24 juin 2019
Vue d'un satellite en orbite au-dessus de la terre
NASA
Depuis plusieurs années, des chercheurs ont mis en évidence des corrélations entre la température du sous-sol et certaines caractéristiques bien visibles par satellite : le niveau d’urbanisation, la couverture neigeuse, ou encore la température de surface du sol. Récemment, le Cerema a contribué, en collaboration avec l'Université d'Ingolstadt, le Karlsruhe Institut of Technology, et l’Université de San Diego Californie, au développement d’une méthode d'estimation de la température du sous-sol grâce au traitement d'images satellites. Cette méthode peut être particulièrement utile dans le cadre de l’estimation du potentiel géothermique basse énergie d’un secteur urbanisé. Explications :

La température du sous-sol et des eaux souterraines est un paramètre clé pour évaluer et cartographier le potentiel géothermique basse énergie. En particulier, les îlots de chaleur souterrains causés par l’urbanisations créent une potentialité supplémentaire pour une exploitation en chauffage, et sont dans le même temps moins favorables à une exploitation en refroidissement.

Le problème est que les données de température du sous-sol (entre 0 et 200 m de profondeur) sont très limitées. Il est donc possible de recourir à des techniques d’interpolation pour combler cette lacune, mais plusieurs facteurs limitent la représentativité des résultats : notamment la variabilité de l'occupation du sol et le niveau d’urbanisation.

Or, puisque les conditions thermiques de surface et du proche sous-sol sont corrélées, les données satellites peuvent être utilisées pour estimer la température du proche sous-sol. Ce travail est décrit en détail dans un article publié en juin 2019 dans la revue Geofluids. Pour estimer les températures souterraines, les auteurs ont combiné les informations relatives à la température de surface du sol, au niveau d’urbanisation, à l’enneigement annuel, et à l’évapotranspiration (Figure 1). La démarche a été appliquée à la région parisienne (2000 km² environ) où elle fait apparaitre des îlots de chaleur souterrains de plusieurs degrés.

Schéma de la méthode d'estimation développée
Schéma de la méthode d'estimation développée (Hemmerle et al., 2019)

 

La fiabilité des résultats obtenus par l’application de la méthode est prometteuse et permet d’obtenir une représentation raffinée du niveau de sollicitation thermique du sous-sol et des eaux souterraines. Le développement de cette méthode se poursuit afin de la rendre plus robuste, plus précise, transposable à d’autres objectifs et applicable par tous. A suivre.

 

En savoir plus :

Hemmerle, H., Hale, S., Dressel, I., Benz, S. A., Attard, G., Blum, P., & Bayer, P. (2019). Estimation of Groundwater Temperatures in Paris, France. Geofluids, 2019.

Bayer, P., Attard, G., Blum, P., & Menberg, K. (2019). The geothermal potential of cities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 106, 17-30.