Syllabus UE - spécialité Sciences de l`eau

Master Sciences de l'Eau,
Université Aix-Marseille,
Master EAU niveau M1 et M2 proposant 3 spécialités :
Gestion des Milieux Aquatiques (GEMA),
Zones Humides Méditerranéenne (ZHM),
Ressources en eau (HYDRO).
1
SYLLABUS Unités d'Enseignement (UE)
Spécialité Sciences de l'Eau
2
M1- Sciences de l'Eau - SEMESTRE 1 (M1-S1)
M1-S1
Semestre, parcours, UE :
Traitement des données
Intitulé du module :
6
ECTS :
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
30h
TD :
30h
TP :
Compétences attendues :
Cet enseignement fournit aux étudiants différents outils mathématiques pour résoudre des problèmes environnementaux : outils mathématiques, statistiques et optimisation des
conditions expérimentales.
Programme :
Partie I : Mathématiques et Statistiques de base (6h CM, 9h TD) [AU CHOIX AVEC III]
3 parties indissociables :
I.1 Outils mathématiques (3h TD)
I.2 Probabilités et Statistiques descriptives (3h CM, 3h TD)
I.3 Estimation ponctuelle et par intervalle de confiance (3h CM, 3h TD)
Partie II : Inférence Statistique (24h CM, 21h TD) [OBLIGATOIRE]
6 parties indissociables :
II.1 Introduction aux tests paramétriques et comparaisons de deux moyennes (3h CM, 6h TD)
II.2 Analyse de la variance : comparaison de plusieurs moyennes (3h CM, 3h TD)
II.3 Tests non paramétriques de comparaisons de moyennes (3h CM, 3h TD)
II.4 Introduction à l’analyse de données multivariée (3h CM, 3h TP)
II.5 Sélection d’effets principaux et d’effets d’interaction (9h CM, 4h TD)
II.6 Régression linéaire simple (3h CM, 2h TD)
Partie III Statistiques appliquées (6h CM, 9h TP) [AU CHOIX AVEC I]
1 partie commune :
III.1 Prise en main du logiciel R (3h TP)
+ une application au choix parmi :
III.2 Optimisation des conditions expérimentales (6h CM, 6h TP)
III.3 Analyse multivariée (6h CM, 6h TP)
III.4 Modèle linéaire (6h CM, 6h TP)
III.5 Séries temporelles (6h CM, 6h TP)
III.6 Statistiques spatiales (6h CM, 6h TP)
3
M1-S1
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
Grands enjeux environnementaux
ECTS :
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
42h
TD :
18h
TP :
Compétences attendues :
Avoir une vision large des problématiques environnementales et des connexions entre ces problématiques
Programme :
7 thèmes portant sur les grands enjeux environnementaux sont abordés :
Thème 1 : Changements climatiques
Cours (6h) : approche par des questions simples mais pertinentes
* Est-on sûr que la Terre se réchauffe ?
* Est-ce-que l'augmentation des gaz à effet de serre est d'origine anthropique ?
* Est-ce-que cette augmentation est responsable du réchauffement ?
* Pourquoi ne parle-t-on pas de la vapeur d'eau, premier gaz à effet de serre ?
* Pourquoi accorde-t-on tant d'importance à un changement de quelques dixièmes de degré sur le dernier siècle alors que la Terre a connu des changements beaucoup plus
importants ?
* Entre 2 à 5ºC de plus globalement d'ici un siècle, qu'est-ce-que ça représente localement ?
* Est-ce-que la canicule de 2003 sera la norme en 2050 ?
* Est-ce-que Marseille sera noyée sous les eaux en 2070 ?
* Quels impacts d'un tel changement climatique sont prévus en terme de santé, sur l'environnement naturel, et sur l'agriculture ?
* Est-ce-que le Gulf Stream peut s'arrêter et provoquer un refroidissement ?
* Peut-on diminuer le CO2 atmosphérique ?
TD 1 : Simulation de la variation de végétation sur le prochain siècle, comparaison avec le passé ; TD2 : Fréquence des événements extrêmes dans le bassin méditerranéen ; TD3 :
Prédictabilité de la variabilité et des changements climatiques : statistiques; problèmes d'échelle ; TD 4 : Certitudes et incertitudes des changements climatiques sur le prochain
siècle.
Thème 2 : la biodiversité menacée ?
Extinction et raréfaction des espèces (outils de mesure) : gradients mondiaux de biodiversité et leur déterminisme – les « hotspots » mondiaux de la biodiversité – les
« coldspots » ;
Causes anthropiques : spirale de l’extinction – mécanismes d’enchaînements synergiques de processus démographiques et génétiques ;
Evaluation du risque d’extinction (liste rouge) ;
Fonction de la biodiversité dans le fonctionnement des écosystèmes/ biodiversité et grands services environnementaux - valeur économique de la biodiversité
Stratégies de conservation et de restauration des espèces écologiques.
TD1 : Biodiversité méditerranéenne TD2 : Invasions biologiques et espèces envahissantes TD3 : Urbanisation et impacts sur la biodiversité
Thème 3 : Ressources énergétiques
Historique et prospectives des flux énergétiques ;
4
Sauts technologiques passées et à venir ;
Impacts environnementaux.
TD1 : Energies fossiles ; TD2 : Energie nucléaire ; TD3 : Energies renouvelables.
Thème 4 : Ressources en eau
Offre et demande ;
Renouvellement ;
Pression démographique ;
Qualités de l’eau et usages ;
Pollutions de l’eau ;
Changements climatiques.
