Publié le 14 juillet 2026
Les prévisions climatiques indiquent que tous les continents, y compris l'Europe, connaîtront des vagues de chaleur estivales plus fréquentes et plus intenses au cours des prochaines décennies.
Nous n'en sommes qu'au début de l'été 2026, et pourtant l'Europe occidentale connaît déjà une vague de chaleur record, tant en termes de température que de durée.
Cela met en évidence la nécessité urgente de mieux comprendre les facteurs qui influencent notre climat. Dans ce contexte, il est essentiel de bien appréhender les processus d’évaporation. L’évaporation influence les régimes climatiques mondiaux, est un des facteurs à l’origine des sécheresses et des inondations, et détermine la quantité d’eau disponible pour la nature, l’agriculture et la gestion des ressources en eau.
Malgré son importance, l’évaporation reste un phénomène très incertain, car elle ne peut être mesurée directement à l’aide de capteurs satellitaires. C’est là qu’intervient GLEAM.
Une nouvelle base de données de l'évaporation et de l'humidité du sol à 1 km de résolution
Quelle quantité d'eau s'évapore chaque jour des terres ? Quel est le degré de sécheresse des sols sous les cultures et les forêts ? Et comment ces processus évoluent-ils pendant les sécheresses et les vagues de chaleur ?
Ces questions sont essentielles pour comprendre le changement climatique, le fonctionnement des écosystèmes, la productivité agricole et la disponibilité en eau. Pourtant, le suivi de l'évaporation (E) et de l'humidité du sol au niveau des racines (SM) avec une grande précision spatiale sur de vastes régions est resté longtemps un défi scientifique et technique.
Le projet HERMES a comblé cette lacune en développant un nouvel ensemble de données quotidiennes sur l'évaporation et l'humidité du sol dans la zone racinaire, à une résolution de 1 km sur l'Europe et l'Afrique. En associant des données d'observation de la Terre à des techniques de modélisation hybrides, HERMES fournit l'un des ensembles de données à l'échelle continentale les plus détaillés et les plus cohérents (sur le plan physique) jamais produits à ce jour.
Figure 1: Évaporation terrestre fournie par HERMES (en mm) en haute résolution pour une journée type (01/01/2018), calculée sur l'ensemble du disque Meteosat.
Le modèle GLEAM 4
Au cœur du projet se trouve le modèle GLEAM4 (Global Land Evaporation Amsterdam Model version 4), un cadre de modélisation avancé qui associe la représentation des processus physiques à l'intelligence artificielle. Les observations satellitaires issues des missions Meteosat, MODIS, Sentinel-1 et autres ont été intégrées à des données de réanalyse météorologique afin de générer un ensemble complet de données de forçage à haute résolution.
L'apprentissage automatique (machine learning) a été utilisé pour estimer le stress de la végétation à partir de centaines de mesures effectuées au sol par des tours à flux (des micro stations météorologiques qui mesurent en continu les échanges gazeux - comme le CO₂, CH₄, et H₂O - et d'énergie entre l'écosystème et l'atmosphère) et des mesures de flux de sève, permettant au modèle de s'inspirer du comportement réel de l'écosystème tout en préservant la cohérence physique.
Figure 2: Schéma de GLEAM4 et liste des variables utilisées par le modèle
L'impact de l'irrigation sur l'évaporation
HERMES a également étudié l'influence de l'irrigation sur l'évaporation. Un nouveau module d'irrigation a en effet été développé en combinant la phénologie des cultures issue d'observations satellitaires, les cartes mondiales d'irrigation et les données Sentinel-1. Cela a permis au modèle de mieux prendre en compte la consommation d'eau à des fins agricoles sans s'appuyer sur des hypothèses irréalistes concernant les taux d'évaporation maximaux. La validation menée sur la péninsule ibérique a mis en évidence une amélioration des performances sur les sites irrigués.
Au-delà de la production de jeux de données, le projet a étudié les facteurs impactant l'évaporation lors d'événements extrêmes. À l'aide de techniques d'intelligence artificielle explicables, l'équipe a quantifié la manière dont le rayonnement, l'état de la végétation, la demande atmosphérique et l'humidité du sol interagissent lors d'événements combinés de sécheresse et de canicule, tels que la sécheresse européenne de 2018.
Figure 3: Estimations moyennes annuelles de l'évaporation pour la période 2018-2022 (en mm/an) pour : (a) la simulation sans irrigation ni assimilation des données d'humidité du sol, (b) la simulation incluant la stratégie d'irrigation, et (c) la différence.
Un système unique de visualisation des données
Afin de rendre ces résultats accessibles, HERMES a adopté la plateforme de cubes de données Lexcube (https://gleam.lexcube.org/) qui permet aux utilisateurs d'explorer de manière interactive l'évaporation et l'humidité du sol dans un environnement spatio-temporel en 3D et de télécharger des sous-ensembles de données personnalisés.
Figure 4: Exemple des fonctionnalités du cube de données.
Dans l'ensemble, HERMES a fait progresser la surveillance à l'échelle continentale du cycle de l'eau terrestre et a contribué à améliorer l'évaluation des sécheresses, la gestion de l'eau à des fins agricoles et la résilience face au changement climatique, en combinant modélisation physique, intelligence artificielle et observations satellitaires.
Partenaires du projet
UGent: Diego Miralles - Akash KOPPA - Oscar BAEZ-VILLANUEVA - Fangzheng RUAN - Olivier BONTE - Joppe MASSANT - Baris OZTAS
Université de Leipzig (Allemagne): Miguel MAHECHA - Maximilian SÖCHTING
Université de Valence (Espagne): Gustau CAMPS-VALLS - Alvaro MORENO-MARTINEZ