Le rapport - UMR 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 : 15 Septembre 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,
Rieu J.
TABLE DES MATIÈRES
SYNTHÈSE 4
Contexte général 5
Objectifs généraux du projet 5
Quelques éléments de méthodologie (et éventuelles difficultés
rencontrées) 5
Résultats obtenus 5
Implications pratiques 11
Recommandations et limites éventuelles 12
Réalisations pratiques et valorisation 12
Partenariats mis en place, projetés, envisagés 12
Pour en savoir plus (quelques références) 12
Liste des opérations de valorisation issues du contrat 13
RÉSUMÉS 15
Résumé court en français (1/2 à 1 page) 15
Résumé court en anglais (1/2 à 1 page) 15 RAPPORT SCIENTIFIQUE 16
I. Introduction 16
II. Impacts physiques du changement climatique 17
V1. Scénarios climatiques et régionalisation 17
1. Problématique 17
2. Les scénarios et méthodes de désagrégation utilisées dans RExHySS
17
3. Validation des scénarios désagrégés pour le temps présent 21
4. Projections climatiques pour les bassins de la Seine et de la Somme
22
5. Les incertitudes 24
V2. Modélisation hydrologique et ressources en eau 25
1. Analyse des réponses sur les débits 26
2. Analyse des réponses sur la piézométrie 28
3. Analyse du bilan hydrique 29
4. Analyse des incertitudes 30
V3. Analyse fréquentielle des événements hydrologiques extrêmes 31
1. Variables analysées 32
2. Analyse des débits restitués sous climat présent à l'échelle du
bassin 32
3. Analyse des débits restitués sous changement climatique à l'échelle
du bassin 33
4. Analyse des débits futurs de la Seine à Paris et de la Somme à
Abbeville 35
5. Devenir de la piézométrie sur le bassin de la Somme 37
III. Conséquences sur les activités socio-économiques 37
V4a. Inondations de la Somme aval 38
V4b. Consommations anthropiques et débits influencés Erreur !
Signet non défini.
V5. Irrigation 43
1. Capacités du modèle STICS pour évaluer les besoins en irrigation
44
2. Impact du changement climatique sur les doses d'irrigation 45
3. Déficits d'alimentation des formations aquifères sous changement
climatique 46
4. Impact croisé du déficit de recharge et de l'augmentation des
prélèvements sous changement climatique 48
V6. Transfert aux gestionnaires 49
1. Incertitudes associées aux simulations climatiques et hydrologiques
50
2. Communication des résultats et des incertitudes 50
3. Implications opérationnelles et politiques d'adaptation 50
4. Perspectives du projet 51
IV. Discussion et conclusions 51
V. Références citées 52
Liste des Tables et Figures 55
ANNEXES
Tirés à part des publications 58
Compléments sur les différents volets du projet (non confidentiel) 58
V1. Volet 1 (Ali) 58
V2a. Modèles 58
V2b. Volet 2 58
V3. Analyse fréquentielle et prédétermination 58
V4a. Rapport SOGREAH 58
V4b. Rapport HYDRATEC 58
V5.a. Vers une construction de scénarios d'irrigation à l'aide du
modèle STICS 58
V5.b. Rétroaction des prélèvements en nappe pour l'irrigation sur
l'hydrodynamique du bassin de la Seine 58
Acronymes 59 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 ?
. Bassins représentatifs de la « France du Nord »
. 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
HYDROLOGIE ET EXTRÊMES EN ABORDANT CERTAINES CONSÉQUENCES SOCIO-ÉCO QUI
PARAISSENT SENSIBLES 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 p