TD1 : Ressources en eau souterraines en zone côtière ; TD2 : Salinisation des sols ; TD3 : Traitement des eaux.
Thème 5 : L’Homme et l’érosion
Impacts des phénomènes d’érosion ;
Transports sédimentaires
TD1 : Erosion des sols ; TD2 : Impact sur les milieux fluviaux et sur la ripisylve ; TD3 : Impact de l’anthropisation sur les rivages
Thème 6 : Déchets
Les déchets nucléaires : l’enjeu d’un stockage géologique.
Les déchets industriels , ordures ménagères : incinération, stockage, seconde vie ?
TD1 : études d’impact d’un stockage de déchets nucléaires ; TD2 : des réacteurs nucléaires fossiles à Oklo (Gabon) : quand la nature gère des déchets nucléaires ; TD 3 : la
production des dioxines en PACA : origines et quantités.
Thème 7 : Qualité de l’air
La qualité de l'air depuis le 18ème siècle,
Risques liés à la qualité de l'air à l'échelle du globe de la région et de la ville,
Comment apparaissent et évoluent les polluants dans l'atmosphère,
Quels sont les moyens d'observation de la qualité de l'air.
TD 1 : Formation des épisodes de pollution par l'ozone dans la base atmosphère ; TD 2 : Trou d'ozone dans la stratosphère ; TD 3 : Les aérosols : impacts sur la santé et
l'atmosphère.
5
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S1
Microbiologie environnementale et sanitaire
5
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
18h
TD :
16h
TP :
16h
Compétences attendues :
Cette UE permet d’apporter des compétences solides concernant le fonctionnement microbien des milieux aquatiques (dynamiques des cycles de la matière organique, facteurs
influençant ce fonctionnement, impacts anthropiques…) et les risques microbiologiques liés à l’eau. Outre les concepts écologiques qui régissent ces milieux, les techniques
d’analyses microbiologiques qui permettent de mieux appréhender son fonctionnement seront présentées (activités enzymatiques, analyse de la diversité microbienne etc..).
De plus, seront expliqués les risques microbiologiques liés à l’usage de l’eau (activités récréatives, boisson, aquaculture…) en déclinant les principaux pathogènes via une
approche épidémiologique. Les principales méthodes de traitement des eaux et les nouvelles alternatives en vue de la réutilisation des eaux usées seront aussi présentées. Les
analyses microbiologiques réalisées dans les contrôles de qualité de l’eau seront également enseignées dans le cadre de travaux pratiques.
Programme :
A- Fonctionnement des écosystèmes aquatiques
1- Quels facteurs affectent la structuration des communautés microbiennes et leur fonctionnement?
-paramètres physico-chimiques : température, O2, turbidité, ressources en nutriments (influence de la qualité/quantité de la matière organique)
- spécificité en fonction des milieux aquatiques : eaux courantes/eaux stagnantes
2- Dynamique des cycles du carbone, de l’azote et du soufre
Principales activités microbiennes minéralisatrices et successions des communautés microbiennes associées
Activités microbiennes photosynthétiques
Cas particulier du fonctionnement anaérobie (méthanogénèse, bactéries impliquées dans le cycle du soufre)
3- Dérégulation du fonctionnement microbien d’origine anthropique dans les milieux aquatiques
- micropolluants chimiques majeurs (origine, nature, toxicité), autres types de pollutions (eaux chaudes, colorées, turbides issues de sites industriels)
- incidences sur le fonctionnement microbien et conséquences écosystémiques.
B- Risques microbiologiques liés à l’eau
-les principaux agents pathogènes : des toxi-infections alimentaires aux toxines algales
-épidémiologie de ces contaminations (contraste pays en voie de développement et pays occidentaux)
-contrôles de la qualité d’une eau au regard des normes européennes (eau potable, eaux récréatives, aquaculture)
-principaux traitements des eaux usées et nouvelles approches de traitement tertiaires en vue d’une réutilisation de ces eaux (irrigation d’espaces verts, de cultures ….) tout
en limitant les risques.
6
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S1
Hydraulique et hydrologie
5
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
21h
TD :
29h
TP :
Compétences attendues :
Conceptualiser un problème d’écoulement sur un bassin versant ou dans un réseau hydraulique, projeter les mesures de terrain à réaliser, appliquer des formules dans les scénarios
les plus courants
Programme :
1- Partie Hydraulique (24h)
Objectifs : Connaître les principales lois pour dimensionner l’écoulement dans des canaux à surface libre et dans un réseau de distribution d’eau en charge.
Ecoulements permanents à surface libre, grandeurs caractéristiques hydrauliques, écoulement uniforme, graduellement et rapidement varié, écoulement en charge
2- Partie Hydrologie (26h)
Objectifs : Identifier et quantifier les flux entre compartiments du cycle de l’eau
Phase aérienne du cycle de l'eau (précipitations, interception, évaporation et évapotranspiration), processus de transferts à l'échelle des bassins versants, régimes hydrologiques,
caractérisation des crues et des étiages, débits caractéristiques, relations pluie-débit, impact du changement climatique sur le cycle de l'eau
Partie1 : Généralité sur le cycle de l'eau
Définition des différentes composantes et des processus:
1. L'eau dans l'air:
Les différentes composantes : les pluies, l'évaporation, l'interception.
Les processus mis en jeu et facteurs influents.
Les grandeurs caractéristiques : calculs, cartographie, ordres de grandeurs.
La variabilité spatiale : région climatique, rôle du relief….
La variabilité temporelle : bilan annuel, variation saisonnière, le pas de temps….
Le traitement des données.
