M2 pro ‘gestion de la biodiversité’ Module Diagnostic, surveillance et ge stion des écosystèmes aquatiques des problèmes de gestion intégrée aux questions de recherche Philippe Vervier (vervier@cict.fr) Directeur de recherche au CNRS Directeur du groupement ECOBAG ECOBAG

M2 pro ‘gestion de la biodiversité’ Module Diagnostic, surveillance et ge stion des écosystèmes aquatiques La gestion de l'eau en France et en Europe Relations entre la recherche et la gestion? exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines" Comment appréhender les interactions entre les systèmes sociaux et les systèmes naturels? Quelle ingénierie pour l'aide à la décision Philippe Vervier Directeur de recherche au CNRS Directeur du groupement ECOBAG ECOBAG

La gestion de l'eau en France Politique de l’eau est définie par l’Etat en partenariat avec les collectivités territoriales et les usagers. Chaque comité de bassin est constitué d’élus locaux (régions, départements, communes), de représentants des milieux socio professionnels et associatifs et d’agents de l’Etat. Si le comité de bassin élabore le programme d’actions, l’agence de l’eau se charge de le mettre en oeuvre en métropole. Dans les départements d’outre-mer, ce rôle est tenu par l’office de l’eau.

La gestion de l'eau en France 12 bassins - 6 agences de l'eau Agences de l'eau Adour-Garonne, Artois-Picardie, Loire-Bretagne, Rhin-Meuse, Rhône-Méditerranée, Seine-Normandie ECOBAG

La gestion de l'eau en France Les domaines d’intervention de l’agence - l’assainissement - la lutte contre la pollution industrielle - la protection de milieux aquatiques et des eaux souterraines - l’alimentation en eau potable - l’amélioration des pratiques agricoles - la perception des redevances auprès des collectivités, des agriculteurs et des industriels.

La gestion de l'eau en France Les ressources en eau Sur la quantité totale d’eau disponible sur la planète, à peine 1% permet à l’humanité de satisfaire tous ses besoins. En France, il pleut en moyenne 480 milliards de m3 d’eau par an. Seuls 35% seront récupérés par les cours d’eau ou stockés dans les nappes souterraines. Connaître la ressource régionale en eau est une question cruciale pour en gérer les différents usages. http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/cyclo2.jpg

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france le COMITE DE BASSIN: Elabore et adopte, après avis des Conseils Régionaux et Généraux, le Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) qui fixe pour chaque bassin, ou groupement de bassins, les orientations fondamentales d'une gestion équilibrée de l'eau en quantité et qualité. Le Comité de Bassin est consulté sur les taux et les assiettes des redevances perçues sur les prélèvements et les rejets par l'Agence de l'Eau, instituée dans le bassin, ainsi que sur les priorités des programmes quinquennaux d'intervention de celle-ci et les modalités des aides de l'Agence aux investissements et au bon fonctionnement des ouvrages publics et privés d'épuration des eaux.

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france Au niveau des affluents et de sous-bassins correspondant a une unite hydrographique ou un aquifere : Une COMMISSION LOCALE DE L'EAU, composée pour moitié de représentants des collectivités territoriales, pour un quart des représentants des usagers, et pour un quart des représentants de l'Etat, peut être créée pour élaborer et suivre l'application du Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE). Le SAGE fixe les objectifs généraux d'utilisation, de mise en valeur et de protection quantitative et qualitative des ressources en eau superficielle et souterraine et des écosystèmes aquatiques ainsi que de préservation des zones humides, de manière à satisfaire aux principes fixés par la loi.

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france Lorsque le schéma a été approuvé, les décisions prises dans le domaine de l'eau par les autorités administratives, et applicables dans le périmètre qu'il définit, doivent être compatibles, ou rendues compatibles, avec ce schéma. Les collectivités territoriales intéressées peuvent également s'associer dans une COMMUNAUTE LOCALE DE L'EAU pour faciliter la réalisation des objectifs arrêtés dans le Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux.

