RECONSTITUTION ET LA - Institution Interdépartementale du ...
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RECONSTITUTION ET LA
CARACTERISATION DES REGIMES BRGM
HYDROLOGIQUES NATURELS SUR SERVICE
LES UNITES HYDRO(GEO)LOGIQUES GÉOLOGIQUE
COHERENTES NEGOCIEES DU SAGE NATIONAL
SNMP, ET CALCUL DE L’IMPACT DU
CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR
TROIS D’ENTRE ELLES
Fabrice COMPERE - Hydrogéologue
Plan de l’exposé
Contexte et objectifs de l’étude
- secteur d’étude
- caractéristiques des unités VP du SAGE SNMP
- simulations GARDENIA
Méthodologie
- présentation de GARDENIA
- traitement des chroniques météorologiques historiques SAFRAN
- paramètres évaporation plan d’eau
- scénarios prospectifs de changement climatique
Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
- présentation du bassin
- simulation GARDENIA de la chronique historique
- description des scénarios de projections climatiques
- simulations GARDENIA jusqu’à 2100
Bassin du Bourdet
- présentation du bassin
- calage GARDENIA en régime non influencé
- calage GARDENIA avec prise en compte des prélèvements
Contenu des fiches résultats par secteur 2
Contexte et objectifs de l’étude Dans le cadre du volet « hydrologie » de l’étude Production de compléments de connaissances et développements méthodologiques préalables à la définition des « volumes prélevables » et à la révision des volets « gestion quantitative de la ressource en eau » sur les périmètres du SAGE Sèvre Niortaise Marais Poitevin et du SAGE Vendée, l’IIBSN a confié au BRGM une étude spécifique, objet d’une convention de recherche et développement partagés. L’étude correspond au volet H d’une étude HMUC (Hydrologie, Milieux, Usages, Climat) telle que préconisée par le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) Loire-Bretagne. Ses objectifs sont les suivants : - reconstitution par modélisation globale de régimes hydro(géo)logiques (débits et piézométries) naturels et influencés, sur des bassins versants équipés de stations de mesures (piézomètres et stations de débit) sur le territoire du SAGE SNMP ; dans un premier temps la mise en place d’une méthodologie est calée au niveau de 3 zones ateliers, puis elle est déclinée sur 10 sites correspondant aux indicateurs existants du SAGE et du SDAGE (priorité P1), puis 9 sites complémentaires (priorité P2) ; - évaluation des impacts du changement climatique (2 scénarios GIEC prospectifs testés) sur les régimes hydrologiques naturels au niveau de trois 3 bassins versants.
Secteur d’étude
L’étude porte sur la somme des unités hydro(géo)logiques cohérentes négociées
ou « unités VP » sur le territoire du SAGE SNMP, excepté celles concernant le
Marais poitevin.
4
Caractéristiques des unités VP du SAGE SNMP
Brève description du contexte Unité VP
Bassin versant sur socle, avec grand barrage destiné à la Touche Poupard et Sèvre
production d’eau potable, au soutien d’étiage et à l’irrigation niortaise réalimentée
Autise socle
Bassin versant sur socle, comprenant de nombreuses petites
Autres affluents rive droite
retenues, dont certaines à usage irrigation
de la Sèvre sur socle
Vendée sédimentaire
Bassin versant sur marno- Autize sédimentaire
calcaires aquifères, et Deux nappes superposées
prélèvements quasi (infra et supra-toarcien) Sèvre niortaise moyenne
exclusivement en nappe, avec
conflit d’usages (irrigation/AEP Sèvre niortaise amont
et/ou irrigation/milieux) plus ou
Lambon
moins marqués
Nappe superficielle du Mignon-Courance
Jurassique supérieur Curé
Caractéristiques des unités VP du SAGE SNMP
5
Simulations GARDENIA
Inventaire des 35 points (stations de débits et ouvrages de suivi piézométrique)
objets de simulations GARDENIA sur fond de bassins versants
6
PERIODE DES SIMULATIONS
Simulations PHASE UNITE VP NOM DE LA STATION
le Lambon à Mougon
TYPE DE STATION
CHRONIQUES GARDENIA
METHODOLOGIQUE LAMBON débit 2013-2018 débit
GARDENIA METHODOLOGIQUE LAMBON
(Montaillon)
Source du Vivier débit + piézométrie ?