2. L'eau dans le sol :
les différentes composantes: l'infiltration, le ruissellement
o les processus mis en jeu et facteurs influents: caractérisation des sols
o la genèse des débits: débits de crue et d'étiage
o Le bassin versant : définition, détermination, caractéristiques.
7
Partie 2:
-
- Métrologie liée à l'évaluation du bilan hydrique :
Les mesures météorologiques : les appareils de mesures et l'enregistrement, les ordres de grandeurs.
La mesure du débit : courbe de tarage et jaugeages
Les banques de données
Partie 3: - Modélisation de la ressource en eau
- Les différentes approches de modélisation
- La modélisation pluie-débit : fonction de production, de transfert
- Le calage d'un modèle et les critères de calage
- Impact du changement climatique
Les TD consisteront à des cas d'étude appliqués à la gestion de la ressource:
- Analyse du comportement hydrologique d'un bassin versant : pluie, débit, ETP
- Mise en application d'un modèle pluie-débit au pas de temps mensuel
- Comparaison à une approche empirique (régression multiple).
Partie 4 : Utilisation des isotopes stables en hydrologique comme traceurs de sources et d’évaporation
8
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S1
Hydrobiologie - Fonctionnement des écosystèmes lotiques et
lentiques
5
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
26
TD :
TP :
24
Compétences attendues :
L’objectif de cet enseignement est d'acquérir une connaissance approfondie du fonctionnement écologique des écosystèmes aquatiques.
Programme :
Fonctionnement de l’écosystème ;
Rôle des facteurs environnementaux sur le fonctionnement des eaux courantes
Rôle des facteurs environnementaux sur le fonctionnement des milieux stagnants
Réseaux trophiques et productivité des milieux aquatiques
Techniques d'échantillonnage en milieu aquatique
Description des communautés animales et végétales et calculs d’indices (invertébrés, poissons, algues, macrophytes, ...)
9
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S1
Acteurs de l'eau et outils de planification
3
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
22h
TD :
TP :
Compétences attendues :
Connaitre les principaux acteurs administratifs et politiques de la gestion de l’eau en France et les outils de mise en œuvre de la gestion intégrée des ressources en eau.
Programme :
1- Unité de la ressource en eau : patrimoine commun, intérêt général de la protection, mise en valeur et développement de la ressource
2- Politique et Administration de l’eau (structures administratives et financières) : administration centrale (Ministère + organismes interministériels+organes consultatifs)/
Administration déconcentrée (DREAL, DDTM, Agences de l’eau, ARS,…). Rôle et compétences des collectivités locales et territoriales
3- Instruments de planification et démarche incitative (SDAGE, SAGE, contrats de rivières, contrats de baies, …)
10
M1- Sciences de l'Eau - SEMESTRE 2 (M1-S2)
M1-S2
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
Anglais/Communication
ECTS :
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
10h
TD :
50h
TP :
Compétences attendues :
Ce module concerne d’une part l’enseignement de l’anglais; l’accent sera mis sur l’apprentissage de l’anglais scientifique et de communication, ainsi que sur la prise de parole en
public.
Au niveau communication, il s'agit d'accompagner les étudiants à la préparation de leur vie professionnelle future. L'étudiant devra réaliser un bilan de ses compétences
professionnelles et théoriques mais aussi pratiques acquises au cours de ses différents stages et de sa formation universitaire lorsqu'elle sera terminée (Parcours M2 à inclure dans
l'analyse).
Un document sur le projet d'insertion professionnelle sera également réalisé et présenté : analyse des motivations et intérêts professionnels, identification des métiers envisagés
en lien avec le marché de l'emploi, confrontation avec les compétences professionnelles acquises, définition d'un parcours d'accès à l'emploi. Ce bilan sera associé à des entretiens
avec les milieux professionnels partenaires du diplôme en lien avec le Service Universitaire d'Insertion et d'Orientation (SUIO) de l'Université d'Aix-Marseille, entretiens qui
permettront à l'étudiant d'analyser la cohérence du projet et les déficits éventuels dans le parcours individuel de formation.
Les résultats seront présentés à l'équipe pédagogique : CV/lettres de motivation/simulation d'entretien et analyse du marché de l'emploi dans le métier visé, sous la forme d'un
document écrit et d'un oral. Un entretien d'embauche en "conditions réelles" sera également mené avec les partenaires socio-économiques du diplôme pour les étudiants "CMI".
Programme :
Anglais : vocabulaire de spécialité ; compétences communicationnelles.
Techniques de recherche d’emploi ; constitution d’un CV, lettre de motivation ; entretien en media training
11
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
M1-S2
Projet environnemental
ECTS :
6
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
18h
TD :
6h
TP :
36h
Compétences attendues :
Applications sur le terrain des connaissances théoriques acquises en adoptant une démarche pluridisciplinaire.
Programme :
Dans un premier temps, les étudiants suivront un enseignement spécifique permettant d'acquérir une approche sociologique des représentations sociales de l’environnement et des
risques afin de pouvoir étudier l’environnement et les risques en tant que construction sociale, c’est-a-dire en tenant compte du contexte socio-économique et culturel.