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france La "Communauté Locale de l'Eau" peut être chargée d'entreprendre l'étude, l'exécution et l'exploitation de tous travaux, ouvrages ou installations présentant un caractère d'intérêt général ou d'urgence, et visant : l'aménagement d'un bassin ou d'une fraction de bassin hydrographique; l'entretien et l'aménagement d'un cours d'eau non domanial, y compris les accès à ce cours d'eau; l'approvisionnement en eau; la maîtrise des eaux pluviales et de ruissellement; la défense contre les inondations et contre la mer; la lutte contre la pollution; la protection et la conservation des eaux superficielles et souterraines; la protection et la restauration des sites, des écosystèmes aquatiques et des zones humides ainsi que des formations boisées riveraines; les aménagements hydrauliques concourant à la sécurité civile.

La gestion de l'eau en France www.oieau.fr/gest_eau/france La police de l'Eau DRIRE, DRASS, DRAF, DRE, CSP

La DCE en 4 points "objectif 2015" La gestion de l'eau en Europe La DCE en 4 points "objectif 2015" Objectif * Atteindre un bon état des ressources permettant de satisfaire tous les usages Approche intégrée * Etat des ressources mesuré par celui des milieux (bon état) Action * Agir au niveau des territoires (Programmes de mesures ) Gouvernance * Consultation et participations du public

La gestion de l'eau en Europe L'intérêt de la DCE L'eau et sa complexité

L’eau et sa complexité Ressource Usages Milieu naturel

3 500 km3/an 3 50 km3/an La Ressource Ressource Eau Douce Renouvelable en EUROPE 3 500 km3/an Eau Douce Prélevée en EUROPE 3 50 km3/an

La Ressource 50% 50% Pourcentage de la population par rapport au stress hydriques des pays de l'UE (Ag. Europ. Envi.) 50% 50% nul faible fort Degré de stress hydrique (demande / ressource)

L’eau et sa complexité Ressource Usages Milieu naturel

Les Usages Répartition entre usages (%) (Ag. Europ. Envi.) Energie Industrie Urbain Agriculture Répartition entre usages (%) (Ag. Europ. Envi.) Répartition entre usages de l'eau en Europe (Ag. Europ. Envi.) Europe du Sud (pays candidats) France, Grèce, Italie, Portugal, Espagne Europe du Nord Europe centrale (pays candidats) Autriche, Belgique, Danemark, Allemagne, Royaume Uni, Hollande

Europe centrale (pays candidats) Les Usages Evolution de l'utilisation de l'eau par l'Agriculture en Europe depuis 1990 (Ag. Europ. Envi.) France, Grèce, Italie, Portugal, Espagne Autriche, Belgique, Danemark, Allemagne, Royaume Uni, Hollande Europe centrale (pays candidats) Temps (années)

L’eau et sa complexité Ressource Usages Milieu naturel

Les Milieux eutrophisation oxygène Algues Des milieux impactés par les pollutions Exemple du Phosphore et de l'Azote dans les écosystèmes aquatiques oxygène P et N Algues eutrophisation

Des milieux auto-épurateurs Les Milieux Des milieux auto-épurateurs Nitrates 100

Auto-épuration

Multiplicité des usages L’eau et sa complexité Des ressources limitées en quantité et/ou qualité Multiplicité des usages Interactions Des milieux naturels impactés par les activités humaines

Des interactions complexes dans l’espace Production Industrielle Impact sur le milieu et les sytsèmes socio-économiques LOT Transport des contaminants

Des relations amont/aval permanentes mais difficilement prévisibles Une ressource en eau a toujours une histoire "amont" Des conflits d'usage peuvent exister entre des usages "délocalisés" (notion de solidarité amont-aval)

Des interactions complexes dans le temps Source: Insee, Base interrégionale de Données sur les Grands Etablissements-1999 et IGN 1999 Des interactions complexes dans le temps Mission "Eau" CR Midi-Pyrénées Surfaces irriguées Population Bassins d'Emplois Quels développements de la (des) population (s) et de ses besoins en eau à long terme? Quels développements économiques possibles en fonction des ressources en eau ? Quelle co-évolution ressources /usages ? Quelles technologies pour gérer l'offre

