Humidité du sol

3.13
L’humidité du sol inuence les échanges d’eau et d’énergie entre le
sol, la végétation et l’atmosphère et peut par conséquent avoir un
impact sur la température, les précipitations ainsi que la stabilité
des couches limites. En raison du changement climatique, une
plus grande sécheresse estivale est à prévoir en Suisse, ce qui
pourra impliquer des répercussions négatives sur l’environnement
et l’économie (p. ex. l’agriculture).
Humidité du sol
Bases légales
§
XX
L’humidité du sol (teneur en eau, ci-après
HDS) est la proportion d’eau dans le sol,
exprimée en unités volumétriques ou
gravimétriques. Les mesures d’HDS dans
la zone racinaire sont essentielles pour
eectuer des bilans hydriques et énergé-
tiques pour des applications météorolo-
giques, climatiques ou en lien aux écosys-
tèmes. Il s’agit de mesurer l’état de sols
secs comme de sols humides, y compris
pour les conditions extrêmes. À ce jour, le
réseau de mesure du projet de recherche
Swiss Soil Moisture Experiment
(SwissSMEX) est le seul à mesurer l’HDS à
l’échelle nationale. Ce réseau a été initié
par l’EPFZ, MétéoSuisse et les sites
Reckenholz et Tänikon d’Agroscope dans
le cadre du projet SwissSMEX du FNS. Il a
été développé avec la participation de
l’Institut fédéral de recherches sur la forêt,
la neige et le paysage (WSL). Il se compo-
se de 19 stations de mesure sur 17
stations diérents, couvre vastement le
Mesures eectuées en Suisse
À ce jour, il n’existe pas de bases légales
exhaustives régissant l’observation à
long terme de l’humidité du sol. Le
besoin d’eectuer des mesures de
l’humidité du sol est consigné dans le
rapport du Conseil fédéral «Gérer les
pénuries locales d’eau en Suisse» en
réponse au postulat 10.353. Ce rapport
met en évidence la rareté des données
collectées sur une base uniforme et
aisément accessibles dans les domai-
nes de la sécheresse et des pénuries
d’eau en Suisse. Ainsi, ce rapport soulig-
ne le besoin de développer les connais-
sances et de récolter davantage de
données dans ces domaines;
l’amélioration des données de base est
par ailleurs intégrée à un ensemble de
mesures.
Plateau suisse et inclut également des
sites au Tessin et en Valais. En fonction de
chacun de sites, l’humidité et la tempéra-
ture du sol sont mesurées à des profon-
deurs respectives de 5, 10, 30, 50, 80 et 120
cm à des intervalles de 10 minutes. La
plupart des stations sont installées aux
stations SwissMetNet de MétéoSuisse ou
aux stations du programme «Recherches à
long terme sur les écosystèmes forestiers»
(LWF) de WSL et de Swiss Fluxnet. Le
programme LWF mesure l’HDS à des
profondeurs de 15, 50 et 80 cm dans huit
stations forestières. Le projet SOMO-
MOUNT, basé sur SwissSMEX, exploite six
autres stations à moyenne et haute
altitude, incluant des mesures à des
profondeurs de 10, 30 et 50 cm. D’autres
stations de mesure sont également gérées
par diérents instituts dans des cadres
variés. Du fait des variations spatiales
importantes en Suisse (liées à la topogra-
phie et au climat), les mesures d’HDS

3.13 Les séries de mesure et leur portée
XX
Le réseau de mesure SwissSMEX récolte
des mesures depuis plusieurs années
dans une grande partie de la Suisse, en
incluant des mesures dans plusieurs
profondeurs, et ce pour diérentes condi-
tions climatiques. Les séries de mesures
ainsi obtenues couvrent une grande
varieté de taux d’humidité, y compris des
valeurs extrêmes, et constituent des
données de base pour estimer la variabili-
té spatiale et temporelle de l’humidité du
sol et évaluer des modèles météorolo-
Séries chronologiques de l’humidité du sol pour
les stations de prairie de SwissSMEX. Le
graphique du haut représente la valeur absolue
d’humidité du sol intégrée pour les premiers 50
cm du sol. De grosses diérences sont visibles
entre les stations et la moyenne spatiale. En ce
qui concerne les anomalies temporelles
d’humidité du sol (écart avec la valeur moyenne
temporelle, graphique du bas), on constate
visiblement moins de diérences par rapport à
la moyenne spatiale. Alors que les diérences
pour les valeurs absolues d’humidité du sol sont
inuencées principalement par la texture du sol,
qui varie selon le site, les anomalies temporelles
sont inuencées par les conditions météorolo-
giques dynamiques des diérents sites et
reètent des indications spatiales. Représentati-
on adaptée d’après Mittelbach et Seneviratne
(2012) (Bodenfeuchte Absolutwert: valeur
absolue d‘humidité du sol; Bodenfeuchte
Anomalie: anomalie d‘humidité du sol; räumli-
ches Mittel: moyenne spatiale).
