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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 : 21 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
[email protected]
Auteurs : Ducharne A, Habets F, Déqué M, Evaux L, Hachour A, Lepaillier 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, Rieu J

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TABLE DES MATIÈRES
SYNTHÈSE..................................................................................................................................................... 5
Contexte général .................................................................................................................................................. 6
Objectifs généraux du projet ................................................................................................................................ 6
Quelques éléments de méthodologie (et éventuelles difficultés rencontrées) .................................................... 6
Résultats obtenus .................................................................................................................................................. 7
Implications pratiques ........................................................................................................................................ 13
Recommandations et limites éventuelles........................................................................................................... 13
Réalisations pratiques et valorisation ................................................................................................................ 14
Partenariats mis en place, projetés, envisagés ................................................................................................... 15
Pour en savoir plus (quelques références) ......................................................................................................... 15
Liste des opérations de valorisation issues du contrat ....................................................................................... 16
RÉSUMÉS .................................................................................................................................................... 18
En français ................................................................................................................................................. 19
In English ................................................................................................................................................... 20
RAPPORT SCIENTIFIQUE ......................................................................................................................... 19
I. Introduction ....................................................................................................................................... 20
II. Impacts physiques du changement climatique .............................................................................. 21
V1. Scénarios climatiques et régionalisation .................................................................. 21
1. Problématique ..................................................................................................................................... 21
2. Les scénarios et méthodes de désagrégation utilisées dans RExHySS ............................................... 21
3. Validation des scénarios désagrégés pour le temps présent ................................................................ 24
4. Projections climatiques pour les bassins de la Seine et de la Somme ................................................. 25
5. Les incertitudes ................................................................................................................................... 27
V2. Modélisation hydrologique et ressources en eau ..................................................... 28
1. Analyse des réponses sur les débits..................................................................................................... 29
2. Analyse des réponses sur la piézométrie ............................................................................................. 31
3. Analyse du bilan hydrique .................................................................................................................. 31
4. Analyse des incertitudes ...................................................................................................................... 33
V3. Analyse fréquentielle des événements hydrologiques extrêmes............................. 34
1. Variables analysées ............................................................................................................................. 34
2. Analyse des débits restitués sous climat présent à l’échelle du bassin ................................................ 35
3. Analyse des débits restitués sous changement climatique à l’échelle du bassin ................................. 36
4. Analyse des débits futurs de la Seine à Paris et de la Somme à Abbeville ......................................... 38
5. Devenir de la piézométrie sur le bassin de la Somme ......................................................................... 39
III. Conséquences sur les activités socio-économiques ........................................................................ 40
V4a. Inondations de la Somme aval .................................................................................. 40
1. Problématique et démarche ................................................................................................................. 40
2. Résultats .............................................................................................................................................. 41
V4b. Défaillances des débits d’étiage anthropisés ............................................................ 42
1. Problématique et démarche ................................................................................................................. 42
2. Résultats .............................................................................................................................................. 44
V5. Irrigation et ressources en eau souterraines ............................................................ 46
1. Problématique et démarche ................................................................................................................. 46
2. Capacités du modèle STICS pour évaluer les besoins en irrigation .................................................... 46
3. Impact du changement climatique sur les doses d’irrigation .............................................................. 47
4. Déficits d’alimentation des formations aquifères sous changement climatique .................................. 49
5. Impact croisé du déficit de recharge et de l’augmentation de l’irrigation ........................................... 50
V6. Transfert aux gestionnaires ...................................................................................... 51
1. Incertitudes associées aux simulations climatiques et hydrologiques ................................................. 52
2. Communication des résultats et des incertitudes ................................................................................. 52
3. Implications opérationnelles et politiques d’adaptation ...................................................................... 53
4. Perspectives du projet ......................................................................................................................... 53
IV. Conclusions et discussion .................................................................................................................. 53
V. Références citées ................................................................................................................................ 55
Liste des Tables et Figures ........................................................................................................................ 58

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ANNEXES ..................................................................................................................................................... 60
Tirés à part des publications ..................................................................................................................... 60
Compléments sur les différents volets du projet (non confidentiel) ..................................................... 60
aV1a. Méthode de désagrégation quantile-quantile ..................................................................... 60
aV1b. Analyse des scénarios désagrégés................................................................................ 60
aV2a. Description des modèles hydrologiques ...................................................................... 60
aV2b. Impacts du changement climatique sur la ressource en eau ........................................ 60
aV3. Analyse fréquentielle des événements hydrologiques extrêmes .................................. 60
aV4a. Inondations de la Somme aval ..................................................................................... 60
aV4b. Défaillances des débits d’étiage anthropisés ............................................................... 60
aV5a. Vers une construction de scénarios d'irrigation à l'aide du modèle STICS ................. 60
aV5b. Rétroaction des prélèvements par irrigation sur les nappes ......................................... 60
aV6. Participants à l’atelier du 27 novembre 2008 .............................................................. 60
Acronymes ................................................................................................................................................... 61

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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.Ducharn[email protected]
Partenaires directs du projet : CNRS, CERFACS, ARMINES, SOGREAH
Participants au projet :
Partenaires
Personnes
Statut
P1
CERFACS
L. Terray
J. Boé
C. Pagé *
Chercheur CERFACS
Doctorant CERFACS
Postdoc CDD (V1)
P2
CNRM-GAME (URA 1357)
M. Déqué
E. Martin
Ingénieur Ponts et Chaussées
Ingénieur Ponts et Chaussées
P3
Sisyphe (UMR 7619)
A. Ducharne
F. Habets
L. Oudin
P. Ribstein
H. Bouddra * puis M. Bourqui * puis A. Hachour *
O. Crespi
S. Gascoin
L. Moulin
Chargée de recherche CNRS
Chargée de recherche CNRS
Maitre de conférences
Professeur
Post-doc CDD (V2)
Stagiaire M2
Doctorant Sisyphe
ATER
P4
Armines
E. Ledoux
P. Viennot
Directeur de recherche
Ingénieur de recherche
P5
Cemagref Lyon
E. Leblois
E. Sauquet
Ingénieur de recherche
Chargé de recherche
P6
BRGM Orléans
D. Thiéry
Chef de projets de recherche
P7
SOGREAH
L. Evaux
J. Rieu
P. Sauvaget
Ingénieure
Ingénieur
Chef de projets
P8
Hydratec
A. Lepaillier
T. Lepelletier
Ingénieure
Chef de projets
P9
INRA (UMR EGC)
A. Perrier
Professeur émérite
* Rémunérés sur contrat RExHySS.