Dans un second temps, les étudiants des spécialités Sciences de l'eau et Sciences et Technologies de l'environnement effectueront une étude intégrée de terrain. Ce travail sera
constituée de 2 stages de terrain durant lesquels les étudiants analyseront sur un même site les différentes composantes de l’environnement (air, sol, eau) et en replaçant
l'ensemble de ces données dans un contexte intégrant les composantes réglementaires, juridiques, sociales et économiques
12
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S2
SIG
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
12
TD :
32
TP :
16
Compétences attendues :
Module de géomatique permettant aux étudiants d’acquérir les bases nécessaires et indispensables à une insertion dans le milieu professionnel dans le domaine de
l’environnement. Les enseignements théoriques seront couplés en permanence à des applications pratiques portant sur des exemples concrets ; Ils utiliseront des bases de données
réelles et actuelles ; Ils bénéficieront d’intervention de chercheurs et professionnels spécialisés dans l’utilisation d’outils de la géomatique dans des domaines variés (gestion
environnementale, cartographie des risques). L’acquisition et l’intégration des données dans le SIG permettra de mieux appréhender la chaîne de traitement de l’information
géographique. Les outils utilisés seront les plus courants dans le monde professionnel (ArcGis, QGIS . . .), chaque étudiant disposant de l’équipement informatique nécessaire.
Programme :
Unité 1, 8h:
Une présentation théorique des :
– principes de la géodésie et théorie de l’instrumentation dédiée à la géomatique .
– principe des SIG
Unité 2 , 26h
Cette unité est dédiée à l’acquisition de données :
– logistique terrain instrumentation (topométrique, géophysique... ) ;
– stratégie d’échantillonnage, format d’échanges et import/export.
– utilisation GPS
– Mesures Gravimétriques
– Tomographie de résistivité électrique
– Cartographie magnétique.
– Échantillonnage et analyse granulométrique
– Photogrammétrie
- Numérisation
- Télédétection
Unité 3, 26h
Cette unité est dédiée à l’analyse et la restitution des données sous SIG. Les objectifs sont :
– Traiter les données récoltées dans l’unité 2.
– Application des logiciels ArcGis et/ou Qgis.
– Assimiler la terminologie propre aux 2 logiciels.
– Comprendre et différencier les différentes données (Vecteur, Raster, Données WMS...)
– Consulter des données
– Gérer la donnée tabulaire
13
–
–
–
–
–
–
–
Procéder à des sélections (graphiques et attributaires) et à des requêtes (logiques et topologiques)
Réaliser une analyse spatiale
Réaliser une mise en page
Construire et gérer des MNT
Créer des géodatabases et des classes d’entités
Savoir géoréférencer un raster
Utiliser la visualisation 3D
14
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S2
Hydrobiologie-Effets des perturbations sur les écosystèmes
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
28
TD :
10
TP :
16
Compétences attendues :
Acquérir une connaissance approfondie du fonctionnement écologique (et du dysfonctionnement) des eaux continentales.
Programme :
L’objectif de cette unité d'enseignement est d’étudier les effets des perturbations locales (barrage, modification de débit, pollution, ...) et globales (changements climatiques,
retombées atmosphériques) sur les écosystèmes aquatiques.
Seront abordés également :
- les conséquences de l’eutrophisation et de l’acidification
- les conséquences du fractionnement des milieux et des perturbations sur les communautés piscicoles
- la ripisylve et sa dynamique
- les effets sur les milieux, la structure des peuplements, les individus.
- les indicateurs fonctionnels
15
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M1-S2
Hydrogéologie et transport des contaminants
3
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
15
TD :
15
TP :
Compétences attendues :
Connaître les différentes formations géologiques aux propriétés aquifères et étudier le mode d’écoulement des nappes d’eau souterraine. Connaître les paramètres
caractéristiques pour la quantification de l’écoulement et du transport. Estimer la productivité et la vulnérabilité d'une ressource en eau souterraine. Proposer des méthodes de
remédiation.
Programme :
1- Hydrogéologie 1 : l’écoulement en milieu poreux
Objectif : Evaluer la disponibilité d’une ressource en eau souterraine et les risques de pollution
Les différents types de milieux : poreux, fissuré, karstique.
Les propriétés hydrodynamiques (porosités, perméabilité, transmissivité, emmagasinement).
La Loi de Darcy.
Les conditions aux limites : facteurs de contrôle de la quantité et de la qualité de l’eau disponible.
Carte piézométrique : réalisation, interprétation ; application sur les cartes hydrogéologiques de la nappe de la Crau et de Grenoble.
Quantification de l’écoulement en régime permanent : fossé drainant, puits en nappe libre, puits en nappe captive.
Quantification de l’écoulement en régime transitoire : interprétation des essais de pompage
Délimitation des périmètres de protection des captages d’eau potable
2- Hydrogéologie 2 : Sites contaminés - le transport de polluants
Objectifs : Comprendre et prédire le transport des polluants. Connaître le déroulement des investigations des sites contaminés et les techniques d’assainissement de nappes
Types de contaminants
Equilibres eau, polluant, phase gazeuse et sol
LNAPL et DNAPL
Loi de Henry
Sorption
Ecoulement, transport et réactions (advection, dispersion-diffusion, sorption, dégradation)
Investigation et remédiation
Techniques de décontamination
16
M1-S2
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
Dynamique fluviale et prévention des inondations
ECTS :
3
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
20h
TD :
10h
TP :
8h
Compétences attendues :
Reconnaître les styles fluviaux et déterminer le fonctionnement hydrodynamique du cours d’eau. Etablir les différents espaces de mobilité du cours d’eau, et y associer les zones à
risques naturels. Connaître les outils de prévention des inondations (PAPI, PPRI).
Pré requis du module :
UE Hydrogéomorphologie et Hydrogéologie (L3S5)
Programme :
1- Dynamique fluviale (20h)
Fondements du fonctionnement hydrodynamique des cours d’eau à l’échelle du bassin versant.
