France : impact d'une rupture observée dans les températures de surface sur les débits de 28 cours d'eau

Rapport de stage. Lucile Hammou. Master 1 Sciences de l'Environnement. 2014-2015

2015 - 38 pages

Introduction

L’hydrologie est la science qui traite des propriétés mécaniques, physiques et chimiques des eaux. L’étude des paramètres hydroclimatiques fait partie de cette science. Les paramètres hydroclimatiques sont les paramètres influant sur le cycle hydrologique comme la température, les précipitations ou l’évapotranspiration, et les paramètres qui en résultent comme le débit ou la qualité de l’eau (Durand et al., 1993). On distingue l’évapotranspiration réelle (perte en eau d’une région par évaporation et transpiration) de l’évapotranspiration potentielle (ETP) qui représente la quantité maximale d’eau susceptible d’être évaporée au niveau d’un couvert végétal continu, en phase active de croissance, lorsqu’il est abondamment alimenté en eau (Eldin et al., 1969). Ces paramètres climatiques ayant subi des variations à l’échelle mondiale dans le cadre du changement climatique (GIEC, 2008), les sociétés humaines doivent se demander quel en sera l’impact sur les cours d’eau, d’un point de vue qualitatif et quantitatif.

L’eau est un élément essentiel pour les sociétés modernes. Il est non seulement vital pour tout organisme vivant, mais il est également devenu indispensable au fonctionnement des sociétés actuelles. L’eau est utilisée pour produire de l’électricité grâce aux barrages hydroélectriques et aux centrales nucléaire. Certains cours d’eau sont dédiés au commerce fluvial, qui représente une part non négligeable du transport de marchandise en France (8 % du transport de marchandises dans les départements irrigués par une voie d’eau navigable) (Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie, 2011). Certains secteurs comme l’industrie et l’agriculture sont de grands consommateurs en eau, et le tourisme de certaines régions comme l’Ardèche dépend fortement de la ressource en eau de baignade ou de loisir. Toutes ces utilisations très différentes de la ressource en eau rendent sa bonne gestion essentielle mais source de nombreuses tensions.

La hausse des températures pourrait impacter les cours d’eau qualitativement et quantitativement. La gestion future de l’eau dépend de la capacité des scientifiques à prédire l’évolution du climat et des débits des cours d’eau pour les années à venir, c’est pourquoi il est important d’étudier les outils de modélisation climatique et hydrologique.

L’objet de ce rapport est d’étudier les relations entre des paramètres climatiques observés (précipitations et ETP) et le débit des cours d’eau mesurés à l’exutoire, à l’échelle du bassin versant, de 1970 à 2009, en considérant l’impact d’une rupture observée dans les températures de surface en 1987/1988. L’efficacité d’un modèle hydrologique choisi (GR4J) à simuler des débits observés sera également discutée.