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Pourquoi l'humidité du sol est-elle si importante ?
L'humidité du sol est un indicateur permettant de détecter et d'identifier à un stade précoce les périodes de sécheresse. Elle est déjà mesurée aujourd'hui par certains cantons et instituts de recherche. Cependant, les réseaux de mesure existants diffèrent dans leur structure, au niveau des capteurs utilisés et des profondeurs de mesure. Le réseau national de mesure reliera les mesures actuelles d’ici 2027 et les complétera si nécessaire. Cela permettra de créer un ensemble de données aussi complet et uniforme que possible pour l’ensemble de la Suisse.
Les données sont transmises toutes les 10 minutes à la banque de données de MétéoSuisse. Elles constituent la base de la plateforme nationale sur la sécheresse lancée en mai. Trois offices fédéraux sont impliqués dans ce projet : l'Office fédéral de l'environnement (OFEV), l'Office fédéral de météorologie et de climatologie (MétéoSuisse) et l'Office fédéral de topographie (swisstopo). Ils ont été chargés de mettre en place un système suisse de détection précoce et d'alerte en cas de sécheresse. Le nouveau réseau de mesure de l'humidité du sol fait partie de ce projet. Le système vise à informer à temps les autorités, des secteurs tels que l'agriculture, la sylviculture ou l'énergie, ainsi que la population des risques de sécheresse.
Le réseau national de mesure de l'humidité du sol
D'ici 2027, au moins 20 stations, réparties dans toute la Suisse, formeront un réseau national de mesure de l'humidité du sol. L'Institut fédéral de recherche WSL et l'ETH Zurich ont déjà installé de nouvelles stations dans six forêts et en assurent depuis la gestion. Parallèlement, on a complété l’équipement de six stations automatiques SwissMetNet existantes de MétéoSuisse, situées dans des prairies. Au moins huit stations supplémentaires de ce type doivent être équipées d'ici fin 2027. Simone Bircher, de MétéoSuisse, coordonne la mise en place de ce nouveau réseau de mesure en tant que cheffe de projet.
Voici comment se passe l'installation
L'installation d'une station de mesure de l'humidité du sol se déroule en plusieurs étapes. Tout d'abord, les emplacements ont été soigneusement choisis. On a veillé à ce que le sol soit le moins perturbé possible et représentatif de la région. Cette exigence a été assurée par le prélèvement préalable d'échantillons pédologiques sur chaque site potentiel du réseau de mesure. Les prélèvements ont été effectués par le Centre de compétence pour les sols.
Le jour de l'installation des capteurs, on creuse tout d’abord le profil du sol, puis on met en place l'infrastructure de mesure (gaines de câbles, puits de contrôle et fondation en béton pour l'armoire électrique). L'alimentation électrique 230 V et la mise à la terre sont reliées depuis les raccordements existants jusqu'à l’armoire électrique. La carte électronique avec le système d'enregistrement/transmission des données IoT est installée et raccordée dans l'armoire électrique. Le centre de compétence pour les sols examine ensuite les couches de sol dans le profil excavé, prélève des échantillons pour des analyses en laboratoire et mesure la vitesse d'infiltration de l'eau. Cette caractérisation du sol est essentielle pour interpréter correctement les valeurs mesurées ultérieurement, ainsi que pour calibrer et valider les modèles.
Une fois la description pédologique terminée, l'installation des capteurs peut commencer. Différents types d'appareils sont placés à différentes profondeurs (de 5 cm à 1 m) en deux exemplaires afin d'obtenir une image détaillée du régime hydrologique du sol.
Les câbles des capteurs installés sont d'abord tirés à travers les gaines de protection jusqu'à un puits de contrôle. De là, ils sont ensuite acheminés vers l'armoire électrique. Le puits de contrôle garantit l'accessibilité ultérieure des câbles et facilite un acheminement ordonné. Tous les instruments sont testés avant que le profil de sol excavé ne soit remblayé et compacté autant que possible jusqu’à la densité originelle du sol. Une fois enfouis, les capteurs restent intacts dans le sol pendant environ 10 ans.
Une fois les capteurs installés, les câbles des capteurs doivent être connectés aux modules IoT du système d'enregistrement des données. Afin d'économiser les ressources, l’équipe IoT n’est pas présente lors de l'installation, mais planifie le raccordement des capteurs d'humidité du sol à une date légèrement ultérieure. Une fois que tout est installé et correctement configuré, les données de mesure sont transmises par les enregistreurs à la banque de données de MétéoSuisse via le modem de l'armoire électrique, le réseau mobile et les services cloud. Un contrôle automatique de la qualité des données est alors mis en place. À l'avenir, d'autres produits liés à l'humidité du sol seront développés à partir des données mesurées. Ceux-ci devraient être mis à disposition en 2028/2029 sur la plateforme nationale sur la sécheresse et sous forme de Open Government Data, afin d'être utilisables par tout un chacun.