Formation de la vallée alluviale, styles fluviaux et mutations alluviales.
Aménagements et mutation de l’occupation des sols.
Contrôle et gestion des phénomènes d’érosion et de sédimentation.
Inondations par montée du niveau du cours d’eau : sédimentation, espace de divagation, zones d’épandage
+ 1 sortie dans la vallée du Calavon sur la gestion du cours d’eau et les techniques de stabilité des berges.
2- Outils de prévention des inondations (10h)
Présentation et élaboration de planification et de prévention des risques inondation (PAPI: Programme d'Action et de Prévention des Inondations; PPRI : Plan de Prévention des Risques inondations).
Cohérence et mise en adéquation avec les PLU, SCOT et autres documents d'urbanismes et d'occupation des sols.
Cohérence et mise en adéquation avec les PLU, SCOT et autres documents d'urbanismes et d'occupation des sols.
17
M2 - Spécialité Sciences de l'eau - Semestre 3 (M2-S3)
Option GEMA (Gestion des Eaux et des Milieux Aquatiques)
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Anglais et outils professionnels
6
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
16h
TD :
TP :
44h
Compétences attendues :
L'enseignement d'anglais est spécifique à la préparation du passage du TOIEIC qui se déroule début janvier.
L'enseignement "création d'entreprises" a pour objectifs de sensibiliser les étudiants à la perspective d'une création d'entreprise comme alternative d'intégration professionnelle. Il
permet de faire découvrir de façon concrète et pratique la démarche projet et les différentes étapes de la création d'entreprise.
L'enseignement en marchés publics est délivré par des juristes mais aussi par des professionnels qui ont à rédiger ou à répondre à des appels d'offres.
Programme :
Création d'entreprise (24h) : Présentation de la démarche générale ; étude de marché ; montage du dossier financier ; choix du statut juridique et formalités de constitution d’une
entreprise sociétaire.
Marchés publics (12h) : L’objectif du cours est de donner aux étudiants les clés de compréhension du code des marchés publics, et donc de l’ensemble des procédures et modalités
qui encadrent la dépense publique. Le cours est illustré d’exemples pris dans les domaines et thématiques étudiés par les étudiants des Master. Enfin, la notion et les missions de
maitrise d’œuvre sont abordées.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Analyse et réactivité des contaminants
5
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
24h
TD :
14h
TP :
12h
Compétences attendues :
Ce module présente les techniques et méthodes utilisables lorsque l'on se trouve face à une pollution : de la stratégie d'échantillonnage à la stratégie analytique à employer, en
18
fonction des matrices et du type de pollution. Les techniques décrites seront systématiquement illustrées par des applications environnementales et mises en œuvre lors de
travaux pratiques. Il propose également d'étudier le devenir des contaminants dans l'environnement ainsi que le transfert (réactif ou non) au sein des compartiments eaux-solsbiote.
Programme :
1- Techniques et méthodes de prélèvement (dont échantillonnage passif), de conservation des échantillons et d'extraction/préconcentration en fonction de la nature des
contaminants (organiques et inorganiques) dans les matrices eaux, sédiments, biote
2- Techniques d'analyse sur site (sondes, capteurs, analyseurs en ligne)
3- Méthode d'analyse des paramètres globaux
4- Méthodes d'analyses de paramètres spécifiques : rappels de chromatographie et d'atomistique, rappels sur les techniques spectrales et séparatives.
5- Techniques couplées (dont spectrométrie de masse avec GC, HPLC et ICP)
6- Réactivité des contaminants : devenir et transfert des contaminants
7- Apport de l'analyse isotopique dans l'étude de la réactivité
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Hydrologie et hydrogéologie quantitative
5
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
13h
TD :
37h
TP :
4
Programme :
1- Hydrogéologie quantitative
Modélisation numérique de l’écoulement et du transport en milieu poreux.
Délimitation d’un périmètre de protection de captage pour l’alimentation en eau potable.
Dimensionnement d’une technique de remédiation.
Mise en application à l’aide de logiciels spécialisés (MODFLOW/PMWIN)
2- Hydrologie/hydraulique urbaine
- Déroulé d’une étude hydraulique
- Contexte naturel, juridique, documentation existante, contexte constructif, commercial et politique
- Contexte hydraulique : degré de protection, volumes de rétention, débits de fuite, exutoire, altitudes, ouvrages, fiche terrain
- Assainissement pluvial : imperméabilisation, gestion quantitative amont, techniques alternatives, infiltration, stockage, gestion qualitative
- Risque inondation : Construire en zone inondable. Aléa hauteurs - vitesses, altitudes des seuils, embâcles, zones d’expansion des crues. Remblayer en zone inondable. Compensation par déblais dans le fil d’eau. Ajustements possibles.
- Les ouvrages : Canalisations, siphons, chutes, pertes de charge, énergie de chute, bassins intermédiaires,
- Bassins de rétention : principe et dimensionnement. Volume utile. Profondeur. Ouvert ou maçonnés/enterrés. Coûts. Bassins de récupération EP.
- Le schéma de principe récapitulatif
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- ETudes de cas
3- Hydrologie quantitative : Détermination de l’aléa hydrologique d’un cours d’eau par modélisation Pluie-Débit
Application aux crues sur le bassin méditerranéen.
- Détermination de l’aléa par les formules régionales : rationnelle, Crupedix, Socose,…
- Détermination de l’aléa pluviométrique (ajustement d’une loi de Gumbel)
- Détermination de l’aléa hydrométrique (par ajustement d’une loi)
- Mise en œuvre de la méthode du Gradex.
