Rapport - Sisyphe - UPMC

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Projet RExHySS Impact du changement climatique
sur les Ressources en eau et les Extrêmes Hydrologiques
dans les bassins de la Seine et la Somme Climate change impact
on the Water Resources and Hydrological Extremes
of the Seine and Somme river basins
|Programme GICC |
|Rapport de fin de contrat |
Date : XX Août 2009
Projet N° 0000454
Date du contrat : 20/12/2006 Responsable du projet : Agnès Ducharne
UMR Sisyphe (UPMC / CNRS / EPHE / ENSMP)
UPMC Case 105, 4 place Jussieu, 75005 Paris
Agnes.Ducharne@upmc.fr
Auteurs : Ducharne A, Habets F, Déqué M, Evaux L, Hachour A, Lepelletier T,
Martin E, Oudin L, Pagé C, Ribstein P, Sauquet E, Thiéry D, Terray L,
Viennot P, Boé J, Bourqui M, Crespi O, Gascoin S, Leblois E, Ledoux E,
Perrier A, Rieu J.
TABLE DES MATIÈRES
SYNTHÈSE 3
Contexte général 4
Objectifs généraux du projet 4
Quelques éléments de méthodologie (et éventuelles difficultés
rencontrées) 4
Résultats obtenus 4
Implications pratiques 10
Recommandations et limites éventuelles 11
Réalisations pratiques et valorisation 11
Partenariats mis en place, projetés, envisagés 11
Pour en savoir plus (quelques références) 11
Liste des opérations de valorisation issues du contrat 12
RÉSUMÉS 14
Résumé court en français (1/2 à 1 page) 14
Résumé court en anglais (1/2 à 1 page) 14 RAPPORT SCIENTIFIQUE 15
1. Introduction 15
2. Impacts physiques du changement climatique 16
V1. Scénarios climatiques et régionalisation 16
1. Problématique 16
2. Les scénarios et méthodes de désagrégation utilisées dans RExHySS 16
3. Validation des scénarios désagrégés pour le temps présent 20
4. Projections climatiques pour les bassins de la Seine et de la Somme
21
5. Les incertitudes 23
V2. Modélisation hydrologique et ressources en eau 24
V3. Analyse fréquentielle des événements hydrologiques extrêmes 29
3. Conséquences sur les activités socio-économiques 34
V4a. Inondations de la Somme aval 35
V4b. Consommations anthropiques et débits influencés 37
V5. Irrigation 39
V6. Transfert aux gestionnaires 44
4. Discussion et conclusions 46
5. Références citées 46
Liste des Figures et Tables 48 ANNEXES 49
Tirés à part des publications 49
Compléments sur les différents volets du projet (non confidentiel) 49
V1. Volet 1 (Ali) 49
V2a. Modèles 49
V2b. Volet 2 49
V3. Analyse fréquentielle et prédétermination 49
V4a. Rapport SOGREAH 49
V4b. Rapport HYDRATEC 49
V5.a. Vers une construction de scénarios d'irrigation à l'aide du
modèle STICS 49
V5.b. Rétroaction des prélèvements en nappe pour l'irrigation sur
l'hydrodynamique du bassin de la Seine 49
Acronymes 50 SYNTHÈSE |Projet RExHySS |
|Impact du changement climatique |
|sur les Ressources en eau et les Extrêmes Hydrologiques |
|dans les bassins de la Seine et la Somme |
|Programme GICC | Responsable scientifique du projet : Agnès Ducharne
UMR Sisyphe (UPMC / CNRS / EPHE / ENSMP)
UPMC Case 105, 4 place Jussieu, 75005 Paris
Agnes.Ducharne@upmc.fr Partenaires directs du projet : CNRS, CERFACS, ARMINES, SOGREAH Participants au projet : | | Partenaires | Personnes | Statut |
|P1| CERFACS | L. Terray | Chercheur |
| | |J. Boé |CERFACS |
| | |C. Pagé * |Doctorant CERFACS|
| | | | |
| | | |Postdoc CDD (V1) |
|P2| CNRM-GAME (URA | M. Déqué | Ingénieur Ponts |
| |1357) |E. Martin |et Chaussées |
| | | |Ingénieur Ponts |
| | | |et Chaussées |
|P3| Sisyphe (UMR | A. Ducharne | Chargée de |
| |7619) |F. Habets |recherche CNRS |
| | |L. Oudin |Chargée de |
| | |P. Ribstein |recherche CNRS |
| | |H. Bouddra * puis M. Bourqui *|Maitre de |
| | |puis A. Hachour * |conférences |
| | |O. Crespi |Professeur |
| | |S. Gascoin |Post-doc CDD (V2)|
| | |L. Moulin | |
| | | |Stagiaire M2 |
| | | |Doctorant Sisyphe|
| | | | |
| | | |ATER |
|P4|Armines | E. Ledoux | Directeur de |
| | |P. Viennot |recherche |
| | | |Ingénieur de |
| | | |recherche |
|P5| Cemagref Lyon | E. Leblois | Ingénieur de |
| | |E. Sauquet |recherche |
| | | |Chargé de |
| | | |recherche |
|P6| BRGM Orléans | D. Thiéry | Chef de projets |
| | | |de recherche |
|P7| SOGREAH | L. Evaux | Ingénieure |
| | |J. Rieu |Ingénieur |
| | |P. Sauvaget |Chef de projets |
|P8| Hydratec | A. Lepaillier | Ingénieure |
| | |T. Lepelletier |Chef de projets |
|P9| INRA (UMR EGC) | A. Perrier | Professeur |
| | | |émérite |
* Rémunérés sur contrat RExHySS.
