La CVH de Guyane et Météo-France, 2 partenaires au service de la sécurité des personnes et des biens en Guyane

Partenariat CVH Météo-France au service de la SPB (Sécurité des Personnes et des Biens)

Météo-France est un établissement public à caractère administratif. A ce titre , il exerce les attributions de l’état en matière de sécurité météorologique des personnes et des biens.

La cellule de Veille Hydrologique de Guyane est un service de la direction générale des territoires et de la mer DGTM placée sous l’autorité  préfectorale.  La CVH vise à prévoir les risques d’inondations et d’étiages sur les secteurs à enjeux afin d’avertir la Préfecture suffisamment tôt pour anticiper les conséquences de ces phénomènes et prendre les mesures de gestion de crise nécessaires.

La sécurité des personnes et des bien et la prévention des risques liés  à  l'eau sont donc au centre des préoccupations des  2 entités. Leur collaboration, chacune dans son domaine d'expertise, se fait donc au service des autorités préfectorales et de la population guyanaise sur les enjeux liés au risque de crue et d'étiage .

L'eau au cœur du partenariat.

A la base du partenariat entre la CVH et Météo-France, il y a l’eau : L’eau des fleuves de Guyane provenant des précipitations qui arrosent souvent abondamment le territoire guyanais.

Cette carte ne montre qu’une petite partie du réseau hydrographique de Guyane, les plus petites criques, parfois longues de quelques centaines de mètres, n’apparaissent pas.

Une partie des 2 à 4 m (2000 à 4 000 l /m²) de pluies qui arrose la Guyane s’évapore, une autre partie s’infiltre dans le sol, le reste est repris par les innombrables criques qui maillent le territoire guyanais puis repris par les fleuves jusqu’à leur embouchure.

La forêt joue un rôle d’éponge ; elle ralentit la chute des gouttes, retient et absorbe une partie de l’eau des pluies et étale dans le temps la chute des gouttes vers le sol (une heure après l’averse, des gouttes d’eau tombent encore au sol depuis la voûte forestière). Sans la forêt protectrice, les crues seraient probablement plus importantes et surviendraient plus rapidement.

Les principaux fleuves de Guyane sont le Maroni à l’ouest, il délimite la frontière avec le Surinam, et l’Oyapock à l’est qui délimite la frontière avec le Brésil. Le bassin du Maroni représente plus de 2 fois la superficie de celui de l’Oyapock. A l’intérieur de la Guyane, on retrouve d’Ouest en Est, la Mana, l’Iracoubo, le Sinnamary, le Kourou, l’ensemble Comté Arrataye/ Mahury et l’Approuague. Il y a également de nombreux fleuves côtiers de petite dimension (appelés criques) que l’on peut croiser lorsque l'on effectue par la route le trajet Saint-Georges / Saint-Laurent.

Saül au centre de la Guyane a la particularité d'être en tête de plusieurs bassins versants. Au cours d'une randonnée sur les sentiers de Saül, vous pouvez passer du bassin de l'Approuague à celui de la Mana puis à celui du Maroni (par son affluent l'Inini ).

Dans ce partenariat autour de l’eau entre Météo-France et la CVH, Météo-France apporte son expertise sur les précipitations. La Cellule de Veille Hydrologique s’appuie sur l'expertise de Météo-France pour étudier le comportement du réseau hydrographique de Guyane. Ainsi, Météo-France fournit les observations météorologiques et les prévisions qui permettent à la cellule de veille hydrologique de Guyane de réaliser à son tour les prévisions de débit pour les fleuves dont elle a la surveillance.

Les 2 périodes à risque sont la saison des pluies pour le risque de crue et la saison sèche pour le risque d’étiage sévère. La maîtrise du risque de crue ou d’étiage par la CVH implique de connaître le plus précisément possible la pluviométrie passée et prévue sur les différents bassins.

Cette carte représente l'ensemble des sous bassins pour lesquels Météo-France réalise des estimations de cumuls de pluies observés et des prévisions de cumuls. Les sous bassins sont : B1 Lawa amont : le Maroni en amont de Maripa-Soula, B2 Lawa aval : Maroni entre Maripa-Soula et Grand-Santi, B3 basse vallée du Maroni en  aval d'Apatou, B4 moyenne vallée du Maroni entre Papaïchton et Grand-Sant, B5 Tapanahony, B6 bassin de la Comté en amont de Cacao, B7bassin du Kourou en amont de saut Léodate, B8 bassin de l'Oyapock entre Camopi et Saint-Georges, B9 bassin de l'Oyapock et de la rivière Camopi en amont de Camopi.

