Modèles et changement climatique : vers des scénarii d évolutions

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Cyprien Tassé
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1 La Loire et son estuaire, quel fonctionnement demain? Modèles et changement climatique : vers des scénarii d évolutions Stéphanie Aumeunier 2

Les effets du changement climatique dans l estuaire de la Loire niveau marin submersions bouchon vaseux eau potable eau industrielle eau agricole modification des apports du bassin versant : régime

2 Les effets du changement climatique dans l estuaire de la Loire niveau marin submersions bouchon vaseux eau potable eau industrielle eau agricole modification des apports du bassin versant : régime de tempêtes modification des températures modification de la «qualité» des eaux salinité oxygène dissous nature des sédiments morphodynamique habitats «naturels» espèces «animales et végétales» agriculture pêche navigation dragages d entretien aménagement portuaire apports liquides apports solides nutriments contaminants sous l effet du changement climatique et des usages urbanisation 3

3 Vers un programme de recherche niveau marin régime de tempêtes modification des températures modification de la «qualité» des eaux Quelles modifications pour quels résultats? Programme de recherche C3E2 modification des apports du bassin versant : apports liquides apports solides nutriments contaminants sous l effet du changement climatique et des usages 4

4 Le programme de recherche Programme de recherche coordonné par Ifremer avec les contributions de Artelia, Université de Bretagne Occidentale, GIP Loire Estuaire Conséquences du changement climatique sur l écogéomorphologie des estuaires (C3E2), 2014 Devenir probable des systèmes estuariens, en termes de morphologie et de couverture sédimentaire sous l effet du changement climatique, et en fonction des contrôles anthropiques éventuels ( ) Les grandes composantes de l étude o Bilan des connaissances sur les effets du changement climatique o Modélisation morphosédimentaire d estuaires schématiques o Echanges eaux et sédiments entre lit majeur et lit mineur, et rôle de la végétation o Modélisation de l impact du changement climatique sur l évolution morphosédimentaire de l estuaire de la Loire 5

5 Le programme de recherche niveau marin régime de tempêtes modification des températures modification de la «qualité» des eaux! AVERTISSEMENT! Les résultats dépendent des connaissances disponibles, de la méthode mise en œuvre. modification des apports du bassin versant : apports liquides apports solides nutriments contaminants sous l effet du changement climatique et des usages 6

6 Les données utilisées niveau marin Elévation du niveau de la mer Valeur retenue pour l étude = + 34 cm entre 2010 et 2040 Fonction parabolique d interpolation -1870(0 cm)-2000(18 cm) -2100(118 cm) 7

7 Les données utilisées régime de tempêtes Régime des houles de tempête Légère réduction de l agitation sur le littoral Manche - Gascogne Evolution non prise en compte dans l étude 8

8 Les données utilisées Régime fluvial Augmentation des précipitations hivernales sur la majeure partie du territoire et diminution des précipitations estivales Utilisation des projections du projet ICC-HYDROQUAL Absence d étude relative à l évolution des apports solides Utilisation de la relation débit liquide / débit solide ajustée sur la situation actuelle modification des apports du bassin versant : apports liquides apports solides sous l effet du changement climatique et des usages 9

9 La méthode appliquée à l estuaire de la Loire niveau marin régime de tempêtes Méthode o Utilisation du modèle hydrosédimentaire en 3D de l estuaire aval «vase» + modèle 2D de l estuaire amont «sable» o Projections sur 30 ans ( ) o Hypothèse de maintien du chenal d accès au Port de Nantes o 4 scénarii étudiés modification des apports du bassin versant : apports liquides apports solides sous l effet du changement climatique et des usages 10

10 Le territoire concerné : lit mineur et lit majeur Sources : Ifremer, UBO, Artelia, GIPLE 11

11 Les scénarii Les 4 scénarii étudiés Sources : Ifremer, UBO, Artelia, GIPLE 12

12 Résultats du scénario 2 Les 4 scénarii étudiés Ne varie pas Ne varie pas Donnée observée Ne varie pas Modélisation Scénario extrême Donnée observée Ne varie pas Loi Loi * Modélisation Scénario extrême Résultats du scénario 2 en 2040 (niveau marin +34 cm) lit mineur remontée du bouchon vaseux et de la salinité d environ 1 kilomètre augmentation de la masse maximale du bouchon vaseux d environ 5% Sources : Ifremer, UBO, Artelia, GIPLE 13

13 Résultats du scénario 4 Les 4 scénarii étudiés Ne varie pas Ne varie pas Donnée observée Ne varie pas Modélisation Scénario extrême Donnée observée Ne varie pas Loi Loi * Modélisation Scénario extrême Résultats du scénario 4 en 2040 lit mineur remontée du bouchon vaseux et de la salinité d environ 5 kilomètres augmentation de la masse maximale du bouchon vaseux d environ 9% Sources : Ifremer, UBO, Artelia, GIPLE 14

14 Les évolutions observées (conséquences des aménagements et du changement de géométrie) Une intrusion maximale en condition de pleine mer de vives eaux et étiage Saint- Nazaire Les Pontsde-Cé marée sel (0,5 g/l) bouchon vaseux 15

15 Les évolutions observées (conséquences des aménagements et du changement de géométrie) Une intrusion maximale en condition de pleine mer de vives eaux et étiage Saint- Nazaire Les Pontsde-Cé marée sel (0,5 g/l) + 23 km en 30 ans ( ) bouchon vaseux + 28 km en 38 ans ( ) 16

16 Les évolutions observées et les résultats de la modélisation (scénario 4) Une intrusion maximale en condition de pleine mer de vives eaux et étiage Saint- Nazaire Les Pontsde-Cé Modélisation prospective Scénario pessimiste : remontée du système marin de 5 km (bouchon vaseux et salinité) sel (0,5 g/l) + 23 km en 30 ans ( ) bouchon vaseux + 28 km en 38 ans ( ) 17

17 Le changement, c était hier! «Pour un débit de 200 m 3 /s, la remontée depuis 1979 du front de salinité à 0,5 n a été que de 5 km, ne dépassant pas le PK 56 en pour les marées de vives eaux exceptionnelles.» 18

18 Conclusion Les scénarii pessimistes à 30 ans ( ) concluent à une remontée du système marin dans l estuaire de la Loire de 1 à 5 km (salinité, bouchon vaseux). Ces résultats sont à comparer aux évolutions que l estuaire a connues au XXème siècle (en lien avec les modifications de géométrie liées aux aménagements) : remontée de la salinité (0,5 g/l) de 5 km en une décennie ( ). L estuaire de la Loire a donc déjà connu des phénomènes plus rapides que ceux annoncés, mais pas avec les mêmes causes. La mise à jour des connaissances sur le fonctionnement actuel du fleuve est indispensable la mise à jour des modélisations. D autres résultats de modélisation sur le lit majeur en lien avec les groupements végétaux : le projet ICEPEL. 19

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