Europe centrale (pays candidats) Nécessité du long terme Evolution de l'utilisation de l'eau par l'Agriculture en Europe depuis 1990 (Ag. Europ. Envi.) France, Grèce, Italie, Portugal, Espagne Autriche, Belgique, Danemark, Allemagne, Royaume Uni, Hollande Europe centrale (pays candidats) Temps (années)

Europe centrale (pays candidats) Nécessité du long terme Evolution de l'utilisation de l'eau par l'Agriculture en Europe depuis 1990 (Ag. Europ. Envi.) France, Grèce, Italie, Portugal, Espagne Autriche, Belgique, Danemark, Allemagne, Royaume Uni, Hollande Europe centrale (pays candidats)

Quelle eau voulons-nous en 2015? Solidaires d’amont en aval L’eau, notre patrimoine commun L’effort collectif et individuel doit être durable et s’intégrer dans la vie économique Solidaires d’amont en aval « L’amont » conditionne la quantité et la qualité à  « l’aval » Préserver les milieux aquatiques Les milieux aquatiques (eaux de surface et souterraines) sont les réservoirs auto-épurateurs de l’eau potable. L’eau potable: sûre et non-gaspillée Sommes nous certains que tous les produits que nous utilisons ne vont pas se trouver un jour à notre robinet ? Maîtrisons l’eau et nos demandes La technologie pour l’offre ; les comportements individuels et collectifs pour la demande

Relations entre la recherche et la gestion? M2 pro ‘gestion de la biodiversité’ Module Diagnostic, surveillance et ge stion des écosystèmes aquatiques La gestion de l'eau en France et en Europe Relations entre la recherche et la gestion? exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines" Comment appréhender les interactions entre les systèmes sociaux et les systèmes naturels? Quelle ingénierie de l'aide à la décision Philippe Vervier Directeur de recherche au CNRS Directeur du groupement ECOBAG ECOBAG

Relations entre la recherche et la gestion? Pourquoi des besoins de recherche? DCE mentionne que la Communauté doit tenir compte lors de l'élaboration de sa politique de l'environnement, des données scientifiques et techniques disponibles. La directive prévoit aussi (article 20) que les adaptations techniques peuvent tenir compte du progrès scientifique et technique. il convient de définir des références pour les caractéristiques: - physico-chimique, biologique et hydromorphologique des eaux de surface continentales et des eaux côtières et de transition ; - quantitatives et physico-chimiques des eaux souterraines. Ces références peuvent, selon la DCE, exister ou être reconstruites notamment à l'aide d'outils de modélisation.

Relations entre la recherche et la gestion? La DCE mentionne l'analyse économique, qui doit accompagner la mise en place des mesures par les Etats membres, basée sur le principe de la récupération des coûts des services liés à l'utilisation de l'eau, y compris les coûts pour l'environnement et les ressources. Au-delà des questions qui s'adressent directement aux économistes, il apparaît très clairement le besoin de connaître : les évolutions à long terme des ressources en eau vis-à-vis de leur qualité et de leur quantité et des modalités de leur utilisation ; - les relations entre les modalités d'utilisation de la ressource et les incidences sur ses dimensions qualitative et quantitative.

Relations entre la recherche et la gestion? Ce dernier point rejoint un des considérants de la DCE selon lequel "Il est nécessaire d'intégrer davantage la protection et la gestion écologiquement viable des eaux dans les autres politiques communautaires (l'énergie, les transports, la politique agricole, la pêche, la politique régionale, le tourisme,…). Il convient que la présente directive fournisse la base d'un dialogue permanent et permette l'élaboration de stratégies visant cet objectif d'intégration". Aussi, devient-il primordial de lier les modes d'utilisation de l'eau, et des écosystèmes qui en constituent les réservoirs, et les modes d'occupation des territoires associés, à l'évolution quantitative et qualitative de la ressource concernée.