Le risque de crues 

En période à risque (entre le 15 janvier et le 15 juin) la CVH produit quotidiennement un bulletin Vigicrues qui prévoit le niveau de crues pour le fleuve Maroni. Ce bulletin est l’équivalent de la vigilance météorologique de Météo-France, il précise le niveau d’alerte pour les crues sur les différents tronçons du Maroni avec un code couleur allant du vert au rouge. Pour les autres fleuves de Guyane, sans coder un niveau de vigilance, des précisions sont apportées sous forme de texte s’ils atteignent un niveau alarmant. Il faut bien faire la différence entre les vigilances météorologiques (fortes pluies et orages, vent fort ou vagues submersion) élaborées par Météo-France en Guyane et les vigilances Vigicrues élaborées par la Cellule de Veille Hydrologique de Guyane.

Ci-dessous: le lien vers le site de Vigicrue sur lequel on peut retrouver les bulletins d'informations Vigicrue et le niveau d'alerte:https://www.vigicrues.gouv.fr/guyane/

Dans ce bulletin Vigicrues du 13 mars, l'ensemble des tronçons sous surveillance du Maroni est placé en niveau Vigicrues orange, le texte précise également la situation en cours et les évolutions attendues sur la Mana et l'Oyapock.

Zoom sur les crues du Maroni

L'année 2006 restera dans les mémoires.

En mai 2006, une grande partie des alentours du village de Papaïchton se retrouve sous les eaux mais heureusement, le coeur du village reste au sec.

En 2008, on assiste à une crue majeure sur le Maroni avec plus de 1000 personnes déplacées.

En 2021, la grande saison des pluies a été intense et s'est prolongée au delà du mois de juin. Le Maroni est resté cette année là en crue entre le 10 avril et le 19 juillet (période entrecoupée de rares intervalles peu durables de niveau vert). La grande crue de 2021 est plus spectaculaire par sa durée que par les hauteurs atteintes.

2022 avec sa pluviométrie hors norme se démarque déjà au niveau des crues avec une crue très précoce du Maroni (les périodes de crues du Maroni se situent le plus souvent en avril et mai) mais cette année la crue du Maroni a commencé fin février pour atteindre un premier pic vers le 14 mars. après une lente décrue fin mars, l'eau remonte début avril avec une nouvelle période de crue importante entre le  8 et 15 avril ( alerte Vigicrue de niveau orange). Après une relative décrue, les tronçons du Maroni repassent en niveau Vigicrues orange à la fin avril . Le niveau rebaisse un peu pendant la première quinzaine de mai mais remonte fortement à partir du 15 mai . Une crue majeure se produit à partir du 17 mai. le pic de crue est atteint entre le  25 et le 27 mai avec des hauteurs d'eaux exceptionnelles sur la partie amont du bassin.  Les niveaux atteints en mai  dépassent ceux de mars. Le pic de crue atteint fin mai 2022 a une durée de retour de 20 ans. La longue période de hautes eaux du Maroni observée depuis  fin février rajoute au caractère exceptionnel de cette crue.

Les estimations satellitaires  montrent des cumuls de pluies variant de 250 à 350mm sur le bassin du Maroni entre le 1er et le 10 mars 2022. Les périodes pluvieuses qui ont suivies ont continué  à  alimenter le débit du fleuve qui n'es repassé en niveau Vigicrue vert pendant 3 courtes périodes( du 30 mars au 6 avril, du 18 au 22 avril et du 9 au 12 mai).L'image ci-dessus montre les estimations de cumuls satellitaires entre le 14 et le 21 mai .

Pendant ces 7 jours (du 14 au 21 mai 2022) , des pluies particulièrement fortes ont arrosé l'ensemble du bassin du Maroni avec des cumuls moyens estimés  à 160mm mais dans certains secteurs les taches rouges montrent des cumuls bien plus importants. On a relevé à Grand-Santi plus de 200mm sur cette période.Les pics de cures se succèdent entre mars et mai 2022 mais on peut remarquer que le niveau atteint fin mai ( entre le 25 et 27 mai ) est le plus haut de l'année. En ce début juin, la saison des pluies n'est pas encore terminée, l'année dernière, la crue s'est poursuivie jusqu'en juillet.  Météo-France et la CVH de Guyane restent mobilisés.

Une mission complexe face à des enjeux croissants

À la base de la prévision des crues il y a la connaissance et la localisation des pluies des jours précédents (jusqu’à 1 mois en arrière). Le réseau d’observation météorologique en Guyane ne permet pas de mesurer les pluies dans les secteurs isolés. Pour palier à ce manque, la pluviométrie passée est estimée à partir de données satellitaires.