- Modélisation hydrologique : modèle SCS et modèle GR3H (sous Excel) : calage et estimation d’une crue de projet centennale.
- Comparaison des différentes approches, limites et synthèse.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Traitement des eaux
5
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
30
TD :
16
TP :
4
Compétences attendues :
Ce cours fournit aux étudiants différentes connaissances pour comprendre et appliquer les différentes filières de traitements des eaux potables et des eaux usées.
Programme :
1- Traitement des eaux
1.1 Eaux potables, eaux minérales naturelles, eaux récréatives
1.2 Dessalement
2- Epuration des eaux résiduaires urbaines
2.1 Fonctionnement des stations d'épuration urbaines
2.2 Dimensionnement des STEU
4- Phytoépuration: Filtres plantés à macrophytes, lagunes plantées
5- Valorisation des boues
6- Procédés d'Oxydation Avancée: Fenton, photoFenton, photo-oxydation, photocatalyse hétérogène et homogène, sonochimie
20
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Gestion intégrée des ressources en eau
4
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
32
TD :
TP :
8
Programme :
1- Droit de l'environnement:
• Loi et réglementation (documents de référence, support architectural d'un code, aide à la compréhension de l'architecture législative et réglementaire, lecture d'un article
législatif, lecture d'un article réglementaire)
• Code de l'environnement (présentation du code de l'environnement, les différents livres avec une approche générale des thèmes traités)
• Titres et articles traitant plus spécifiquement de la protection des eaux, de la faune et de la flore
• Autres textes du Code de l'Environnement en relation avec la protection des eaux et de la nature
• Conventions, directives et règlements en relation avec la protection de la nature et le milieu aquatique
• Prévention de la pollution :
- des eaux continentales : protection, périmètres de protection, réglementation des rejets et des déversements, réglementation sectorielle (agricole : décret nitrates, code de
bonnes pratiques et démarches contractuelles/ industrielle : industries classées, rejet dans réseaux assainissement collectif)
- des eaux marines : pollution tellurique, par immersion, dues à la navigation maritime
2- Sociologie :
Approche sociologique des politiques publiques dans le domaine de la gestion de l’eau et des risques. Analyse des acteurs en présence et des enjeux socioéconomiques liés à la
construction des territoires d’action.
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Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Conservation et réhabilitation
5
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
34h
TD :
TP :
12h
Compétences attendues :
Application des connaissances sur le fonctionnement des écosystèmes pour leur réhabilitation
Programme :
Conservation : aspects théoriques et pratiques
Aspects génétiques de la conservation
Restauration, connectivité, franchissabilité
Méthode d'évaluation des milieux
Gestion des extrêmes
22
M2 - Spécialité Sciences de l'eau - Semestre 9 (M2-S3)
Option HYDRO (Ressources en eau)
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Anglais et outils professionnels
6
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
16h
TD :
TP :
44h
Compétences attendues :
L'enseignement d'anglais est spécifique à la préparation du passage du TOIEIC qui se déroule début janvier.
L'enseignement "création d'entreprises" a pour objectifs de sensibiliser les étudiants à la perspective d'une création d'entreprise comme alternative d'intégration professionnelle. Il
permet de faire découvrir de façon concrète et pratique la démarche projet et les différentes étapes de la création d'entreprise.
L'enseignement en marchés publics est délivré par des juristes mais aussi par des professionnels qui ont à rédiger ou à répondre à des appels d'offres.
Programme :
Création d'entreprise (24h) : Présentation de la démarche générale ; étude de marché ; montage du dossier financier ; choix du statut juridique et formalités de constitution d’une
entreprise sociétaire.
Marchés publics (12h) : L’objectif du cours est de donner aux étudiants les clés de compréhension du code des marchés publics, et donc de l’ensemble des procédures et modalités
qui encadrent la dépense publique. Le cours est illustré d’exemples pris dans les domaines et thématiques étudiés par les étudiants des Master. Enfin, la notion et les missions de
maitrise d’œuvre sont abordées.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Hydrologie, hydrogéophysique, essais de pompages - Stage de terrain
6
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
4h
TD :
TP :
56h
Compétences attendues :
Cette unité d'enseignement se veut très concrète et présente les différentes techniques et outils utilisées par l'hydrogéologue.
23
Programme :
Mesures hydrogéologiques
24 h TD (3 jours de terrain) + 4h de CM en salle
Mise en œuvre de techniques de mesures hydrologiques, piézométriques et de prélèvements d’eau souterraine. Essai de puits, de nappe, et tests hydrauliques : de l'installation
de la pompe, aux relevés piézométriques, jusqu'à l'interprétation graphique et numérique.
4h CM : pompages d’essais.
Géophysique de subsurface
32 h TD (4 jours de terrain)
Stage de terrain à Borée (Ardèche). Utilisation croisée des techniques de prospection géophysique de subsurface pour caractériser une structure du sous-sol. Techniques
utilisées : Altimétrie (Nivellement, GPS), mesures électriques (dont Imagerie par tomographie de résistivité), magnétiques, gravimétrie. La caractérisation du sous-sol sera
complétée par des mesures hydrologiques, afin d’aborder l’hydrodynamique de la structure étudiée.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
M2-S3
Hydrologie, hydrogéologie
ECTS :
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
37h
TD :
15h
TP :
8h
Compétences attendues :
Ce module permet d’aborder les processus hydrodynamiques sur lesquels vont s’appuyer les autres modules de l'option HYDRO.
compartiments du cycle continental de l’eau : atmosphère-sol-sous-sol et les flux associés.
