Présentation de l`avancement du projet au séminaire ANR-VMCS

Projet VulNaR
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
Séminaire VMC
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Projet VulNaR
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.
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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.
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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
1975-2006
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 2006 – 2100.
Analyse des impacts (débits, piézométrie,vulnérabilité, zones humides,
neige, …)
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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 1er trimestre 2010
WP3. Estimation des incertitudes des modèles (04/10)
La méthodologie a été développée. Des premiers calculs sont en
cours depuis début novembre 2009.
WP4. Impacts du changement climatique sur la piézométrie,
les débits et la vulnérabilité (Fin 2010)
Simulation des champs de précipitations et ETP début 2010.
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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.
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Les outils : SIM
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Les outils
Mise en oeuvre de 2 modèles de nappe : MODCOU et HPP-Inv
MODCOU (Géosciences):
HPP_Inv (LHyGeS) :
- Mailles rectangulaires,
- Calage essais – erreurs,
- Représentation multi-couches,
- Calcul d’un bilan hydrique de
surface
- Mailles triangulaires,
- Calage automatique par ‘inversion’,
- Représentation 2D
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Correction des données météo
¾ Surestimation des volumes d’eau
écoulés aux stations constatées pour
plusieurs bassins versants des Vosges
¾ Vérification des estimations à
partir des données de la thèse de
Perrin (1991) sur le BV de la Fecht
¾ Recherche d’une correction des
données SAFRAN pour les
précipitations sur ces bassins versants
¾Correction des précipitations par
des coefficients issus d’une
comparaison avec une autre source de
données (AURELHY)
⇒Amélioration de la simulation des débits
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Coefficients 1971 - 2000
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Quelques résultats
Analyse des données hydrométriques et piézométriques
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MODCOU : Calage du bilan hydrique de surface
¾ Résultats en débits aux stations hydrométriques des Vosges, du Sundgau et
de la Forêt Noire :
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Échanges nappe-rivières
¾ Ill et Fecht dans la région de Colmar : débits d’échanges nappe - rivières
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Échanges nappe-rivières
¾ Effets de la prise en compte de ces échanges sur les débits et la piézométrie :
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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
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Résultats du calage du modèle par approche ‘inverse’
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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.
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