Comprendre pour agir, pour anticiper Relations entre la recherche et la gestion? Comprendre pour agir, pour anticiper exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines"

Eutrophisation de la Garonne Mesurer le niveau d'eutrophisation de la Garonne En théorie "Facile" P et le Phytoplancton = indicateurs (comme pour les lacs) En pratique "Pas si Facile " Garonne : cours d'eau à Biomasse Fixée

Garonne / Critères eutrophisation 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 PT (mg/l) 1 2 3 4 5 NT (mg/l) Niveaux trophiques des cours d’eau (Dodds et al., 1998) Eutrophe Mésotrophe Oligotrophe 200 400 600 Chla benthique (mg/m²) Chla planctonique (µg/l) 40 10 20 30

Garonne Eutrophisation de la Garonne Phytoplancton = algues en suspension Chla (µg/l) 250 100 150 200 50 1 2 3 4 5 6 7 8 Loire Tamise Rhin Seine Poses Seine Paris Meuse Neckar Moselle Lot La Garonne Toulousaine n'a pas de phytoplancton Charente Garonne Taille du cours d'eau (Ordre de Sthraler)

Eutrophisation des cours d'eau à Biomasse fixée Eutrophisation de la Garonne Eutrophisation des cours d'eau à Biomasse fixée N P C N P C

Mesurer le niveau d'eutrophisation de la Garonne Comprendre pour agir, pour anticiper Mesurer le niveau d'eutrophisation de la Garonne Apports de la recherche Le Biofilm est un indicateur biologique intégrateur du fonctionnement des cours d'eau à Biomasse Fixée - développer des capteurs pour son suivi dans le milieu - Vérifier sa pertinence d'indicateur / autres polluants (métaux, organiques,…)

Mesurer le niveau d'eutrophisation de la Garonne Comprendre pour agir, pour anticiper Mesurer le niveau d'eutrophisation de la Garonne Apports de la recherche Processus d'interactions entre scientifiques et gestionnaires Long (10 ans)

Comprendre pour agir, pour anticiper Relations entre la recherche et la gestion? Comprendre pour agir, pour anticiper exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines"

Des milieux auto-épurateurs Les Milieux Des milieux auto-épurateurs Nitrates 100

Cas des ZHR Garonnaises (PNRZH)

Cas des ZHR Garonnaises (PNRZH) Garonne Plaine alluviale ZHR Hydro Toulouse

Cas des ZHR Garonnaises (PNRZH) Garonne Plaine alluviale ZHR Hydro ZHR "socio-économiques" Toulouse

Cas des ZHR Garonnaises (PNRZH) Mise en place d’un modèle de gestion des zones humides selon leurs fonctionnalités socio-économiques et leurs fonctionnalités naturelles AXE 1 : Usages économiques et sociaux Forte interdépendance entre les usages + Institutionaliser les relations positives entre les acteurs Gérer les conflits d'usages par des règles fortes AXE 2 : Fonctionnalités naturelles - + préservées dégradées Restaurer ou aménager les milieux Expérimenter des modes de gestions - Faible interdépendance entre les usages

M2 pro ‘gestion de la biodiversité’ Module Diagnostic, surveillance et ge stion des écosystèmes aquatiques La gestion de l'eau en France et en Europe Relations entre la recherche et la gestion? exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines" Comment appréhender les interactions entre les systèmes sociaux et les systèmes naturels? Quelle ingénierie en support à la décision Philippe Vervier Directeur de recherche au CNRS Directeur du groupement ECOBAG ECOBAG

Comment appréhender les interactions entre les systèmes sociaux et les systèmes naturels?