débit +
piézométrie
METHODOLOGIQUE LAMBON Niort piézométrie 1993-2018 piézométrie
METHODOLOGIQUE MIGNON - COURANCE le Bourdet piézométrie 1985-2018 piézométrie
le Chambon à St-Georges-de-
METHODOLOGIQUE TOUCHE POUPARD débit 1991-2018 débit
Noisné (Min des Isles)
P1 AUTISE SEDIMENTAIRE Benet 2 (Aziré 2) piézométrie 1990-2018 piézométrie
P1 AUTISE SEDIMENTAIRE Oulmes (grand Nati) piézométrie 1987-2018 piézométrie
P1 AUTISE SOCLE l'Autize à St-Hilaire-des-Loges débit 1971-2018 débit
P1 CURE St-Georges-du-Bois piézométrie 1992-2018 piézométrie
P1 MIGNON - COURANCE Hilaire piézométrie 1994-2018 piézométrie
la Sèvre Niortaise à Niort (la
P1 SEVRE MOYENNE débit 1969-2018 débit
Tiffardière)
la Sèvre Niortaise à Azay-le-Brulé
P1 SEVRE NIORTAISE AMONT débit 1978-2018 débit
(Pont de Ricou)
P1 VENDEE SEDIMENTAIRE le Langon (Breuil) piézométrie 1992-2018 piézométrie
P1 VENDEE SEDIMENTAIRE Doix (Billaude) piézométrie 1996-2018 piézométrie
P1 VENDEE SEDIMENTAIRE Pont de Silly débit 1993-1994 débit +
P1 VENDEE SEDIMENTAIRE St-Aubin-la-Plaine (Tous Vent) piézométrie 1988-2018 piézométrie
l'Egray à Ste-Ouenne
P2 AUTRES AFFLUENTS SUR SOCLE débit 2008-2018 débit
(Hoptoleries)
P2 CURE Varaize (AEP La Rochelle) piézométrie 2005-2017 piézométrie
P2 CURE Fraise (AEP La Rochelle) piézométrie 2005-2017 piézométrie
P2 CURE Montroy piézométrie 2001-2016 piézométrie
P2 LAMBON Fosse de Paix débit débit +
P2 LAMBON Prahecq 3 piézométrie 1993-2018 piézométrie
le Mignon à Mauzé-sur-le-
P2 MIGNON - COURANCE débit 2002-2018 débit +
Mignon (Moulin Neuf)
piézométrie
P2 MIGNON - COURANCE Renais2 piézométrie 2001-2018
P2 MIGNON - COURANCE la Courance à Granzay-Gript débit 2015-2018 débit +
P2 MIGNON - COURANCE Granzay-Gript (la Barre) piézométrie 2001-2006 piézométrie
P2 MIGNON - COURANCE Prissé la Charière piézométrie 1991-2018 piézométrie
P2 MIGNON - COURANCE St Martin de Bernegoue piézométrie 2001-2008 piézométrie
P2 SEVRE NIORTAISE AMONT Station d'exhaure du Pamproux débit ? débit
Source de la Roche-Ruffin
P2 SEVRE NIORTAISE AMONT piézométrie 1975-2018 piézométrie
(Pamproux1)
P2 SEVRE NIORTAISE AMONT Pamproux 2 piézométrie 1992-2005 piézométrie
P2 SEVRE NIORTAISE AMONT Rouillé piézométrie 1996-2018 piézométrie
St-Martin-des-Fontaines 2 (les
P2 VENDEE SEDIMENTAIRE piézométrie 1995-2018 piézométrie 7
Vergnères)
P2 VENDEE SEDIMENTAIRE Pétosse (Bourg) piézométrie 1992-2018 piézométrie
Programme d’étude : phase méthodologique
Les trois zones ateliers de la phase
Amont barrage
méthodologique ont été sélectionnées par Touche Poupard
l’IIBSN car :
- leur combinaison permet de tester toutes
les fonctions de Gardénia jugées
intéressantes pour l’étude (intégration
des volumes prélevés et restitués, calage
simultané sur des chroniques de débit et
de niveaux piézométriques…) ; Vivier
- elles figurent parmi les mieux dotées en
données nécessaires au calcul, et en Bourdet
éléments bibliographiques permettant le
contrôle des résultats obtenus.