En effet, Météo-France mène une activité de recherche et développement pour l’utilisation des données pluvio-satellitaires pour la veille hydro-météorologique en Guyane depuis  plus d’une dizaine d’années.
Les développements réalisés permettent aujourd’hui à Météo-France de fournir une estimation des pluies  par satellite à l’échelle des différents bassins versants guyanais tout en s’appuyant sur les traditionnels réseaux pluviométriques au sol.

A partir des éléments de pluviométrie fournis par Météo-France et les mesures des niveaux des cours d’eaux en différents points, les hydrologues de la CVH modélisent le niveau à venir des fleuves sous leur surveillance. Ce travail d’expertise est complexe. Le bassin du Maroni est immense, les précipitations ne sont pas uniformes. Un violent orage qui s’abat sur les monts Tumuc-Humac à l’extrême sud de la Guyane pourra-t-il engendrer une montée du fleuve Maroni vers Apatou? Si oui, quand cet effet se fera-t-il sentir ? Une telle expertise nécessite d’importants travaux de modélisation et une bonne connaissance du terrain.

Le 2 août 2021, un violent orage arrose les communes de Papaïchton et Maripa-Soula, cet apport d'eau se ressentira-t-il plus bas sur le niveau du fleuve à Apatou et à quel moment ?

A travers son dispositif de surveillance Vigicrues la CVH avertit les autorités et la population sur le niveau de crue du fleuve (observé et prévu). La vallée du Maroni est de plus en plus densément peuplée, les habitants se regroupent sur les 2 rives du fleuve. Les crues successives de 2021 puis  2022 et les crues passées de 2007 et 2008 le montrent bien : la prévision et l’alerte sur les crues du Maroni représentent un enjeu de plus en plus important au niveau de la sécurité des personnes et des biens. Dans un contexte de changement climatique et avec une population qui pourrait doubler sur le Maroni à l’horizon 2050, cette mission prendra encore plus d’importance dans un futur proche.

Le dispositif d’alerte Vigicrues s’étendra progressivement à l’Oyapock en 2022, les crues observées en 2021 puis en 2022 à Camopi en montrent la nécessité.

Zoom sur le fleuve Maroni

Le Maroni est le plus grand fleuve de Guyane avec une longueur de 611km.
Il prend sa source dans les monts Tumuc Humac à proximité du point de tri-jonction entre la Guyane, le Brésil et le Surinam. Son débit est comparable à celui du Rhône, il est donc le deuxième fleuve de France par le débit, ex-aequo avec le Rhône, derrière le Rhin.
Le Maroni a la particularité de porter des noms différents sur ses différents tronçons. Il s’appelle Alitany (ou Litani) depuis sa source jusqu’à sa confluence avec la rivière Tampock, il s’appelle ensuite Lawa jusqu’à Grand-Santi puis devient le Maroni dans sa partie aval.
Le Maroni est jalonné de 90 sauts. Les communautés Amérindiennes peuplent sa partie amont (en amont de Maripa-Soula). Plus en aval, on retrouve les communautés Bushi-nengué.
Les principales communes traversées, de la source vers l’embouchure, sont : Maripa-Soula, Papaïchton, Grand-Santi, Apatou, Saint-Laurent puis Awala-Yalimapo à l’embouchure.
De nombreux petits villages appelés kampoes ou Écarts jalonnent le fleuve sur les rives françaises et surinamaises. La population du Maroni est en forte croissance. Le Tapanahony, affluent important du Maroni draine le sud du Surinam avant de rejoindre le Maroni en aval de Grand-Santi.

La surveillance de l'étiage

En période d’étiage, Météo-France et la CVH étendent leur expertise vers les bassins du Kourou et de la Comté (période de septembre à fin novembre).
Il s’agit cette fois de surveiller le risque de remontée du biseau salin jusqu’au niveau de captage des eaux sur le Kourou, la Comté et le Maroni. En effet les captages d’eaux douces pour les populations du proche littoral se font dans les parties des fleuves soumises à la marée. Quand il y a conjonction entre une importante marée basse et un faible niveau du fleuve, l’eau de mer remonte plus loin en amont du fleuve, le taux de salinité de l’eau au point de captage peut devenir trop important et il faudra alors cesser de pomper l’eau ce qui implique un risque de coupure d’eau. L’étiage des fleuves se gère sur des pas de temps plus longs que les crues.
En effet, la dynamique des fleuves en période de basses eaux n’est pas la même qu’en période de crue, la situation évolue moins rapidement qu’en période pluvieuse et il n‘y a plus besoin de connaître la pluviométrie des jours précédents mais surtout d’avoir une idée de la pluviométrie à venir sur le long terme jusqu’à 3 mois. Pour assister la CVH Guyane dans son expertise en période d’étiage, Météo-France fournit donc des prévisions pour les différents bassins allant des pluies prévues le jour J jusqu’aux prévisions saisonnières à trois mois. A partir des données pluviométriques de Météo-France et des observations de ses stations hydrologiques, la CVH modélise le risque de remontées de biseau salin jusqu’aux points de captage d’eau douce, c’est là aussi une mission de première importance pour la CVH.

