Conseil National des Astronomes et Physiciens

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1 Conseil National des Astronomes et Physiciens
Section Surfaces Continentales, Océan, Atmosphère  Concours 2012 – Physicien Adjoint Caractérisation du couplage surface-subsurface du cycle de l’eau en Afrique de l’Ouest dans un contexte de changement global LTHE – OSUG Grenoble – SO AMMA-CATCH Alexandre Pryet Parcours Activités antérieures Projet Contexte Recherche Observation Enseignement

2 Thèse CNRS-BDI à Sisyphe, Paris
Parcours académique Ingénieur ENSG, Nancy Erasmus FU, Berlin Thèse CNRS-BDI à Sisyphe, Paris soutenue 28 Nov. 2011 2008 Formation généraliste en géosciences Stage BRGM- Réunion Hydrogéologie Spécialisation Hydrogéologie Stage en Afrique de l’Ouest Hydraulique villageoise Etudes pluridisciplinaires aux îles Galápagos, Équateur. Collaborations: Univ. Aarhus, Danemark EPN Quito, Équateur Mines Paris ENS Ulm CEMAGREF Antony Moniteur UPMC

3 Thèse : Hydrogéologie des milieux volcaniques insulaires : apports d’une étude intégrée aux îles Galápagos (Équateur)

4 II - Processus de Recharge
I - Structure Interne II - Processus de Recharge III - Hydrodynamique Pryet, A.; Ramm, J.; Chilès, J.-P.; Auken, E.; Deffontaines, B. & Violette, S. 3D resistivity gridding of large AEM datasets: A step toward enhanced geological interpretation. Journal of Applied Geophysics, 2011, 75, 277 – 283 Pryet, A. ; Deffontaines, B. ; d’Ozouville, N. ; Violette, S. ; Ramm, J. & Auken, E. Hydrogeological framework of San Cristóbal Island after airborne electromagnetics (SkyTEM) survey. In prep, sera soumis à Terra Nova

5 II - Processus de Recharge
I - Structure Interne II - Processus de Recharge III - Hydrodynamique Pryet, A.; Dominguez, C.; Fuente Tomai, P.; Chaumont, C.; d'Ozouville, N.; Villacís, M. & Violette, S. Quantification of cloud water interception along the windward slope of Santa Cruz Island, Galapagos. Journal of Agricultural and Forest Meteorology, accepté

6 II - Processus de Recharge
I - Structure Interne II - Processus de Recharge III - Hydrodynamique Pryet, A. ; Minh Vu, T. ; Adler, P.M. ; Deffontaines, B. ; d'Ozouville, N. & Violette, S., Tidal signal propagation in faulted basaltic formations. In prep. for Hydrogeology Journal

7 Expériences d’enseignement
Encadrement d’étudiants stagiaires 2 étudiants license (UPMC) 3 étudiants master (Universités de Madrid et Quito) Moniteur UPMC ( ) (64 h / ans ) Cartographie géologique Hydrogéologie appliquée Hydrogéologie de terrain

8 Changement climatique Accroissement de la population
Caractérisation du couplage surface-subsurface du cycle de l’eau en Afrique de l’Ouest dans un contexte de changement global Changement climatique Accroissement de la population Changement d’utilisation des sols image MODIS. Gradient éco-climatique ouest-africain. Migration. Plus d’1/3 de la population sans accès à une eau de qualité; Développer ressources en eau souterraine, objectifs millénaire dvpmt. Mais éviter scénario indien. quantifier la recharge et déterminer des débits d’exploitation durable. Aquifère de socle : complexe aquifère hétérogènes. Importance de l’étude des processus, et du suivi long terme Flux migratoire Sahel Savanne soudannaise Savanne humide

9 Forts enjeux scientifiques et sociétaux :
Caractérisation du couplage surface-subsurface du cycle de l’eau en Afrique de l’Ouest dans un contexte de changement global Forts enjeux scientifiques et sociétaux : Exploitation durable de la ressource en eau souterraine image MODIS. Gradient éco-climatique ouest-africain. Migration. Moins d’1/3 Développer ressources en eau souterraine, objectifs millénaire dvpmt. Mais éviter scénario indien. quantifier la recharge et déterminer des débits d’exploitation durable. Aquifère de socle : complexe aquifère hétérogènes. Importance de l’étude des processus, et du suivi long terme Evaluation de la capacité de renouvellement des aquifères (recharge) et sensibilité au changement global

10 Le Service d’Observation AMMA-CATCH : partenariat OSUG – OREM – OMP
3 sites de méso-échelle (Mali, Niger, Bénin) 3 super-sites Méso-échelle : étude du gradient éco-climatique. Super-sites : étude des processus

