Le débit des cours d'eau
Le débit d'un fleuve ou d'une rivière est le volume d'eau qui passe à un endroit donné de ce cours d'eau, sur toute sa largeur, par unité de temps (en mètre cubes par seconde). Le débit est lié à la largeur, à la profondeur et à la hauteur d'eau, mais aussi à la forme du lit du cours d'eau et à la nature du fond.
L'utilité de connaître les variations du débit en fonction des périodes de l'année et des années est multiple. Elle est particulièrement importante pour la gestion des risques (crues, mais aussi sécheresse), la conception de barrage ou d'autres infrastructures sur des rivières.
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Écarts des moyennes mensuelles des débits de rivières européennes par rapport à la normale sur quelques uns des mois de 2020. Dans les bleus, les débits plus importants, dans les rouges les débits plus faibles (données source : Copernicus EMS model-derived river discharge. Crédit: Copernicus EMS/ECMWF)
Ordres de grandeur
Le débit d'un cours d'eau dépend beaucoup de sa taille (largeur et profondeur). Il varie également au cours du temps, fort voire très fort en période où les eaux sont hautes (et encore plus en crue) -- plusieurs milliers de m3 par seconde--, à faible ou très faible -- quelques pourcents de m3 par seconde.
Le débit du Rhône est en moyenne de l'ordre de 1500 m3/s ; de loin le plus élevé sur Terre, le fleuve Amazone a un débit moyen de 220 000 m3/s à son estuaire. Des exemples de crues catastrophiques montrent bien les variations qui peuvent arriver : L’Ouvèze est une rivière qui traverse Vaison la Romaine (Vaucluse, France). Son débit est en moyenne de 6 m3/s. En 1992, elle est passé d'environ 0,1 m3/s à environ 1000 m3/s en quelques heures.
Méthodes de "mesure"
Les mesures satellitaires
Le débit n'est pas une mesure directement faite par un satellite. Pour l'obtenir, on combine différentes mesures, satellites et sur place, ou des mesures et des calculs (modèles).
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Une des possibilités d'estimation du débit : une courbe dite 'de tarage' est mesurée par des instruments placés dans le cours d'eau à différents moments. On mesure également en même temps, toujours sur place, la hauteur d'eau ou la largeur du cours d'eau. Mais certains de ces instruments ne peuvent être laissés en permanence au milieu d'une rivière ou d'un fleuve. On peut utiliser un satellite qui mesure la hauteur (altimétrie, image ci-dessus), ou la largeur (par radiométrie optique, en lien), et on regarde sur la courbe de tarage à quelle valeur de débit correspond la hauteur (ou la largeur) mesurée.
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L'altimétrie, qui mesure les hauteurs d'eau permet d'estimer les débits. Le satellite Swot, qui fournira la largeur en plus de la hauteur donnera des estimations plus précises et systématiques à l'aide de modèles intégrés dans la production des données diffusées.
Les mesures "sur place" (in situ)
Elles sont effectuées soit par des "moulinets" placés dans le courant de la rivière (qui sont difficiles à laisser en permanence car ils peuvent gêner et/ou être emportés par le courant), soit par des radars qui mesurent la vitesse de l'eau.
Les modèles
Le débit est calculé par les modèles en fonction de la hauteur, de la largeur, de la profondeur et de la rugosité du fond du lit du cours d'eau (un fond lisse tendra à faciliter la circulation de l'eau, quelque chose de plus accidenté freinera l'eau).