Une étude fondée sur GRACE associe 40 régions aux usages humains de l’eau

Le stockage terrestre de l’eau (TWS) désigne l’eau présente sous la surface et sur les terres. Une étude fondée sur les données des satellites GRACE et GRACE-FO de la NASA a repéré 40 régions où les tendances de ce stockage étaient statistiquement associées à des activités humaines, tout en comptabilisant des pertes comme des gains. Publiée en ligne le 14 septembre 2026 dans PNAS, l’étude porte sur les régions non polaires du globe, d’avril 2002 à novembre 2025.

Cette mesure donne une vue d’ensemble des variations de l’eau stockée à terre. Elle ne correspond pas à une lecture du niveau d’une nappe dans un puits.

Ce que mesurent GRACE et GRACE-FO

Les chercheurs ont analysé les variations de distance entre les satellites pour estimer les changements du champ gravitationnel terrestre et, à partir de ceux-ci, les déplacements de masse. La gravimétrie satellitaire permet ainsi d’estimer les variations du TWS, qui comprend les eaux souterraines mais aussi l’eau présente à la surface.

Les tendances significatives apparaissaient dans 94 régions. Parmi elles, les auteurs en ont retenu 40 où les variations du stockage étaient significativement associées à des facteurs humains, notamment l’irrigation par les eaux souterraines ou de surface, les cultures pluviales, la déforestation et le remplissage de réservoirs.

Sur ces 40 régions, les pertes cumulées de TWS atteignaient 3 122 Gt, contre 2 432 Gt de gains. Une gigatonne (Gt) équivaut à un milliard de tonnes. Les résultats ne dessinent donc pas un recul uniforme : l’étude relève aussi des gains régionaux, notamment en lien avec l’irrigation par les eaux de surface et le remplissage de réservoirs.

Les estimations mettent en évidence des pertes au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, dans le nord de l’Inde, l’ouest des États-Unis et le sud-est du Brésil. Dans le nord de l’Inde, la tendance du TWS était de −32,4 ± 4,0 Gt par an. Après prise en compte de la perte de masse glaciaire, elle s’établissait à −27,5 Gt par an ; le retrait des glaciers de l’Himalaya expliquait 15 % de la variation du TWS dans cette région.

Trois pourcentages, deux références de comparaison

Les chiffres de 33 %, 52 % et 45 % ne portent pas sur le même rapprochement. Les deux premiers comparent les tendances estimées avec la méthode affinée à celles issues de la régression traditionnelle de cartes mensuelles de mascons. Le troisième porte sur des estimations antérieures de baisses du TWS associées au pompage des eaux souterraines.

La méthode des auteurs s’appuie sur des observations de télémétrie satellitaire de niveau 1B traitées par régression. L’étude indique une résolution des tendances d’environ 12 500 km², soit une résolution spatiale cinq à dix fois plus fine que celle des cartes mensuelles de mascons traditionnelles. Pour les sept régions de moins de 100 000 km², l’écart moyen avec ces estimations traditionnelles atteignait 52 %.

Ce que les associations permettent de comprendre

Les auteurs ont également examiné des facteurs climatiques, dont les précipitations, le déficit de pression de vapeur et la perte de masse glaciaire. Ils rapportent une influence humaine significative sur la répartition spatiale des tendances du TWS sur tous les continents non polaires sauf l’Australie. Ce constat porte sur la variation spatiale des tendances : les associations observées ne désignent pas nécessairement une cause unique pour chaque région.

Les estimations régionales mises en avant comportaient une incertitude moyenne de ±28 % de l’amplitude des tendances. Les auteurs précisent aussi que des associations locales peuvent ne pas saisir certains effets hydrologiques à distance, comme ceux de barrages en amont, de dérivations de cours d’eau ou d’aquifères connectés.