Contexte général
QUELLE SITUATION, QUELS ENJEUX MOTIVENT CE PROJET ?
. Le bassin versant de la Seine couvre 14 % de la surface de la France
métropolitaine. Il se caractérise par une importante vulnérabilité aux
extrêmes et à leurs changements, du fait de la forte emprise des
activités humaines sur les corridors fluviaux. Il se caractérise aussi
par une activité agricole importante et variée (Mignolet et al., 2001)
dont l'influence sur les ressources en eau peut être simulée par le
modèle couplé STICS/MODCOU, ce qui rend possible le travail proposé
dans le volet V5.
. Le bassin de la Somme, moins anthropisé que celui de la Seine,
présente une dynamique des inondations différente, plus lente, avec
une influence des nappes plus forte, et une sensibilité a priori
différente à la variabilité interannuelle des précipitations. De plus,
les évènements récents qui s'y sont déroulés (inondations en 2001,
vagues de chaleur en 2003) ont accru la demande sociétale pour une
meilleure compréhension de ces phénomènes et de leur évolution future. Objectifs généraux du projet
QUELQUES ÉLÉMENTS DE MÉTHODOLOGIE (ET ÉVENTUELLES DIFFICULTÉS RENCONTRÉES)
LA DÉMARCHE DES IMPACTS ET LES MÉTHODES DE RÉGIONALISATION
Nécessité de validation en TP bien que ça ne garantisse pas le réalisme des
projections.
Organisation du projet et de la restitution, en volets Résultats obtenus VOLET 1. SCÉNARIOS CLIMATIQUES ET RÉGIONALISATION Changement climatique dans les bassins de la Seine et de la Somme au cours
du 21ème siècle . Réponse de la température de l'air : réchauffement en moyenne annuelle
(de +1.5 à +3°C en MS et entre +2 et +4°C en FS). Pas de fortes
variations saisonnières de cette réponse.
. Réponse des précipitations :
o baisse importante et systématique des précipitations estivales ;
l'évolution des précipitations est plus faible en amplitude, mais
incertaine sur le signe ; les cumuls annuels montrent une tendance
quasi systématique (-6% en moyenne sur tous les scénarios MS, et -12%
en moyenne sur tous les scénarios FS) ;
o Au 21ème siècle, seul un scénario régionalisé montre une augmentation
des précipitations annuelles par rapport au TP (scénario FGM,
augmentation faible dans le bassin de la Seine seulement);
o régime des précipitations : la baisse des précipitations se traduit
par une augmentation du nombre de jours sans precip et une
persistance plus importante des épisodes secs ; la persistance des
événements pluvieux change peu ;
. Réponse de l'ETP : augmentation, supérieure en FS qu'en MS.
. La réponse régionale du CC est importante dès 2050 ; les réponses sont
plus marquées en FS qu'en MS, mais la dispersion entre les scénarios est
aussi plus importante. Résultats méthodologiques sur les méthodes de régionalisation . Différentes MR considérées : deux méthodes avancées développées en France
: régimes de temps (RT ; Boé et al., 2006 ; Pagé et al., 2008), quantile-
quantile (QQ ; Déqué, 2007) et la méthode simpliste des anomalies
(ANOM). De plus, deux variantes de la méthode QQ ont été comparées, selon
que l'aj