Il couvre l’ensemble des différents
Programme :
Transferts en milieux poreux. Hydrogéologie quantitative
Les systèmes karstiques
Le sol : recharge des nappes, écoulement en milieu non saturé
Evaporation, évapotranspiration
Hydrologie des bassins versants, relations eau de surface - eau souterraine
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Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Traceurs géochimiques du cycle de l'eau
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
42h
TD :
15h
TP :
3h
Compétences attendues :
Utilisation de l'isotopie dans le cycle de l'eau
Programme :
Facteurs de contrôle de la composition chimique des eaux naturelles
Rappels et exemples sur les équilibres solides-solutions, acido-basiques, redox.
Isotopes stables
- Isotopes stables de la molécule d’eau (δ18O, δD) comme traceurs de recharge, de mélange et d’évaporation dans les nappes et les hydrosystèmes de surface (rivières, lacs,
lagunes…).
Isotopes radioactifs à courte période
- Traçage des échanges d’eaux souterraines en zone côtière par les isotopes radiogéniques (Ra, Rn)
Datation des eaux souterraines, chronomètres et thermomètres du cycle de l’eau
Isotopes radioactifs, traceurs transitoires et gaz rares (14C, 36Cl, T, He/T, Ar, Kr, CFC, SF6...)
Aspects pratiques :
TP analyses des échantillons prélevés sur le terrain durant le stage de terrain
Visite des laboratoires
TD de programmation : modélisation du transport de traceurs géochimiques
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Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Outils mathématiques et modélisation
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
20h
TD :
40h
TP :
Compétences attendues :
L’utilisation de modèles numériques est devenue incontournable pour l’estimation des flux d’eau et de contaminants dans les nappes. En conséquence une partie du module
sera consacré d’une façon théorique à ces méthodes numériques puis illustrés par des aspects pratiques de construction d’un modèle numérique soit par l’étudiant lui-même
soit en faisant usage d’un logiciel standard en hydrogéologie.
Programme :
1- Utilisation du modèle numérique ‘MODFLOW’.
2- Modélisation pluie-débit, et notamment son application à la prévision de crue, sera abordée par un intervenant de l’IRSTEA avec des cours et des TD sur le modèle GR.
3- Description de la distribution spatiale de paramètres tels que la perméabilité du milieu ou encore la porosité à des fins de modélisation fait appel de manière très classique
aux méthodes géostatistiques. Ces méthodes seront abordées en cours et illustrées par des TD sur des jeux de données en utilisant le logiciel ‘R’.
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M2 - Spécialité Sciences de l'eau - Semestre 3 (M2-S3)
Option ZHM (Zones Humides Méditerranéennes)
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Anglais et outils professionnels
6
Code Apogée :
Cours :
Répartition horaire :
16h
TD :
TP :
44h
Compétences attendues :
L'enseignement d'anglais est spécifique à la préparation du passage du TOIEIC qui se déroule début janvier.
L'enseignement "création d'entreprises" a pour objectifs de sensibiliser les étudiants à la perspective d'une création d'entreprise comme alternative d'intégration professionnelle. Il
permet de faire découvrir de façon concrète et pratique la démarche projet et les différentes étapes de la création d'entreprise.
L'enseignement en marchés publics est délivré par des juristes mais aussi par des professionnels qui ont à rédiger ou à répondre à des appels d'offres.
Programme :
Création d'entreprise (24h) : Présentation de la démarche générale ; étude de marché ; montage du dossier financier ; choix du statut juridique et formalités de constitution d’une
entreprise sociétaire.
Marchés publics (12h) : L’objectif du cours est de donner aux étudiants les clés de compréhension du code des marchés publics, et donc de l’ensemble des procédures et modalités
qui encadrent la dépense publique. Le cours est illustré d’exemples pris dans les domaines et thématiques étudiés par les étudiants des Master. Enfin, la notion et les missions de
maitrise d’œuvre sont abordées.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Exploitation des zones humides
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
30h
TD :
15h
TP :
15h
Compétences attendues :
Les zones humides méditerranéennes sont le lieu de diverses activités humaines. Les enjeux de la gestion sont ainsi non seulement environnementaux mais également
économiques. L’eau et le pâturage y sont les deux outils de gestion privilégiés. L’eau permet de compenser les déficits hydriques et d’accroître la productivité. L’herbivorie réduit
sélectivement la biomasse (et la compétitivité) de certaines espèces et crée des sites de régénération pour des espèces moins compétitives. Au-delà des risques par des
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prélèvements trop élevés des ressources, les pratiques de gestion lorsqu’elles s’affranchissent des spécificités méditerranéennes peuvent représenter des menaces en terme de
banalisation et de stabilisation des milieux.
Programme :
L’hydraulique: irrigation
La pêche et la pisciculture
Le pâturage (élevage)
La chasse
L’agriculture
- La riziculture
- La sylviculture
Le développement économique local : le tourisme vert
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Fonctionnement écologique des zones humides
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
25h
TD :
12h
TP :
23h
Compétences attendues :
Les zones humides concernent les régions d'étangs, les plans d'eau ponctuels et arrière-littoraux, les bordures de lac, les ondes humides, les zones humides artificielles de création
récente ainsi qu'une multitude de zones humides ponctuelles et dispersées sur l'ensemble du territoire.
Cette catégorie recouvre des écosystèmes variés au fonctionnement écologique conditionné par l'évolution naturelle des communautés végétales vers le stade forestier et par
l'atterrissement des plans d'eau. La plupart de ces milieux étant créés par l'homme, cette tendance se trouve ralentie ou accélérée par diverses activités humaines s'y rapportant
ou par les effets des modifications d'usage des terres environnantes.
