prévision, l'équipe a également constitué le premier jeu de données complet sur le cours supérieur du fleuve Rouge en Chine, comblant ainsi une lacune de nombreuses années dans le secteur vietnamien des ressources en eau.

À partir de ces explications, le sujet définit trois objectifs principaux : constituer une base de données sur les conditions géographiques naturelles et le système des principaux réservoirs (caractéristiques, procédures d’exploitation, etc.) dans la partie supérieure du bassin du fleuve Rouge, dans la province du Yunnan, en Chine ; évaluer l’évolution du régime hydrologique dans la partie supérieure du bassin du fleuve Rouge sous l’effet du changement climatique et du système des principaux réservoirs en Chine ; élaborer une méthode et une technologie permettant de prévoir le débit d’étiage sur une période moyenne de 10 jours, de mois et de saisons jusqu’à la frontière sino-vietnamienne ; et mettre en œuvre un programme pilote dans un sous-bassin spécifique du bassin du fleuve Rouge. Des pistes de solutions pour minimiser les dommages causés par les variations du débit d’étiage sont également proposées, sur la base d’une analyse approfondie de sept axes de recherche.

L'objectif de cette recherche est de reproduire les conditions naturelles, les systèmes de réservoirs, les fluctuations du niveau d'eau, la superficie des réservoirs et les modifications du régime hydrologique sous l'effet du développement socio-économique et du changement climatique. L'équipe a développé une plateforme WebGIS permettant de stocker, simuler et visualiser les données en temps réel, facilitant ainsi la consultation, l'analyse et la gestion des réservoirs. Cet outil est accessible en ligne, utilise des données ouvertes et est totalement indépendant des droits d'auteur des logiciels commerciaux.

La combinaison d'algorithmes d'apprentissage automatique améliore la précision des prévisions en saison sèche

Lors de la mise en œuvre du projet, l'équipe a utilisé des images satellitaires à haute résolution (Sentinel, Landsat, MODIS et NICFI 5 m), combinées à des données altimétriques satellitaires, afin de déterminer la superficie et le niveau d'eau des réservoirs en amont, une zone pour laquelle le Vietnam ne dispose d'aucune donnée de suivi direct. Ce processus a été testé sur plusieurs réservoirs vietnamiens avant d'être étendu à 15 grands réservoirs de la région du Yunnan (Chine), permettant ainsi de calculer l'évolution des réserves et des débits au fil du temps.

Parallèlement, un système de modèles de prévision des précipitations intra-saisonnières et saisonnières est dédié au cours supérieur du fleuve Da, zone amont la plus importante du système du fleuve Rouge. Ces modèles permettent de prévoir les précipitations sur une période de 90 à 180 jours, avec un pas de temps de 10 à 30 jours, et servent de données d'entrée pour la simulation du débit en saison sèche.

L’équipe a notamment développé un ensemble de modèles de prévision des débits, fondés sur la combinaison de plus de 10 algorithmes d’apprentissage automatique et de modèles hydrologiques physiques. Il en résulte trois modèles de prévision optimaux à des horizons de 1, 3 et 6 mois, ainsi qu’un modèle hybride combinant données et physique. Ces modèles permettent le calcul du débit moyen sur 10 jours, une exigence obligatoire de la procédure d’exploitation interréservoir de la rivière Rouge, établie en vertu de la décision 740/QD-TTg.

Mesure des données de débit du cours supérieur de la rivière Da à Pac Ma, Muong Te, Lai Chau, dans le cadre du projet de recherche. (Photo : Science et Technologie)

Le professeur agrégé Nguyen Tien Giang a déclaré que l'application de l'apprentissage automatique à la prévision des débits fluviaux a donné des résultats initiaux encourageants, avec une précision supérieure aux méthodes traditionnelles, et particulièrement efficace en cas de pénurie de données . L'ensemble technologique de prévision des débits en saison sèche est en cours de calibration et de test, et sera bientôt mis à l'épreuve sur le terrain, promettant d'ouvrir une nouvelle voie dans la gestion des ressources en eau transfrontalières.

Ce projet revêt également une importance fondamentale pour la planification des stratégies de sécurité hydrique. Pour la première fois, le Vietnam peut estimer, simuler et prévoir le débit du cours supérieur du fleuve Rouge au-delà de son territoire, sans avoir à partager ces données avec la Chine – une pratique que de nombreux pays riverains de fleuves internationaux doivent encore adopter pour assurer une gestion proactive.

Les résultats contribueront à compléter la base de données sur la rivière Rouge ; à appuyer les opérations des réservoirs, l’allocation des ressources en eau, la réponse à la sécheresse dans le delta de la rivière Rouge ; et à fournir des arguments scientifiques pour de futures études ou négociations liées à la coopération dans la gestion du bassin de la rivière Rouge.

Grâce à une approche systématique, des technologies modernes et des données développées de manière indépendante, ce projet représente une avancée majeure dans la maîtrise des informations en amont et l'amélioration des capacités de prévision et de gestion des ressources en eau du bassin du fleuve Rouge. Largement appliqués, les résultats de cette recherche serviront non seulement les objectifs scientifiques, mais jetteront également les bases d'un développement durable du delta nord face aux défis croissants liés aux ressources en eau.

Thuy Linh

Source : https://vtcnews.vn/lam-chu-cong-nghe-du-bao-dong-chay-mua-can-den-bien-gioi-viet-trung-ar991988.html