Éditeur: Direction – Mis à jour le 29/06/2026
Objectifs scientifiques
L’équipe ECHOS étudie les différentes composantes du cycle de l’eau des échelles régionale à globale, et comment celles-ci interagissent avec la variabilité climatique et la pression anthropique dans le contexte des changements globaux. L’équipe focalise ses recherches sur deux thèmes principaux: 1) les variations de masses des glaciers et des calottes polaires et 2) l’hydrologie continentale à grande échelle et le cycle de l’eau continental.
ECHOS s’attelle plus spécifiquement aux questions scientifiques suivantes :
- Comment les composantes du cycle de l’eau terrestre varient du journalier au multi-décennal, du régional au global ? Quels sont les liens avec la variabilité du climat et la pression anthropique ?
- Quels sont les changements de masse récents des glaciers et des calottes polaires et leur impact sur la ressource en eau, le niveau des mers et les risques glaciaires ?
- Comment les eaux continentales influencent l’océan (hausse du niveau des mers, subsidence, salinité, marées) après avoir transité par le continuum continent-océan ?
- Peut-on mieux caractériser les changements actuels et futurs des composantes hydrologiques et leurs liens possibles avec les événements extrêmes, comme les sécheresses ou les inondations ou l’occupation des sols (déforestation) ?
Stratégie et outils
Les données spatiales constituent l’ADN de l’équipe. Nous exploitons les données des missions altimétrique, l’imagerie optique (stéréo) ou micro-onde et la gravimétrie. Cette importance du spatiale est soulignée par diverses activités :
- Calibration/validation (cal/val) des données altimétriques radar sur les grandes surfaces de glace, les lacs et les fleuves.
- Implication dans des services d’observation du niveau des lacs et des fleuves par altimétrie radar satellitaire (comme Hydroweb.next).
- L’accompagnement scientifique de missions spatiales en cours comme SWOT (Surface Water and Ocean Topography, CNES/NASA/CSA/UKSA), Sentinel-3A/B (ESA), TRISHNA (CNES/ISRO) ou CO3D (CNES/Airbus), ainsi que de missions proposées ou en cours de développement comme Sentinel-3 Next Generation Topography (ESA), 4D-Earth, ou l’altimétrie journalière.
- L’organisation et le suivi de campagnes d’acquisitions d’images au service de la communauté glaciologique comme SPIRIT (SPOT 5 stereoscopic survey of Polar Ice: Reference Images and Topographies, 2007-2009) ou PGO (Pléiades Glacier Observatory, 2016-).
L’équipe s’investit dans l’axe transverse Continuum du laboratoire et collabore fortement avec plusieurs équipes du laboratoire (Altheos/CTOH, DynOTrop, ECOLA et Littoral).
Recherches
Thème 1 : Bilan de masse des glaciers et des calottes polaires
Le suivi des glaciers est essentiel pour documenter les impacts du réchauffement climatique. Pourtant seuls 1% sont observés in situ. Nos travaux visent donc à exploiter l’imagerie satellitaire stéréoscopique afin de suivre les changements d’altitude et de volume des glaciers du globe. Depuis 2019, nos réalisations principales concernent l’estimation des pertes de masse actuelles et futures à l’échelle planétaire et la mise à disposition de données à la communauté glaciologique via le Pléiades Glacier Observatory. Une inflexion thématique concerne l’exploitation de notre expertise pour la compréhension des catastrophes d’origine glaciaire. Concernant les calottes polaires, des études en cours exploitent l’imagerie stéréoscopique pour observer leurs pertes de masse en zones côtières.
La première estimation résolue, planétaire et exhaustive des changements de masse des plus de 200 000 glaciers du globe a été réalisée au sein de l’équipe et ce travail continue d’être affinée et analysée.
Le recul des glaciers, le dégel du permafrost participent à une vulnérabilité accrue des populations de montagne. Le besoin de compréhension des risques est donc urgent. La maturité de nos outils de traitement et l’accès privilégié à l’imagerie très haute résolution nous permettent de réagir rapidement en cas de catastrophe d’origine glaciaire et d’en comprendre les causes en lien avec des équipes internationales pluridisciplinaires.