Zoom sur le biseau salin

Située à plus de 20 km de l’océan la station de pompage de la Comté(PK35 route de l’Est) est pourtant soumise à la marée. Aux heures des marées hautes, quand le fleuve est en période de très basses eaux, l’eau salée remonte au-delà du point de pompage. La lagune sert de tampon, elle est régulièrement remplie pendant les périodes de marées basses ou l’eau salée reflue vers l’océan.

Les activités de la CVH Guyane

La cellule de veille hydrologique étudie le réseau hydrographique de Guyane dans son ensemble.
Elle a donc disposé des stations hydrologiques sur l’ensemble du territoire. Les missions relatives à la sécurité des personnes et des biens imposent une surveillance rapprochée sur le Maroni avec pas moins de 8 points de mesure (7 sur la rive française du Maroni Guyane et une au Surinam sur le Tapanahony). Il est important aussi de connaître le niveau du Tapanahony qui est déterminant pour le risque de crues entre Grand-Santi et Apatou.
A l’Est de la Guyane, le réseau s’étoffe aussi sur le bassin de l’Oyapock avec 4 stations hydrologiques en fonctionnement et une en projet à Trois-Sauts. Les fleuves Mana, Kourou et Approuague sont suivis dans leur partie aval. Les tributaires du Mahury (Comté et Arataye) également. La rivière de Tonnégrande est la seule crique du proche littoral sur laquelle des observations sont faites. Au total, il y a 16 stations hydrologiques en activité en Guyane et une au Surinam.Ces stations hydrologiques sont équipées d'une échelle qui permet de mesurer le niveau d'eau par lecture directe . Cette échelle sert de référence pour la hauteur d'eau et permet de valider ou corriger les mesures automatiques.

La station hydrologique est équipée d'une sonde immergée qui mesure automatiquement le niveau d'eau et d'une balise Argos qui permet la transmission en direct des données par satellite. Ce matériel sensible, en pleine nature, nécessite un entretien régulier. Par ailleurs, les hydromètres ( agents de terrain de la CVH) font régulièrement des mesures de débit des fleuves. Pour cela, ils utilisent des drones qu'ils pilotent à distance ou des planches équipées d'instruments qu'ils déplacent à l'aide d'une embarcation. Cette mesure de débit s'appelle un jaugeage.

Le principe  pour ces 2 appareillages de mesure de débit est le même. Il consiste à faire plusieurs aller-retours pour obtenir plusieurs mesures de débit et ainsi calculer une mesure moyenne de débit qui sera retenue. Le drone ou la planche sont équipés d'un profileur de courant qui mesure à la fois la bathymétrie et la vitesse du courant sur l'ensemble de la section de la rivière ou du fleuve. Cette mesure de débit, couplée à une lecture de hauteur à l'échelle permet d'alimenter la courbe de tarage. Plus la courbe est complète avec de nombreux points, meilleure sera l'estimation du débit à partir des hauteurs d'eau.

Zoom sur les stations hydrologiques

Sur cette photographie, on retrouve à gauche la balise ARGOS qui sert  à  retransmettre et  à  stocker les données de hauteur d'eau mesurées automatiquement par la sonde immergée ( sous l'eau donc non visible) et  à  droite l'échelle qui sert  à  étalonner les mesures automatiques

Zoom sur le jaugeage

Drone sur le fleuve Kourou

La mesure estimée du débit d’un fleuve en un point donné s’appelle le jaugeage.
Le jaugeage peut se faire à l’aide d’un drone radio-guidé (voir photographie) ou d’une planche maintenue à côté d’une embarcation. Le principe est le même pour ces 2 appareils. Ils sont équipés d’un profileur de courant qui émet et réceptionne des ondes électro-acoustiques. Cela permet de mesurer la bathymétrie mais aussi la vitesse du courant à partir de la diffraction sur les matières en suspension dans l’eau (par effet Doppler). Plusieurs aller-retours sont effectués, cela permet de calculer un débit moyen en utilisant  par intégration la relation :
débit = surface x vitesse.