Brève description du contexte Zone atelier
Bassin versant du
Bassin versant sur socle, comprenant de
Eau Chambon en amont du
nombreuses petites retenues, dont certaines à 1
superficielle barrage de la Touche
usage irrigation
Poupard
Bassin versant sédimentaire, avec deux nappes Bassin d’alimentation du
superposées (infra et supra-toarcien) et 2 captage AEP de la source
Eau prélèvements quasi exclusivement en nappe. du Vivier
souterraine Bassin versant sédimentaire avec une nappe
Bassin versant du
superficielle et prélèvements quasi exclusivement 3
piézomètre du Bourdet 8
en nappe.Programme d’étude : bases de données
L’IIBSN a fourni des bases de données intéressant :
- les inventaires des prélèvements (AEP, agricoles, industriels) et rejets (stations d’épuration) et
bancarisation/formatage des chroniques de prélèvements existantes (Agence de l’Eau, IIBSN,
EPMP…) ;
- l’inventaire des « indicateurs » relatifs aux variables d’état des hydrosystèmes : suivis
piézométriques, suivis débitmétriques, données météorologiques – bancarisation/formatage
des chroniques existantes ;
- I’inventaire des plans d’eau et des zones humides : accent sur la typologie dans la limite des
connaissances disponibles
- pour chaque bassin à l’étude :
- recueil de la bibliographie spécifique
- données complémentaires relatives aux prélèvements, aux inventaires plans d’eau…
9GARDENIA
Afin de reconstituer des régimes hydro(géo)logiques naturels et influencés, une
modélisation globale est mise en œuvre, à l’aide du logiciel GARDENIA,
développé et mis librement à disposition par le BRGM.
GARDENIA (modèle Global A Réservoirs pour la simulation de DEbits et de
NIveaux Aquifères) est un logiciel de modélisation pluie-débit-niveaux
piézométriques.
Il s’agit d’un modèle hydrologique global à base physique (modèle réservoir) de
bassins versants. A partir de séquences de données météorologiques
(précipitations et évapotranspiration) sur un bassin versant, il permet de calculer
le débit à l’exutoire d’un cours d’eau et/ou le niveau piézométrique en un point de
la nappe libre sous-jacente.
10GARDENIA
Modélisation Pluie - Débit
Recharge
Écoulement
Souterrain
Modélisation Pluie - Niveau
11GARDENIA Surface du
bassin versant
Superficie du bassin versant
PARAMETRES
DU MODELE PLUIE
ETP
(Evapotranspiration potentielle)
GARDENIA
SOL
SOL Capacité du
réservoir sol
Pluie efficace
Ruissellement Répartion ruissellement /
(écoulement rapide) ZONE NON
ZONE NONSATUREE
SATURÉE recharge (percolation)
Recharge Temps de ½ percolation
Vidange de la nappe
ZONE
ZONESATUREE
SATURÉE Temps de ½ tarissement
(écoulement retardé)
souterrain
Ecoulement total
du cours d’eau
Niveau
Débit piézométrique
Coefficient
d’emmagasinement
Niveau de base local de la
nappe
Temps Temps
+ 3 paramètres liés aux pompages (impacts sur nappe et/ou rivière) :
coefficient d’influence, temps de ½ montée et temps de ½ stabilisation 12Chroniques météorologiques SAFRAN
Maillage SAFRAN : 8 km x 8 km
Paramètres pluie, neige, ETP et température
disponibles au pas de temps journalier du 1er
août 1958 au 31 mai 2018. Les paramètres
pluie et neige ont été additionnés.
Données « changement climatique »
disponibles sur le même réseau.