(European Agency of Environment) Le Système DPSIR Driving Forces (D) Impact (I) State (S) Response (R) Pressures (P) DPSIR = general framework for organising information about state of the environment (European Agency of Environment) • Driving forces of environmental change (e.g. industrial production) • Pressures on the environment (e.g. discharges of waste water) • State of the environment (e.g. water quality in rivers and lakes) • Impacts on population, economy, ecosystems (e.g. water unsuitable for drinking) • Response of the society (e.g. watershed protection)

Le Système DPSIR Changements Globaux Appui scientifique décrire les relations de "causes à effets" proposer, simuler, évaluer les actions de gestion Changements Globaux Actions de gestion pour modifier les impacts Agriculture Incidence sur les milieux et les socio-systèmes Pressions (intrants, utilisation des ressources, actions sur les sols,…) Etat des milieux et des socio-systèmes

sur l'activité économique Utilisation du système DPSIR Exemple de la pollution poly-métallique du LOT (Bordeaux, Toulouse/ ECOBAG) Production Industrielle P Impact sur le milieu Et sur l'activité économique I LOT Contamination Poly-métallique du LOT E

Quelles conséquences pour l'action territoriale? Identifier le système PSI = identifier les territoires concernés 33 46 47 Espace des processus bio-géo-physiques Quels territoires pour quelles réponses? -

Identification des relations entre Pressions - Etat - Impact Quels apports du système DPSIR? Comment atteindre une échelle spatiale vraiment territoriale pour l'acquisition des connaissances et l'action? Identification des relations entre Pressions - Etat - Impact permet d'identifier les espaces impliqués dans les processus bio-physiques Indentification des territoires à impliquer pour mise en place des "Réponses" Système DPSIR permet une approche globale pour identifier les échelles spatiales des systèmes naturels et sociaux concernés

Socio-economic organization of territories Social Sciences Pistes de réflexions Water technology Socio-economic organization of territories Social Sciences Pressures (P) Driving Forces (D) Impact (I) State (S) Response (R) Natural Sciences

M2 pro ‘gestion de la biodiversité’ Module Diagnostic, surveillance et ge stion des écosystèmes aquatiques La gestion de l'eau en France et en Europe Relations entre la recherche et la gestion? exemple "eutrophisation de la Garonne" exemple "zones humides riveraines" Comment appréhender les interactions entre les systèmes sociaux et les systèmes naturels? Quelle ingénierie de l'aide à la décision? Philippe Vervier Directeur de recherche au CNRS Directeur du groupement ECOBAG ECOBAG

Quelles ingénierie de la décision? Quelles modalités pour le transfert des connaissances?

Quels liens entre connaissances et décision? Agendas, Alternatives, and Public Policies (John W. Kingdon) Flux of problems When problems meet solutions? Hazard Organized Most of the time Rarely Flux of solutions

Quels liens entre connaissances et décision? Favoriser l'ingénierie concourante (Approche AirBus) Rupture entre - Approche classique = regroupement de compétences pour construire un avion Approche AirBus = 1 : définition du type d'avion avec les "clients" 2 : mobilisation des compétences nécessaires à la construction de ce type d'avion

Application au domaine de l'environnement Rupture avec le modèle linéaire

Favoriser l'ingénierie concourante 1 Co-Identification des Enjeux / Problèmes Approche globale = favoriser approche multisectorielle et pluridisciplinaire = inviter sans a priori des représentants de tous les acteurs socio-économiques et de toutes les disciplines scientifiques impliqués dans le domaine de l’eau et des territoires associés à un enjeux Scientifiques Collectivités Institutionnels Entreprises Usagers 2 Co-Identification des questions de recherche

Quel aide à la décision pour la gestion de l'eau? décrire les relations de "causes à effets" (DPSIR) proposer, simuler, évaluer les actions de gestion DCE SDAGE Politiques Publiques Développement Territorial

Quel aide à la décision pour la gestion de l'eau? DCE SDAGE Politiques Publiques Développement Territorial Expertise pluridisciplinaire Transfert des connaissances Recherche-Développement Recherche Partenariale (collaborative)

Plateforme Interrégionale Eau et Développement Durable du Bassin Adour-Garonne www. Ecobag.org