OBJECTIF DU PROJET: Vulnérabilité de l Aquifère du Rhin Supérieur au changement climatique.

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1 OBJECTIF DU PROJET: Vulnérabilité de l Aquifère du Rhin Supérieur au changement climatique. Participants: MINES Paristech (Centre de Géosciences), Météo France (CNRM-GAME), UMR CNRS - Université Paris VI (Sisyphe) UMR CNRS Université de Strasbourg (LHyGeS) Les résultats attendus La démarche L état d avancement Les difficultés rencontrées Quelques résultats Conclusion 1

2 Résultats attendus sur le fonctionnement de l hydrosystème Un modèle hydrogéologique de la plaine du Rhin Supérieur, couplé à un modèle hydro-météorologique. Amélioration de notre connaissance des bilans et flux d eau (échanges nappe-rivières, flux latéraux, recharge, ) Amélioration de nos connaissances sur la vulnérabilité de la nappe. Prévision des effets du changement climatique sur la ressource et sa vulnérabilité. Temps de transfert dans les sols, échanges nappe-rivières, débits des rivières (hautes eaux, basses eaux), devenir des zones inondées, devenir du manteau neigeux. 2

3 Résultats attendus au niveau méthode Amélioration du modèle couplé météo-hydro-géologique. Couplage des différents modules, Meilleure prise en compte des échanges sol-atmosphère, Meilleure prise en compte de la présence de la nappe à faible profondeur. Analyse des incertitudes. Développement de nouvelles techniques de Monte-Carlo, Prise en compte des analyses de sensibilité dans les prévisions, Identification des paramètres par approche inverse, Intercomparaison de deux types de modélisations. 3

4 Les principales étapes du projet WP1. Modélisation Hydro-météo et hydrogéologique Elaboration des bases de données Bilan eau et énergie par ISBA Couplage des modèles Conception et étalonnage du modèle hydrogéologique sur la période WP2. Evaluation de la vulnérabilité de la nappe Elaboration des bases de données (sol, couverture) Estimation de la vulnérabilité (temps de parcours) WP3. Estimation des incertitudes des modèles Développement méthodologique Analyse de sensibilité Analyse des incertitudes liées à la conception du modèle, aux paramètres et à l étalonnage. WP4. Impacts du changement climatique Scénarios, simulations sur la période Analyse des impacts (débits, piézométrie,vulnérabilité, zones humides, neige, ) 4

5 Avancement du projet WP1. Modélisation Hydro-météo et hydrogéologique (06/09) Partie presque finalisée. Une publication soumise à J. of Hydrology. WP2. Evaluation de la vulnérabilité de la nappe (09/09) Reporté au 1 er trimestre 2010 WP3. Estimation des incertitudes des modèles (04/10) La méthodologie a été développée. Des premiers calculs sont en cours depuis début novembre WP4. Impacts du changement climatique sur la piézométrie, les débits et la vulnérabilité (Fin 2010) Simulation des champs de précipitations et ETP début

6 Difficultés rencontrées La mise à disposition des données (mise en place de conventions, délais administratifs trop longs ) Le départ d un post-doctorant en cours de projet remplacé par un doctorant. La génération des champs de précipitation a demandé un développement méthodologique plus important que prévu pour (i) généraliser les précipitations sur les versants allemands, (ii) corriger des biais constatés sur les Vosges. 6

7 Les outils : SIM 7

8 Les outils Mise en oeuvre de 2 modèles de nappe : MODCOU et HPP-Inv MODCOU (Géosciences): -Mailles rectangulaires, - Calage essais erreurs, - Représentation multi-couches, -Calculd un bilanhydriquede surface HPP_Inv (LHyGeS) : - Mailles triangulaires, - Calage automatique par inversion, -Représentation2D 8

9 Correction des données météo Surestimation des volumes d eau écoulés aux stations constatées pour plusieurs bassins versants des Vosges Vérification des estimations à partir des données de la thèse de Perrin (1991) sur le BV de la Fecht Recherche d une correction des données SAFRAN pour les précipitations sur ces bassins versants Correction des précipitations par des coefficients issus d une comparaison avec une autre source de données (AURELHY) Amélioration de la simulation des débits Coefficients

10 Quelques résultats Projet VulNaR Analyse des données hydrométriques et piézométriques 10

11 MODCOU : Calage du bilan hydrique de surface Résultats en débits aux stations hydrométriques des Vosges, du Sundgau et de la Forêt Noire : 11

12 Échanges nappe-rivières Ill et Fecht dans la région de Colmar : débits d échanges nappe - rivières 12

13 Échanges nappe-rivières Effets de la prise en compte de ces échanges sur les débits et la piézométrie : 13

14 HPP INV : Calage du modèle par approche inverse Originalité: Paramétrisation évolutive. La perméabilité est interpolée à partir d un maillage des paramètres indépendant du maillage de calcul. Le premier maillage est en rouge. Il est progressivement affiné de manière automatique dans des zones identifiées 14

15 Résultats du calage du modèle par approche inverse 15

16 Dissémination et valorisation des résultats de la recherche. Un article soumis, présentations à des colloques internationaux (HydroEco 2009, CMWR 2010) Nombreuses présentations du projet en France et Allemagne à des acteurs territoriaux (Conseil Régional, DIREN, CUS, équivalents allemands, Programme Rhin, ) Perspectives de poursuite des travaux Finalisation du calage des deux modèles et intercomparaison des résultats. Evaluation de la vulnérabilité. Simulations prévisionnelles. Evaluation des incertitudes et interprétation des résultats. Une demande de prolongation est envisagée. 16

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