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Impact du changement climatique sur les Ressources en Eau et les Extrêmes Hydrologiques dans les bassins de la Seine et la Somme
 
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L'objectif de ce projet est d'évaluer l'impact du changement climatique d’origine anthropique sur les extrêmes hydrologiques dans les bassins versants de la Seine et de la Somme.
 
Nous nous attacherons plus particulièrement aux points suivants, qui constituent les volets V2 à V4 du projet :
  • Impacts sur les débits, les niveaux piézométriques, l’humidité des sols, les flux de surface (y compris l’évapotranspiration) : changement moyen et changement des valeurs extrêmes dans les bassins de la Seine et la Somme (V2)
  • Débits de crue et d’étiage : changements de fréquence/intensité des extrêmes interannuels (V3)
  • Conséquences sur l’extension des champs d’inondation pour des crues caractéristiques de certaines fréquences moyennes de retour (décennales et au-delà), dans des zones identifiées comme particulièrement sensibles d’un point de vue socio-économique : vallée de la Somme en amont d’Abbeville, corridor fluvial de la Seine, incluant Paris et plaine alluviale de la Bassée (V4)
  • Impacts sur la production agricole et la pollution par les nitrates : changements induits par l’adaptation de l’irrigation au changement climatique (V5) 
Ces études seront permises par deux nouvelles méthodes de désagrégation des simulations de changement climatique (méthode des régimes de temps et méthode de la correction variable) qui permettent de rendre compte des changements de variabilité du climat, de l'échelle journalière à interannuelle, en plus du changement de climat moyen. Cette caractéristique est essentielle pour aborder l’impact du changement climatique sur les extrêmes hydrologiques, qui déterminent en grande part la vulnérabilité des systèmes socio-économiques. Ces méthodes constituent donc une avancée majeure pour les études d’impact hydrologique, et seront exploitées dans le cadre du volet V1 pour construire les jeux de forçages météorologiques nécessaires aux simulations des volets V2 et V3. Elles seront appliquées à plusieurs simulations numériques forcées par le scénario d’émissions A2 du GIEC (Nakicenovic and Swart, 2000) et réalisés avec le MCG global à résolution variable ARPEGE-VR du CNRM. La comparaison des performances de ces méthodes pour reproduire la variabilité des données météorologiques récentes analysées par le système SAFRAN fait partie du volet V1. 
 
Nous nous intéresserons aussi aux relations entre l'agriculture et les hydrosystèmes continentaux, en ce qui concerne les besoins en irrigation, leur impact sur la ressource en eau et la production agricole, et la pollution diffuse par les nitrates, qui peuvent être simulés dans le bassin de la Seine grâce au modèle couplé STICS/MODCOU. Notre démarche sera d’évaluer l’irrigation optimale pour les cultures actuellement présentes dans le bassin (c'est-à-dire l’irrigation qui optimise le rendement agronomique de ces cultures) sous climat actuel et modifié (forçages météorologiques issus du V1). L’évolution de cette irrigation optimale sera un premier élément de réponse. Nous simulerons ensuite les conséquences de cette irrigation « optimale » et des prélèvements associés en nappe sur la ressource en eau (niveaux piézométriques des principaux aquifères du bassin, débits des rivières…) et la pollution azotée d’origine agricole, pour déterminer si cette irrigation « optimale » est compatible sous changement climatique avec les autres usages de l’eau. L’influence des changements de variabilité climatique (longueur des périodes sèches, intensité des pluies, etc.) sur ces impacts indirects du changement climatique sera également analysée.
 
Notre projet vise aussi à améliorer la connaissance des incertitudes liées aux études d’impact hydrologique :
  • incertitudes liées aux MCG, grâce à deux simulations climatiques différentes mais forcées par le même scénario d’émissions A2 du GIEC ;
  • incertitudes liées à la méthode de désagrégation. Dans ce cadre, les résultats de ces méthodes seront comparés à ceux obtenus avec la méthode des perturbations dans les projets GICC-Seine et RIVAGES.
  • incertitudes liées aux modèles d’impact hydrologique, puisque les résultats de 5 modèles seront comparés dans le volet V2. Bien sûr, cette comparaison ne portera pas sur l’ensemble des scénarios climatiques désagrégés, ce qui dépasserait notre capacité d’analyse, mais sur un échantillon judicieusement choisi à l’aide de un ou deux modèles hydrologiques.
Les débits simulés dans le volet V2 seront également analysés dans le volet V3 en terme de fréquence de retour des extrêmes (débits de crue et débits d’étiage). Ces fréquences sont particulièrement importantes pour les acteurs de l’aménagement du bassin car ils conditionnent le dimensionnement de beaucoup d’infrastructures. Leur évolution sous changement climatique est donc une réponse novatrice de notre projet, encore une fois permise par les méthodes de désagrégation que nous proposons de mettre en œuvre en amont de notre projet. Cette analyse permettra enfin d’identifier, parmi les crues simulées par les modèles hydrologiques du volet V2, des crues caractéristiques de certaines périodes de retour en situation de climat actuel et de changement climatique. Les hydrogrammes correspondants alimenteront les modèles hydrauliques du volet V4 pour analyser l’impact du changement climatique sur l’extension des inondations dans des zones clés des bassins (vallée de la Somme en amont d’Abbeville, corridor fluvial de la Seine, incluant Paris et plaine alluviale de la Bassée).
 
Le dernier volet de ce projet sera dédié aux rétroactions entre les changements de l'hydrosystème et les systèmes sociaux. Nous proposons de diffuser nos résultats aux acteurs de l’aménagement du territoire et de la gestion de l’eau dans les bassins versants étudiés, sous une forme adaptée pour leur permettre une expertise socio-économique. Ce point faisait déjà partie des objectifs du projet GICC-Seine, mais avait été très limité par l’absence d’éléments concernant l’évolution des événements extrêmes. C’est bien cette lacune que le projet RExHySS se propose de combler.
Contactez le Webmaster Mis à jour le 13/01/09