1200
1000
Précipitations et ETP annuelles (mm)
800
600
400 Pluie - Global - Moyenne 158 mailles SAFRAN
ETP - Global - Moyenne 158 mailles SAFRAN
200
0
1959 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015 13Comparaison chroniques SAFRAN / stations Météo France
Station Météo France de Niort / maille SAFRAN n°5579
1300
1200
Hauteurs annuelles (mm) de précipitations et ETP
1100
1000
900
800
700
600
500 Pluie - Maille SAFRAN n°5579
400 Pluie - Station Météo France de Niort
300 ETP - Maille Safran n°5579
ETP - Station Météo France de Niort
200
Di s tance entre maille SAFRAN n°5579 et Station
100 Météo Fra nce de Niort: environ 3,1 km
0
1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016
14Comparaison chroniques SAFRAN / stations Météo France
Station Météo France de Niort / maille SAFRAN n°5579
300
275
Pluie - Station Météo France de Niort Di s tance entre maille SAFRAN n°5579 et Station Météo
Fra nce de Niort : envi ron 3,1 km
250 Pluie - Maille SAFRAN n°5579
Hauteurs mensuelles (mm) de précipitations
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 2015
200
ETP - Station Météo France de Niort Di s tance entre maille SAFRAN n°5579 et Station
Météo Fra nce de Niort : environ 3,1 km
ETP - Maille Safran n°5579
175
150
Hauteurs mensuelles (mm) d'ETP
125
100
75
50
25
0
15
1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 2015Comparaison chroniques SAFRAN / stations Météo France
Station Météo France de Prin-Deyrançon / maille SAFRAN n°5762
1300
1200
Hauteurs annuelles (mm) de précipitations et ETP
1100
1000
900
800
700
600
500 Pluie - Maille SAFRAN n°5762
400 Pluie - Station Météo France de Prin-Deyrançon
300 ETP - Maille Safran n°5762
ETP - Station Météo France de Prin-Deyrançon
200
Di s tance entre maille SAFRAN n°5762 et Station
100 Météo Fra nce de Pri n-Deyra nçon : environ 3,8 km
0
1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016
16Comparaison chroniques SAFRAN / stations Météo France
Station Météo France de Prin-Deyrançon / maille SAFRAN n°5762
300
275
Pluie - Station Météo France de Prin-Deyrançon Di s tance entre maille SAFRAN n°5762 et Station Météo
Fra nce de Pri n-Deyrançon : environ 3,8 km
250 Pluie - Maille SAFRAN n°5762
Hauteurs mensuelles (mm) de précipitations
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017
200
ETP - Station Météo France de Prin-Deyrançon
Di s tance entre maille SAFRAN n°5762 et Station
ETP - Maille Safran n°5762 Météo Fra nce de Pri n-Deyra nçon : environ 3,8 km
175
150
Hauteurs mensuelles (mm) d'ETP
125
100
75
50
25
0 17
1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017Traitement des données météorologiques SAFRAN
Test de plusieurs méthodes d’interpolation à l’aide du logiciel Surfer
2200000
2200000
2180000
2200000
2180000
2160000
2180000
2160000
2140000
2160000
2140000
2120000
2140000
320000 340000 360000 380000 400000 420000 440000
2120000
Inverse de la
2120000
320000 340000 360000 380000 400000 420000 440000
distance
Interpolation
320000 340000 360000 380000 400000 420000 440000
linéaire
Plus proche
voisin
Méthode d’interpolation retenue :
Radial Basis Function (RBF) – interpolateur exact
18Traitement des données météorologiques SAFRAN
Interpolation à l’aide de la méthode RBF – Cumuls de l’année 2013
Pluie (mm) ETP (mm)
Min = 755 mm / Max = 1120 mm Min = 746 mm / Max = 900 mm
19Evaporation plan d’eau vs Evapotranspiration
Comparaison au niveau de la station Météo France de Niort
Comparaison ETP / Evaporation plan d'eau
(valeurs décadaires calendaires)
80
Evaporation plan d'eau décadaire calendaire (mm)
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
ETP décadaire calendaire (mm)
20Scénarios Changement Climatique
Dans son dernier exercice (CMIP5, 2016), le GIEC a défini quatre scénarios de forçage
radiatif (aussi appelés scénarios d’émission) :
- RCP2.6 : scénario plutôt optimiste
- RCP4.5
- RCP6.0
- RCP8.5 : scénario pessimiste
De nombreux modèles climatiques produisent des projections climatiques à partir de
ces scénarios en entrée, à une résolution spatiale large, qui nécessitent d’appliquer une
descente d’échelle (désagrégation spatiale ou downscaling, via modèle régional
climatique ou méthodes statistiques).
Le BRGM dispose des données pour une sélection, parmi l’ensemble des modèles
existants au travers du monde, qui constitue un éventail représentatif de ce qui existe
actuellement :
- BCC-CSM1-1-M
- CanESM2 (pas disponible pour RCP6.0)
- IPSL-CM5A-MR
- NorESM1-M
- CNRM-CM5 (pas disponible pour RCP 6.0)
Les données (précipitations, neige, ETP et température) sont disponibles au pas de
temps journalier, sur 150 ans, du 01/01/1951 au 31/12/2100. 21Scénarios Changement Climatique
Les membres de la CLE ont retenu un travail à l'échéance 2050,
pour les scénarios RCP6.0 et RCP8.5
In fine, le scénario RCP 2.6 a également été traité.
22Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Bassin versant topographique d’une surface d’environ 31 km2. Station de jaugeage
Chronique de débit du Chambon à Saint-Georges-de-Noisné (station
N4104020) disponible à compter du 1er janvier 1991. Prélèvement irrigation
Rejet (STEP)
Les 4 mailles SAFRAN qui entourent le bassin présentent des chroniques
Maille SAFRAN
de Pluie et ETP très proches : une valeur moyenne des 4 mailles a été
retenue. Plans d’eau
Prélèvements : 2 prélèvements agricoles
sur retenues (volumes maximal
prélevé sur 1991/2017 = 13 100 m3/an).
191 plans d’eau inventoriés, isolés, pour
une surface totale d’environ 31,8 ha (soit 1 %
de la surface du bassin topographique).
23Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Paramètres GARDENIA
Surface du bassin versant topographique corrigée de la superficie des plans d’eau
Capacité du réservoir sol = 190 mm
Hauteur d’équi Ruissellement-Percolation = 2.5 mm (le modèle génère essentiellement du ruissellement)
Temps de ½ percolation vers la nappe = 1 mois
Temps de ½ tarissement souterrain = 0,5 mois
26
24
22
Débit du Chambon - Observé
20
Débit du Chambon - Simulé
18
16
Débit (m3/s)
14
12
10
8
6
4
2
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
24Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Débits observés et simulés sur échelle logarithmique
Retour du Service de Prévision des Crues : données jugées très fiables entre 50 L/s et 500 L/s
100
Débit du Chambon - Observé
Débit du Chambon - Simulé
10
1
Débit (m3/s)
0.1
0.01
0.001
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
100
10
Débit simulé (m3/s)
1
0.1
0.01
0.001
0.001 0.01 0.1 1 10 100
25
Débit observé (m3/s)Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Des simulations ont été entreprises en imposant une chronique de
« prélèvements/restitutions » incluant :
- évaporation sur les plans d’eau (deux scénarios testés : ETP seule et ETP-Pluie)
- prélèvements agricoles sur retenues
- restitution des deux STEP (sur la base du débit entrant aux stations issu des bases de
données)
Le fait d’imposer que ces termes sources impactent directement le débit au Chambon n’a
abouti à aucun calage correct (paramètres physiques incohérents).
100
Débit du Chambon - Observé
ETP sur surfaces des plans d'eau
Rejets STEP
10
Prélèvements agricoles
1
Débit (m3/s)
0.1
0.01
0.001
0.0001
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
26Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Chroniques annuelles des paramètres météorologiques et des volumes écoulés au Chambon
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de paramètres météorologiques
Pluie annuelle - Chronique historique SAFRAN
1600 ETP annuelle - Chronique historique SAFRAN
35 000 000
Somme annuelle de (P-ETP) > 0 journalier
1400 Somme annuelle de (P-ETP) journalier
Volumes annuels écoulés au Chambon 30 000 000
1200
Haueturs de Pluie, ETP et (P-ETP)>0
25 000 000
1000
Volumes écoulés au Chambon (m3)
800
20 000 000
(mm)
600
15 000 000
400
200 10 000 000
0
5 000 000
-200
-400 0
1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 2014
Les valeurs (P-ETP)>0 correspondent aux valeurs positives de la différence entre pluie et ETP (P-ETP).
27Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
En 1994, les volumes simulés (courbe verte) sous-estiment largement les volumes mesurés
(courbe bleue), en lien avec les données météorologiques SAFRAN (pluie et ETP) disponibles.
38 000 000 Volumes (P-ETP)>0 - Sommes des valeurs journalières
36 000 000 Volumes (P-ETP) - Sommes des valeurs journalières
34 000 000 Volumes écoulés Chambon : mesurés
32 000 000 Volumes écoulés au Chambon : simulation Gardenia
30 000 000 Volumes ETP sur surface totale des plans d'eau
28 000 000 Volumes ETP-P sur surface totale des plans d'eau
26 000 000
24 000 000
Volumes (m3)
22 000 000
20 000 000
18 000 000
16 000 000
14 000 000
12 000 000
10 000 000
8 000 000
6 000 000
4 000 000
2 000 000
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
28Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Examen des chroniques des projections climatiques : PRECIPITATIONS du scénario RCP 8.5
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de la pluie
Pluie - Chronique historique SAFRAN
1600 RCP8.5 - BCC-CSM1-1-M
RCP8.5 - CanESM2
RCP8.5 - CNRM-CM5
RCP8.5 - IPSL-CM5A-MR
1400
RCP8.5 - NorESM1-M
RCP8.5 - Moyenne
1200
Haueturs de Pluie (mm)
1000
800
600
400
200
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
Les 5 modèles disponibles présentent des écarts entre eux, les ordres de grandeur restant
toutefois les mêmes. 29Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Examen des chroniques des projections climatiques : PRECIPITATIONS du scénario RCP 8.5
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de la pluie
1600
1400
1200
Haueturs de Pluie (mm)
1000
800
600
Pluie - Chronique historique SAFRAN
400
RCP8.5 - Moyenne
200
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
La courbe moyenne des 5 modèles sous-estime les pluies de la chronique historique, et ne
reproduit pas les variations interannuelles.
30Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Examen des chroniques des projections climatiques : ETP du scénario RCP 8.5
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de l'ETP
1200
1000
Haueturs d'ETP (mm)
800
600
ETP - Chronique historique SAFRAN
RCP8.5 - BCC-CSM1-1-M
400
RCP8.5 - CanESM2
RCP8.5 - CNRM-CM5
RCP8.5 - IPSL-CM5A-MR
200 RCP8.5 - NorESM1-M
RCP8.5 - Moyenne
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
Comme pour les précipitations, les 5 modèles disponibles présentent des écarts entre eux, les
ordres de grandeur restant toutefois les mêmes. 31Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Examen des chroniques des projections climatiques : ETP du scénario RCP 8.5
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de l'ETP
1200
1000
Haueturs d'ETP (mm)
800
600
ETP - Chronique historique SAFRAN
400
RCP8.5 - Moyenne
200
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
La courbe moyenne des 5 modèles reste inférieur à l’ETP de la chronique historique.
Les observations pour le scénario RCP 8.5 (pessimiste) sont valables pour les scénarios
32
RCP 2.6 (optimiste) et RCP 8.5 (intermédiaire, avec seulement 3 modèles disponibles).Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Comparaison des courbes moyennes des trois scénarios.
Paramètre : PRECIPITATIONS – données historiques
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de la pluie
1600
1400
1200
Haueturs de Pluie (mm)
1000
800
600
Pluie - Chronique historique SAFRAN
400
RCP 2.6 - Moyenne
RCP 6.0 - Moyenne
200 RCP 8.5 - Moyenne
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
33Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Comparaison des courbes moyennes des trois scénarios.
Paramètre : PRECIPITATIONS – projections à 2100
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de la pluie
1600
1400
Pluie - Chronique historique SAFRAN
RCP 2.6 - Moyenne
1200
RCP 6.0 - Moyenne
Haueturs de Pluie (mm)
RCP 8.5 - Moyenne
1000
800
600
400
200
0
1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 2031 2041 2051 2061 2071 2081 2091
Peu d’évolution du paramètres précipitation à l’horizon 2100, avec toutefois une tendance à la
baisse pour le scénario pessimiste RCP 8.5 à partir de 2040/2050. 34Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Comparaison des courbes moyennes des trois scénarios.
Paramètre : ETP – données historiques
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de l'ETP
1200
1000
Haueturs d'ETP (mm)
800
600
ETP - Chronique historique SAFRAN
RCP 2.6 - Moyenne
400 RCP 6.0 - Moyenne
RCP 8.5 - Moyenne
200
0
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 2016
35Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Comparaison des courbes moyennes des trois scénarios.
Paramètre : ETP – projections à 2100
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de l'ETP
1200
1000
Haueturs d'ETP (mm)
800
600
ETP - Chronique historique SAFRAN
RCP 2.6 - Moyenne
400
RCP 6.0 - Moyenne
RCP 8.5 - Moyenne
200
0
1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 2031 2041 2051 2061 2071 2081 2091
Evolution différentielle de l’ETP entre les 3 scénarios à partir de 2040. A noter la tendance à la
hausse depuis le début des années 1990, observée sur la chronique historique. 36Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Comparaison des courbes moyennes des trois scénarios.