Thème 2 : Hydrologie Continentale et Cycle de l’eau
L’objectif est de mieux observer et comprendre la dynamique de la partie continentale du cycle de l’eau et les causes de cette dynamique, à diverses échelles spatio-temporelles.
Dans ce contexte, une véritable révolution a été le lancement de la mission SWOT en décembre 2022. L’équipe participe au développement de la composante hydrologie continentale de cette mission depuis quasiment 20 ans et a participé à sa cal/val. Les études publiées sur SWOT permettent d’observer les eaux de surface et leur dynamique, de l’échelle des corps en eau à l’échelle globale.
Plus largement, les progrès des traitements des données satellites, en plus de SWOT, nous a permis d’améliorer l’estimation de volume et de flux d’eau par télédétection, pour répondre aux questions scientifiques de l’équipe. L’ensemble de ces recherches a permis d’aller vers des séries longues (plus de 20 ans, voire 30 ans) de cotes d’eau, variations de volume de lacs et réservoirs et de débit fluvial, dans le cadre du changement climatique. Ces études se font par exemple via les projets ESA Climate Change Initiative (CCI) Lake (https://climate.esa.int/en/projects/lakes/) et River discharge (https://climate.esa.int/riverdischarge/). Ces études se font souvent en lien avec le CTOH.
En plus des données satellites et des mesures de terrain “classique”, le recours à la science participative a été développé ces dernières années pour observer les niveaux de lacs pyrénéens.
L’ensemble de ces données (incluant les données satellites gravimétriques GRACE), en lien avec des mesures in situ et des modèles, a permis de mieux caractériser et comprendre les variations du cycle de l’eau sur les continents, notamment le bilan de masse d’eau. Des études, auxquelles l’équipe a été associée, ont permis de montrer la diminution du volume des lacs à l’échelle globale d’une part, mais l’expansion des lacs du plateau tibétain lié à la fonte des glaciers et l’augmentation des précipitations, d’autre part.
La combinaison des mesures multisatellites, de terrain et de modèle a permis la découverte des mécanismes physiques responsables de la formation des anneaux géants sur la glace des grands lacs, liés à la dynamique tourbillonnaire sous la glace.
L’équipe s’investit aussi fortement sur l’étude des grands bassins versants fluviaux. Plusieurs études ont permis de caractériser et d’analyser les causes des sécheresses et des inondations dans les bassins du Congo et de l’Amazone et leur lien avec la variabilité climatique. Ces données satellites permettront d’améliorer les réanalyses et les prévisions des modèles hydrologiques.
Composition
Personnel permanent
| Prénom NOM | Grade – Tutelle |
| Etienne BERTHIER | Directeur de recherche – CNRS |
| Sylvain BIANCAMARIA | Responsable d’équipe Chargé de recherche – CNRS |
| Stéphane CALMANT | Émérite Directeur de recherche – IRD |
| Arnaud CERBELAUD | Chercheur – CNES |
| Jean-François CRETAUX | Chercheur – CNES |
| Alexei KOURAEV | Maitre de Conférences – UT |
| Julien LEFEBVE | Chercheur – CNES |
| Fabrice PAPA | Co-responsable d’équipe Directeur de recherche – IRD |
Ensemble des membres de l’équipe
Bernat Maud
PhD Student UT
Berthier Etienne
Glaciologue , DR2 CNRS
BIANCAMARIA Sylvain
Hydrologue , Chargé de Recherche CNRS
Blondel Charlotte
Ingénieure de recherche , CNRS
Cerbelaud Arnaud
Chercheur CNES; Ingénieur de la Statistique et de la Donnée (InSED); CNES
Ferdinand Noemie
PhD Student , UT
Gauer Louis-Marie
Postdoc researcher , CNES
Lefebve Julien
CNES
Levard Leïlou
PhD Student , Université de Toulouse
Louarn Celia
Ingénieure d’étude CNRS
Papa Fabrice
Directeur de Recherche IRD, IRD Research Director , DR1 IRD
Wongchuig Sly
Postdoc researcher. LEGOS, CNRS , PhD
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