REGARD

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Modélisation des ressources en eau sur la bassin de la Garonne : interaction entre les composantes naturelles et anthropiques et apport de la télédétection

Le projet a pour objectif de montrer comment les informations satellitaires, les informations sur l’activité humaine combinées à de la modélisation peuvent fournir une vision spatialisée de la ressource en eau à des pas de temps et d’espace fins

Coordinateur Eric Martin
Type projet soutenu par la fondation STAE
Partenariat CNRM-GAME, INRA/AGIR, CESBIO, ECOLAB, IMFT/IMT, LEGOS, URA1875/CERFACS, BRGM
Début 2014
Durée 3 ans

 Objectifs

Le projet a pour objectif de montrer comment les informations satellitaires et les informations sur l’activité humaine, associées aux données traditionnelles (météorologie, débits, …), combinées à de la modélisation, peuvent fournir une vision cohérente spatialisée des ressources en eau – et de leur variabilité – sur le bassin Adour-Garonne. Le projet vise une résolution fine (quelques km ou moins) et un pas de temps de l’ordre de la journée (afin d’être en mesure d’intégrer des anthropiques « rapides » comme l’irrigation). Le projet se concentrera la modélisation du « socio-hydro » système sur une période récente de 10 ans (2003-2013). Cette période de temps a été choisie car elle permet de disposer de données de la meilleure qualité possible tout en intégrant des années contrastées, sèches (2003 et les suivantes) ou plus humides (2013 avec un cycle de la végétation retardé). Le projet se focalisera sur les périodes d’étiages et cherchera à décrire les différents compartiments de la ressource (neige, sol/végétation, rivières, lacs retenues collinaires et barrages, nappes).

 Description du projet

Les différentes étapes du projet consisteront à développer et évaluer les méthodes permettant d’intégrer l’ensemble des informations disponibles (facteurs anthropiques, données spatiales, etc.) au sein de modèles hydrologiques. Plusieurs modèles et hypothèses de couplage seront utilisés), et l’ensemble permettra d’évaluer leimportance relative des différents facteurs (anthropisation, variabilité climatique, modification de l’occupation des sols, etc.). Pour ce qui concerne les données satellitaires, le projet veillera à intégrer dans sa réflexion les données des missions en préparation (et tout particulièrement la mission d’hydrologie des eaux de surface ‘SWOT’.

Le projet est découpé en trois étapes.

  • Etape 1 : Sélection des données pertinentes, mise en cohérence et simulation des interactions entres processus anthropiques et biophysiques
  • Etape 2 :Intégration des processus à l’échelle du bassin et estimation de la ressource en eau
  • Etape 3 : simulations, validation évaluation des incertitudes et études d’impact.

 Livrables ou résultats attendus

Les résultats attendus du projet sont :

  • Base de données cohérente décrivant les processus anthropiques, biophysiques et hydrologiques
  • Compréhension et modélisation de l’interaction entre les processus anthropiques et hydrologiques
  • Production d’un modèle intégrateur de la ressource en eau à l’échelle du bassin Adour-Garonne couplant les processus anthropiques, biophysiques et hydrologiques, avec évaluation des incertitudes associées. Évaluation de l’apport des données satellitaires pour le suivi de la ressource en eau sur le bassin et impact sur la modélisation. Préparation à l’assimilation des données des missions futures (Sentinel-2, SWOT, etc.)
  • Démonstration de l’intérêt de l’approche pour des applications opérationnelles de suivi des ressources en eau, et pour l’évaluation de scénarios climatiques et autres.

 Partenaires du projet et rôle

CNRM-GAME Intégration des processus anthropiques et données satellitaires dans le modèle SURFEX/MODCOU à l’échelle de la Garonne, réalisation de scénarios, étude d’incertitudes et validation du modèle.
AGIR Représentation de la dynamiques des activités humaines (pratiques agricoles, gestion des retenues collinaires et barrages), modélisation des socio-hydrosystèmes, base données sur l’hydraulique agricole dans le BAG
CESBIO 1) Traitementsd’images satellites multi-temporelles à haute et basse résolution utiles pour la modélisation hydrologique (occupation des sols, dynamique de la végétation, surface enneigée et humidité superficielle des sols). 2) Définition et mise en œuvre de l’intégration des données haute résolution d’occupation des sols et de végétation dans SURFEX (mise en cohérence avec le formalisme ECOCLIMAP)
ECOLAB Amélioration et/ou intégration des réservoirs d’eau (interactions nappe/rivière, retenues collinaires et barrages) dans la modélisation hydrologique à l’échelle de la Garonne, couplage des activités anthropiques avec la modélisation hydrologique.
IMFT/IMT Modélisation hydrodynamique fine à l’échelle d’un tronçon de Garonne (100 km de long à l’aval de Toulouse). Interaction avec la nappe alluviale de la Garonne. Apport des données haute résolution de la campagne AIRSWOT au modèle via assimilation/validation. Propositions de stratégies pour l’assimilation des données dans les modèles.
LEGOS Production et analyse de séries temporelles de hauteurs d’eau sur différents segments de la Garonne par altimétrie spatiale multisatellites (Jason-1&2, Envisat et SARAL/AltiKa) et de stock d’eau total sur l’ensemble du bassin (GRACE). Traitement des données haute résolution de la campagne AirSWOT. Ces données seront utilisées pour la validation ou pour assimilation dans les modèles.
URA1875/CERFACS Stratégie pour l’assimilation des données, notamment de hauteur d’eau pour les modèles SURFEX et SWAT
BRGM Intégration des données issues des modèles hydrodynamiques de la nappe alluviale de la Garonne, de l’Ariège, du Tarn aval et de l’Aveyron aval en Midi-Pyrénées. Optimisation de ces modèles par ajout des données élaborées issues de la télédétection et des autres modèles existants (hydrologiques, actions anthropiques, recharge des nappes)