Paramètre : (P-ETP) > 0 journalier – projections à 2100
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1)
Chroniques annuelles de (P-ETP) >0 journalier
1200
(P-ETP)>0 - Chronique historique SAFRAN
1000 RCP 2.6 - Moyenne
RCP 6.0 - Moyenne
RCP 8.5 - Moyenne
Haueturs de Pluie (mm)
800
600
400
200
0
1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 2031 2041 2051 2061 2071 2081 2091
37Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Paramétrisation des simulations Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de la pluie
GARDENIA prospectives 1600
Paramètres PRECIPITATIONS et 1400
Pluie - Chronique historique SAFRAN
RCP 6.0 - Moyenne - Chronique originale
ETP : correction des chroniques RCP 6.0 - Moyenne - Chronique corrigée
moyennes des modèles 1200
Haueturs de Pluie (mm)
climatiques afin que leur moyenne 1000
interannuelle de 1959 à 1991 soit
identique aux valeurs historiques. 800
600
Exemple du scénario RCP 6.0
400
Bassin Amont Barrage Touche Poupard (BV_SNMPZA1) - Chroniques annuelles de l'ETP
200
1200
0
1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 2031 2041 2051 2061 2071 2081 2091
1000
Haueturs d'ETP (mm)
800
600
400
ETP - Chronique historique SAFRAN
RCP 6.0 - Moyenne - Chronique originale
200
RCP 6.0 - Moyenne - Chronique corrigée
0 38
1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 2031 2041 2051 2061 2071 2081 2091Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
100 Débit du Chambon - Observé
Débit du Chambon - Simulation Gardenia
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP2.6
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP2.6 corrigé
10
Débit du Chambon (m3/s)
1
0.1
0.01
0.001
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017
100 Débit du Chambon - Observé
Débit du Chambon - Simulation Gardenia
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP6.0
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP6.0 corrigé
10
Débit du Chambon (m3/s)
1
0.1
0.01
0.001 39
2001 2002 2003 2004 2005Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
10
1
Débit du Chambon (m3/s)
0.1
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP2.6 corrigé
0.01
0.001
1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015 2019 2023 2027 2031 2035 2039 2043 2047 2051 2055 2059 2063 2067 2071 2075 2079 2083 2087 2091 2095 2099
10
1
Débit du Chambon (m3/s)
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP6.0 corrigé
0.1
0.01
0.001
1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015 2019 2023 2027 2031 2035 2039 2043 2047 2051 2055 2059 2063 2067 2071 2075 2079 2083 2087 2091 2095 2099
10
1
Débit du Chambon (m3/s)
Débit du Chambon - Simulation scénario RCP8.5 corrigé
0.1
0.01
0.001
1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015 2019 2023 2027 2031 2035 2039 2043 2047 2051 2055 2059 2063 2067 2071 2075 2079 2083 2087 2091 2095 2099
40Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
Evolution des débits minimaux journaliers par année.
0.050
0.045 RCP 2.6 Corrigé
0.040 RCP6.0 Corrigé
Débits minimaux joiurnaliers par an (m3/s)
0.035 RCP8.5 Corrigé
0.030
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0.000
1991 1996 2001 2006 2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046 2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
41Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
Evolution des débits maximaux journaliers par année.
3.50
RCP 2.6 Corrigé
3.00 RCP6.0 Corrigé
RCP8.5 Corrigé
Débits maximaux journaliers par an (m3/s)
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
1991 1996 2001 2006 2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046 2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
42Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
Evolution du nombre annuel de jours avec un débit moyen < 0,01 m3/s.
175
RCP 2.6 Corrigé
150
Nombre annuel de jours avec débits < 0.01 m3/s
RCP6.0 Corrigé
RCP8.5 Corrigé
125
100
75
50
25
0
1991 1996 2001 2006 2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046 2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
43Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Résultats des simulations GARDENIA
Paramètres GARDENIA conservés et modification uniquement des chroniques P et ETP
Evolution du nombre annuel de jours avec un débit moyen < 0,1 m3/s.
300
275
250
225
Nombre annuel de débits < 0.1 m3/s
200
175
150
125
100 RCP 2.6 Corrigé
75 RCP6.0 Corrigé
50
RCP8.5 Corrigé
25
0
1991 1996 2001 2006 2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046 2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
44Bassin du Bourdet
Bassin versant hydrogéologique d’une surface d’environ 1,8 km2. Station de jaugeage
Chronique sur le piézomètre du Bourdet disponible à compter du Prélèvement irrigation
24 juin 1985.
Observations des assecs sur la source de la Jeannerie et Maille SAFRAN
le Cardinole sur 2011 et 2012. Plans d’eau
La maille SAFRAN la plus proche
(moins de 2 km de distance) a été retenue.
Piézomètre du
7 prélèvements agricoles sur forage Bourdet
pris en compte, groupés à l’Est du bassin.
le Cardinole
1 plan d’eau inventorié, réserve tampon
alimentée par deux forages.
Source de
la Jeannerie
45Bassin du Bourdet
L’approche GARDENIA nécessite de préciser une chronique de prélèvements annuels.
