Impact des changements de l'occupation des sols sur l'hydrologie à l'échelle des grands bassins versants et rétroaction sur les capacités d'irrigation et rétroaction sur les capacités d'irrigation Personnes impliquées: Florence Habets (UMR 7619 Sisyphe / Mines-Paristech) Pascal Viennot (Mines-Paristech) Post doc à recruter Présentation par Patrick Goblet (Mines-Paristech)

Principe Très forte connexion entre l’hydrologie et l’occupation des sols  ce qui ne s’évapore pas s’écoule inversement La pratique de l’irrigation implique une forte connexion entre l’hydrosystème (rivière ou nappe) et l’occupation des sols

Focus sur 2 grands bassins versants contrastés: la Seine et le Rhin la Seine et le Rhin Seine: Bassin sédimentaire : Empilement de couches aquifères (6 simulées et représentées) Rhin: Nappe alluviale très capacitive et très réactive Situation générale

Seine: Forte couverture agricole Urbanisation Rhin: Importance du couvert forestier sur les reliefs Dominance des cultures en plaine alluviale Focus sur 2 grands bassins versants contrastés: la Seine et le Rhin la Seine et le Rhin Occupation des sols (Corine Land Cover)

Rhin: Prélèvements sur l’ensemble de la nappe alluviale (70 % de culture de Maïs en Alsace) Seine: Irrigation: surtout importante en Beauce Focus sur 2 grands bassins versants contrastés: la Seine et le Rhin la Seine et le Rhin Prélèvements pour irrigation

Seine: Irrigation: surtout importante en Beauce Rhin: Prélèvements sur l’ensemble de la nappe alluviale (70 % de culture de Maïs en Alsace) Tendance à l’augmentation des prélèvements agricoles sur les 2 bassins, Variables en fonction des années sur la Seine Focus sur 2 grands bassins versants contrastés: la Seine et le Rhin la Seine et le Rhin Prélèvements pour irrigation

Principe du travail à réaliser dans le cadre d’Oracle La modélisation hydrogéologique aura pour but de vérifier l’adéquation entre changement climatique, occupation du sol et ressource en eau 1.En fonction des flux d’eau simulés par les SVATs Isba et Orchidée: Analyse des débits et des niveaux piézométriques, analyse des dépassements de seuils d’alerte (en débit et en piézo) 2.Vérification de l’adéquation entre les pratiques d’irrigation supposés dans ces modèles et la ressource disponible

La modélisation hydrogéologique aura pour but de vérifier l’adéquation entre changement climatique, occupation du sol et ressource en eau 1.En fonction des flux d’eau simulés par les SVATs Isba et Orchidée: Analyse des débits et des niveaux piézométriques, analyse des dépassements de seuils d’alerte (en débit et en piézo) 2.Vérification de l’adéquation en les pratiques d’irrigation supposés dans ces modèles et la ressource disponibles Itération sur les différents types d’occupation du sol possibles déterminées par les agronomes et forestiers Principe du travail à réaliser dans le cadre d’Oracle

nappe du Champigny (en crise renforcée depuis 2009…) Principe du travail à réaliser dans le cadre d’Oracle Exemple de seuil d’alerte sur la piézométrie sur la Seine

Exemple de seuil d’alerte sur les débits sur l’Ill (Alsace) Principe du travail à réaliser dans le cadre d’Oracle

5 Ecoulement en nappe et interactions nappe surface 2 Infiltration 3 Transfert dans la ZNS 4 Ecoulement en rivière 1.Transfert des écoulements de surface Présentation des outils Modélisation hydrologique MODCOU (Ledoux, 1980)

5 Ecoulement en nappe et interactions nappe surface 2 Infiltration 3 Transfert dans la ZNS 4 Ecoulement en rivière 1.Transfert des écoulements de surface Modélisation hydrologique MODCOU (Ledoux, 1980) déjà couplé à Stics sur la Seine pour  étudier la pollution des aquifères par les nitrates  étudier l’impact de l’irrigation et son évolution déjà couplé à ISBA dans l’application SIM-France Etudes d’impact du changement climatique: Projets GICC REXHYSS (Seine), ANR VULNAR (Rhin), EXPLORE 2070 Présentation des outils

Illustrations résultats obtenus sur le Rhin Evaluation des débitsEvaluation de la piézométrie Temps présent Thierion et al., 2011 soumis

Evaluation des débitsEvaluation de la piézométrie Temps présent Thierion et al., 2011 soumis Etude de l’impact du CC en cours dans projet Vulnar Collab Météo-France, LHYGES Illustrations résultats obtenus sur le Rhin

Illustrations résultats obtenus sur la Seine Résultats du projets REXHYSS: moyenne de l’impact des projections AR4 A1B désagrégées par la méthode des types de temps Forte diminution des précips, Forte augmentation de l’ETP

Résultats du projets REXHYSS: Evaluation des besoins en irrigation en Beauce avec Stics Volumes mesurés Volumes calculés ScénarioTemps présentA1B-QQA2-QQA2-RT Irrigation potentielle globale (Mm 3 /an) Variation relative des doses d’irrigation-+ 51 %+ 58 %+ 60 %  Bonne adéquation sur le temps présent  Estimation sous changement climatique sans modification de l’occupation du sol et des pratiques  + 50 % ! Illustrations résultats obtenus sur la Seine (Viennot, 2009)

Résultats du projets REXHYSS: Impact sur les débits (moyenne multi-modèle, multi-projections) Évolution des débits à Poses sur la période [ ] En débits: -129 ± 45 m 3 /s En anomalies: -24 ± 8 % Illustrations résultats obtenus sur la Seine

18 Résultats du projets REXHYSS: Impact sur la piézométrie en Beauce (projection ARPEGE A1B) L’évolution de la piézométrie n’est pas compatible avec une augmentation de l’irrigation ORACLE devrait permettre d’estimer une occupation des sols cohérentes avec les aspects climatique, économiques et hydrologiques Illustrations résultats obtenus sur la Seine