11 Le changement d’utilisation des sols modifie les processus de recharge
Paradoxe du Sahel : Le changement d’utilisation des sols modifie les processus de recharge Fort contrastes le long du gradient éco- climatique Lebel et al. (2009) Résultats des programmes HAPEX-Sahel et AMMA-CATCH : importance du changement de surface ET les contrastes de fonctionnement. Comportement différents, importance des processus de recharge sur la surface. Reprise évaporatoire Zone soudanienne : baisse des précipitations a engendré une diminution du ruissellement Seguis et al. (2011)

12 Prélèvements racinaires
Programme de recherche Caractérisation du couplage surface-subsurface du cycle de l’eau en Afrique de l’Ouest dans un contexte de changement global Végétation Axe 1 : bilans d’eau et d’énergie à la surface Prélèvements racinaires Sol Drainage Nappe Axe 2 : Caractérisation et évolution de la réserve d’eau souterraine Recharge

13 Axe 1 : bilans d’eau et d’énergie à la surface
Axe 2 : Caractérisation et évolution de la réserve d’eau souterraine Ojectifs spécifiques : Quantification de l’évapotranspiration et de la recharge Etude des effets du changement global sur ces flux Bilan hydrique : Bilan d’énergie : P = E + R + D + ∆S Rn = H + G + λE Approche croisée de ces bilans pour comprendre les processus et réduire les incertitudes

14 Méthodologie : Axe 1 : bilans d’eau et d’énergie à la surface
Axe 2 : Caractérisation et évolution de la réserve d’eau souterraine Méthodologie : Observations de terrain Météorologie classique Eddy-covariance (flux de chaleur sensible, H2O) Scintillométrie (flux de chaleur sensible) Sondes d’humidité du sol Modélisation des écoulements en zone non saturée Permet d’évaluer les variations de stockage Contrainte par les mesures in-situ échelle : parcelle => super-site Approche couplée : étude processus et réduction des incertitudes. => importance de la représentativité spatiale Collaborations : Sylvie Galle, Jean-Martial Cohard (LTHE)

15 R ∆H ∆R = ∆H×S Axe 1 : bilans d’eau et d’énergie à la surface
Axe 2 : Caractérisation et évolution de la réserve d’eau souterraine Ojectifs spécifiques : Caractériser les ressources en eaux souterraines Valider les variations de stockage issues de la gravimétrie spatiale GRACE Estimer les débits d’exploitation durable des ressources en eau souterraine Contexte : aquifères de socle Séguis et al. 2011 ∆H ∆R = ∆H×S R

16 Axe 1 : bilans d’eau et d’énergie à la surface
Axe 2 : Caractérisation et évolution de la réserve d’eau souterraine Méthodologie : Travaux de terrain Suivi piézométrique long terme, haute résolution Caractérisation des propriétés hydrauliques (S, T) des aquifères => Essais de pompage ; Géophysique (RMP) ; Marées terrestres Estimation de la recharge par la méthode des fluctuations piézométriques Modélisation hydrodynamique à la méso-échelle Collaborations : Marie Boucher, Marc Descloitres, Jean-Michel Vouillamoz (LTHE, Grenoble) Luc Séguis, Guillaume Favreau, C. Peugot (HSM, Montpellier) Autres partenaires : GET et Géosciences Rennes

17 Eaux de surface et souterraines
Tâches d’observation dans le cadre du SO AMMA-CATCH 3 sites 5 groupes thématiques Mali Précipitations M. Gosset Flux et humidité du sol J.M. Cohard Eaux de surface et souterraines L. Séguis Télédétection M. Grippa Niger Bénin Acquisition de données brutes, principalement au Bénin Coordination des thématiques surface et eaux Mise à disposition des données traitées pour la communauté scientifique

18 Programme des enseignements
Participation au programme de diffusion des savoirs de l’OSUG Risque, hydro-météorologie Ressources en eau => Ajout d’une composante « eaux souterraines » « Physique, Ingénierie, Terre, Environnement, Mécanique ». STE, Modules « Découverte des sciences de la terre », « Hydrologie et Glaciologie », et les stage terrains de ce cursus Enseignements à l’UFR PhITEM de l’Université Joseph Fourrier License Sciences de la Terre et de l'Environnement (STE) Master Professionnel Eaux Souterraines Master Recherche Eau, Climat, Environnement

19 Conclusions Caractérisation du couplage surface-subsurface du cycle de l’eau en Afrique de l’Ouest dans un contexte de changement global LTHE – OSUG Grenoble – SO AMMA-CATCH Un programme de recherche qui répond à de forts enjeux sociétaux et scientifiques, dans la continuité de mon parcours personnel Des tâches d’observation au service du programme de recherche, qui répondent aux besoins de la communauté scientifique Un programme d’enseignement qui répond aux attentes locales, compatible avec mon profil Importance de l’étude des processus et du suivi long-terme. Approche de terrain, pluridisciplinaire. Besoins = acquisition long-terme des données