Pour les 7 prélèvements inventoriés sur le Bourdet, les données suivantes sont disponibles :
- source Agence de l’Eau :
- volumes annuels de 1999 à 2007, avec surface irriguée associée
- volumes annuels de 2008 à 2016
- source IIBSN :
- volumes hebdomadaires de 2004 à 2006
- source EPMP :
- volumes à la quinzaine de 2014 à 2017
Les différentes chroniques disponibles ont été fusionnées, en intégrant notamment les périodes
d’arrêt total de prélèvements connues. Des ajustements ont été effectués en fixant l’arrêt des
prélèvements au 1er septembre de chaque année.
Des volumes nuls ont été appliqués de 1980 à 1987. En fonction de l’historique des prélèvements
(variations interannuelles notamment), des volumes prélevés constants ont été appliqués de 1988
à 1998 sur la base de valeurs moyennes des années 1999 et 2000, ou de 1999 à 2002.
46Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
De nombreuses simulations ont été réalisées, satisfaisantes en termes de piézométrie simulée,
mais avec des paramètres de calage non physiques (problème de non unicité de la solution).
In fine, la méthodologie retenue comporte deux étapes :
- premier calage sur les années 1986 et 1987 où aucun prélèvement n’existait :
simulation en régime non influencé
- reprise des paramètres GARDENIA de la simulation en régime non influencé,
prise en compte des prélèvements agricoles
47Bassin du Bourdet
Simulation GARDENIA Niveau de base local de la nappe = 11.8 m
En régime non influencé Coefficient d’emmagasinement de l’aquifère = 2,6.10
-3
Capacité du réservoir sol = 20 mm (terres de groies, caillouteuses)
Hauteur d’équi Ruissellement-Percolation = 9999 mm (ruissellement nul)
Temps de ½ percolation vers la nappe = 1,15 mois
Temps de ½ tarissement souterrain = 0,05 mois
17
15
13
Cote piézométrique (m NGF)
11
9 Piézométrie du Bourdet - Observée
Piézométrie du Bourdet - Simulée - V07
7
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
48Bassin versant du Chambon en amont du barrage de la Touche Poupard
Simulation GARDENIA en intégrant les prélèvements, impactant le niveau piézométrique
Paramètres liés à l’influence des pompages :
- coefficient d’influence = -9,6.10-4
- temps de ½ montée = 0,6 mois
- temps de ½ stabilisation = 0,6 mois
16
15
14
Cote piézométrique (m NGF)
13
12
11
10
9 Piézométrie du Bourdet - Observée
Piézométrie du Bourdet - Simulée
8
7
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Le fait d’inclure dans le modèle GARDENIA la simulation de débits (Source de la Jeannerie ou le
Cardinole, avec variation de la surface du bassin versant considéré) avec comme contrainte les
observations d’assecs en 2011 et 2012 n’a pas permis d’améliorer significativement le calage.
De manière générale, et notamment sur la simulation du Bourdet (piézomètre représentatif d’un
bassin très réduit en surface, ou peut-être impacté par des prélèvements autres que ceux
introduits dans le modèle ?), il ressort la nécessité de disposer de données de qualité en termes de
prélèvements : volumes mais aussi dates effectives de prélèvements. 49Contenu des fiches résultats par secteur
Eléments de base à intégrer aux fiches :
- localisation générale (à l’échelle du SAGE SNMP)
- brève description des contextes géologique, hydrologique et hydrogéologique
- une carte avec :
- limites et surface du bassin étudié (topographique ou hydrogéologique)
- divers inventaires : prélèvements, rejets, points de suivis existant et mise
en avant de ceux utilisés pour les calages, plans d’eau…
- paramètres concernant la météorologie
- paramètres et courbe(s) du(des) calage(s) GARDENIA (régimes influencé et
non influencé)
- résultats des simulations prospectives du changement climatique : paramètres
à définir
50SERVICE GÉOLOGIQUE
NATIONAL
WWW.BRGM.FR
Siège social
Centre scientifique et technique
3, avenue Claude-Guillemin
BP 36009
45060 Orléans Cedex 2 - France
Tél.: 02 38 64 34 34
BRGM Nouvelle-Aquitaine
Site de Bordeaux, Europarc, 24 avenue
Léonard de Vinci, 33600 Pessac
Tél. 05 57 26 52 70
Site de Poitiers, 5 rue de la Goélette,
86280 Saint-Benoît - Tél. 05 49 38 15 38Vous pouvez aussi lire