Au niveau des ceintures de végétation, à l'interface entre a terre et l'eau, une diversité d'espèces végétales aux besoins hydriques différents se succèdent suivant un gradient
d'humidité. Cette végétation hétérogène est le support d'une vie animale foisonnante. Ainsi, les roselières des berges servent d'abri, de site de reproduction pour une grande
variété d'espèces animales tels les insectes (libellules...), les poissons, les amphibiens (grenouilles, crapauds, les oiseaux paludicoles (hérons, fauvettes aquatiques, râles, Busard
des roseaux...)...
Compétences acquises : (Logiciel de gestion de base de données ODBC, Langage de requêtes SQL et syntaxe du logiciel de statistique R).
Programme :
1- Zones humides, définition et usages
- Spécificités écologiques, typologies, définition des zones humides et vocabulaire associé
- Les grands types de zones humides : Les marais et lagunes côtiers, le delta du Rhône (Camargue), les marais saumâtres aménagés (rizières) zones humides alluviales, prairies
inondables, tourbières…
2- Hydrologie et climat
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Introduction à l’hydrologie et hydrométéorologie
Le climat méditerranéen (et ses variantes)
Exploitation des données disponibles, le bilan hydrologique
Influence des activités humaines sur les hydrosystèmes
Qualité des eaux
3- La flore
Principaux facteurs contrôlant la distribution des plantes dans les zones humides
la typologie de la végétation dans les ZHM et enjeux environnementaux (y compris normatifs : CORINE, NATURA 2000) ; utilisation par la faune sauvage et domestique. Initiation à
la systématique et l’écologie des algues.
4- La Faune
Introduction à la faune des ZH (oiseaux, poissons, invertébrés)
Importance des ZHM pour la faune (hivernants, migrateurs, etc., faune remarquable)
La faune problématique : moustiques, exotiques, …
5- Exploitation des bases de données et gestion de l'environnement
Ce module devra amener les étudiants la chaîne d'opérations permettant l'exploitation des bases de données des organismes de gestion de l'environnement. Un mode opératoire
sera présenté qui permet d'interroger de telles bases de données et traiter dynamiquement l'information par les techniques statistiques pertinentes : représentations graphiques,
tests statistiques, ou analyse multivariées. Cette approche permet (1) de sécuriser la manipulation des données et (2) de systématiser les opérations de calcul. Des bases de
données-test seront gracieusement mise à disposition par divers gestionnaires.
6- Fonctions écologiques des zones humides : Hydrologique, Biologique, Climatique, Valeurs culturelles et touristiques.
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Conservation des zones humides
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
30h
TD :
15h
TP :
15h
Compétences attendues :
La sensibilité des zones humides vis-à-vis de modifications minimes de leur environnement obligent à préciser et formuler clairement l'objectif visé. S'il s'agit de maintenir un
niveau donné de structure (diversité spécifique) et de fonctionnement (productivité primaire) jugé d'intérêt national, des interventions sont à envisager pour contrecarrer les
évolutions en cours.
Programme :
1- La réglementation
loi d’orientation, directive, convention, nationales européennes, internationales.
2- La gestion pour la conservation des populations animales sauvages
3- Espèces exploitées, à valeur patrimoniale, invasives,..
. Modes de gestion
. L'estimation des effectifs et les biais associés
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. Les méthodes de suivis des animaux sauvages dans leur milieu naturel (Argos, GPS, Baguage, isotopes..).
4- La gestion (intégrée) des ZHM
- Gestion des espaces protégés : plan de gestion, DOCOBS, …Document d’urbanisme (bassin de rétention, aménagement)
- Initiation à la gestion intégrée en région méditerranéenne
- Plan de gestion
Semestre, parcours, UE :
Intitulé du module :
ECTS :
M2-S3
Réhabilitation des espaces et des espèces
6
Code Apogée :
Répartition horaire :
Cours :
30h
TD :
15h
TP :
15h
Compétences attendues :
Les conséquences de la disparition ou du dysfonctionnement de ces milieux peuvent être variées, qu'il s'agisse de l'aggravation des inondations ou des effets des sécheresses, de
l'érosion des berges et des côtes, de la dégradation de la qualité de l'eau, de la diminution des pêches ou de l'extinction d'espèces.
Les zones humides remplissent donc ce qu'on appelle des "fonctions" (hydrologiques, biogéochimiques, biologiques), déduites directement de leurs caractéristiques et de leur
fonctionnement écologiques, qui peuvent être traduites en services rendus ou en "valeurs", correspondant aux avantages économiques et culturels qu'en retirent les populations
locales et plus largement la société.
Très souvent, il faut alors faire renaître différents modes d'exploitation antérieurs ou leur trouver des substituts. La conception des plans de gestion et des protocoles de
restauration, s'inspirant de principes de l'ingénierie écologique, répond à cette exigence de protection d'habitats et d'espèces rares ou protégés.
Programme :
1- Restauration, reconquête
aménagement de l’espace et biodiversité
enjeux environnementaux, socio-économiques humains, …
2- Gestion des ZHM
Champ d’expansion aux crues
les risques d’inondation, les régulations des crues, soutien débits d’étiage
Ecologie de la santé : gestion des zones humides et des risques associés (maladies, parasites)
3- Stratégies d’adaptation aux effets néfastes des changements climatiques
Développement des infrastructures et solutions de substitution
Évaluation et choix des stratégies d’adaptation
Capacités d’adaptation selon les sociétés et les institutions
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