Stations de mesures climatiques de l’humidité
du sol de diérentes institutions : SwissSMEX,
prairies et forêts (rouge); LWF, forêts (vert); et
SOMOMOUNT (bleu).
constituent une base intéressante pour
valider les données de télédétection, qui
fournissent de longues séries de mesures à
large échelle. Ainsi les mesures de
SwissSMEX sont-elles prises en compte
dans le cadre du projet sur l’HDS de
l’initiative sur le changement climatique
de l’Agence spatiale européenne («ESA
climate change initiative, soil moisture»).
Intégration international
Ressources nécessaires
Bien que le projet SwissSMEX ait été
achevé en 2011, le réseau de mesure est
maintenu pour l’instant, mais aucun
nancement supplémentaire pour la
conservation à long terme du réseau n’est
Variabilité de l’humidité du sol aux stations de prairie (2010/11)
Valeurs d’humidité du sol en mm intégrées pour les premiers 50 cm du sol
TERRESTRISCHE BEOBACHTUNGEN
SwissSMEX est un des premiers réseaux
de mesures de l’humidité du sol au
monde qui fournit des mesures en
continu via une installation couvrant un
grand domain géographique sur une
longue période. Les données récoltées
permettent par exemple d’évaluer des
modèles météorologiques et climatiques,
de mieux comprendre les échanges entre
la surface de la terre et l’atmosphère, ou
garanti. Les mesures d’humidité du sol du
programme LWF (stations de forêt) sont
quant à elles garanties à moyen terme, car
l’ordonnance sur les forêts le prévoit.
giques et climatiques. Ce réseau de
mesure couvre aussi divers types
d’utilisation des sols en Suisse. Les
données relatives aux stations de prairie
sont disponibles principalement à partir
de l’été 2009 et celles pour les stations de
forêt à partir de l’été 2010. Les mesures de
l’humidité du sol sont disponibles pour
toutes les stations du programme LWF
depuis 2008, pour les stations du projet
SOMOMOUNT en majeure partie depuis
2013.
encore de valider des données de télédé-
tection. La Suisse participe, via le
programme LWF, au programme IPC
Forests qui fait partie de la convention
européenne CEE-ONU sur la pollution
atmosphérique transfrontière à longue
distance. Quatre des stations SOMO-
MOUNT existantes sont intégrées au
réseau de mesure PERMOS (voir 3.8
Permafrost).
http://www.esa-soilmoisture-cci.org
http://www.lwf.ch
http://www.swissuxnet.ch
http://www.swisssmex.ethz.ch
100
150
200
250
Bodenfeuchte Absolutwert [mm]
01/06/10 01/07/10 01/08/10 01/09/10 01/10/10 01/11/10 01/12/10
01/01/11 01/02/11 01/03/11
01/04/11 01/05/11 01/06/11 01/07/11
0
50
Bodenfeuchte- anomalie [mm]
Changins
Payerne
Plaeien
Bern
Oensingen I
Oensingen II
Wynau
Chamau
Basel-Binnningen
Reckenholz
Taenikon
Rietholzbach
Sion
Cadenazzo
räumliches Mittel
-50
Auteurs:
Heidi Mittelbach (EPF Zurich)
Sonia I. Seneviratne (EPF Zurich)