En bas de l'image on peut voir une représentation du relief du fond de la rivière (bathymétrie), les pixels de couleurs correspondent aux différentes vitesses de courant dans le lit de la rivière. Les données du jaugeage après traitement par un logiciel permettent d'avoir une image de la bathymétrie du fleuve et des différentes vitesses du courant sur différentes sections de la rivière.

Le jaugeage permet une estimation globale du débit en fonction de la bathymétrie et des différentes vitesses de courant.

Les hydrologues ont besoin de connaître les débits des fleuves de Guyane. Il est humainement impossible de mesurer tous les débits en temps réel. Ils peuvent en revanche s'appuyer sur leurs stations hydrologiques qui leur fournissent des hauteurs d'eau en temps réel. Les débits peuvent être estimés grâce à une courbe de tarage qui fait le lien entre hauteur d'eau et débit. Cette courbe est construite à partir des points hauteur/débit sur lesquels on place une équation mathématique permettant de se rapprocher le plus possible de tous les points. Cette équation est ensuite utilisée pour calculer les débits à partir des hauteurs mesurées par les stations en temps réel. Il s’agit de débits estimés mais que l’on considère comme représentatifs de la réalité.

Illustration de la courbe de tarage du fleuve Kourou en amont de saut Léodate. En abscisse figurent les hauteurs d'eau et en ordonnée les débits correspondants. Plus on effectue de jaugeages réguliers à des hauteurs d'eau différentes, plus la courbe de tarage sera complète, permettant ainsi une meilleure estimation des débits.

Entre l’installation de nouvelles stations, l’entretien des sites et du matériel, et les jaugeages réguliers les hydromètres sont souvent sur l’eau pour des missions allant d’une journée à quelques jours.
Les hydrologues de bureau corrigent, valident et comparent les données issues des stations hydrologiques. Ce travail enrichit la banque de données sur la connaissance du réseau hydrologique de Guyane. A partir de ces données d’observation, ils modélisent les évolutions du débit des cours d’eau. Ils peuvent ainsi prévoir les périodes à enjeux (crues ou étiage). Ils alertent par le biais des bulletins Vigicrues pour le Maroni et bientôt pour l’Oyapock, mais d’une manière générale, leur suivi quotidien du réseau hydrographique de Guyane leur permet d’alerter sur les enjeux autour de la sécurité des personnes et des biens pour l’ensemble du réseau hydrographique. C’est ainsi que la rivière Tonnegrande a été fermée à la navigation début mars 2022 au vu du niveau très élevé du cours d’eau.

La collaboration entre Météo-France et la CVH Guyane se développe

Les 2 entités ont des problématiques communes comme l’entretien des stations météorologiques et hydrologiques sur les sites éloignés de l’Oyapock et du Maroni, et une envie partagée d’étoffer leurs connaissances sur le climat et l’hydrographie du sud de la Guyane.
A partir de ce constat a émergé la volonté de mutualiser les logistiques des missions sur le terrain et de développer en complémentarité les réseaux de stations météorologiques et hydrologiques sur de nouveaux sites.
Une mission commune sur le Maroni a déjà permis de poser les jalons d’une station météorologique à Taluen, en amont de Maripa-Soula en pays amérindien, en parallèle de la station hydrologique déjà en fonctionnement.
Un projet commun a récemment vu le jour à la fin avril : l’installation d’une station météorologique à Trois-Sauts à l’extrême sud de la Guyane en pays amérindien tout en amont de l'Oyapock. Cette station, dernière née du réseau d'observation de surface de Météo-france en Guyane délivre en temps réel des mesures de températures et de précipitations.  Un tel projet avec une importante logistique a pu se faire grâce  à l’appui bienvenu des services préfectoraux. En effet, ils ont pu profiter pour leur logistique de la pirogue de France-Service qui remonte régulièrement jusqu’à Trois-Sauts. En parallèle de cette station météorologique la CVH de Guyane installera prochainement une station hydrologique à Trois Sauts.
Avec ces nouvelles implantations de Météo-France et de la CVH Guyane à Trois-Sauts rendue possible grâce à l’implication des services de la sécurité civile, la connaissance du climat et de l’hydrologie du sud Guyanais va s’étoffer avec une application pratique au service de la sécurité des personnes et des biens ( amélioration de la prévision des crues et meilleure quantification et étude du changement climatique).

Un hameau dans le secteur de Trois Sauts