Réunion de lancement du projet « GICC-Seine » (11/04/2002)

Compte rendu du 30 mai 2002
Agnès Ducharne

Présents: Agnès Ducharne, Gilles Billen, Josette Garnier, Emmanuel Ledoux, Eric Gomez, Bruno Mary (matin), Nicolas Beaudoin, Nadine Brisson (matin), Marc Benoit, Catherine Mignolet (bon anniversaire !), Céline Schott, Hubert Kieken, Xavier Poux, Guillaume Olive.

1. Introduction

Présentation du programme de la journée

Le programme est chargé, et on est déjà en retard !

Récapitulatif du projet (Agnès)

Voir le résumé (gicc01_resume.pdf) sur le site Web http://www.sisyphe.jussieu.fr/Internet/gicc/index.html

Discussion:

L'horizon temporel pour la prospective sera plutôt 2050 que 2100

Xavier aurait besoin de projections climatiques sur de grandes boites (sub-)continentales (une dizaine) comme la Chine, les US...

Organisation des différentes actions:

- Xavier et Hubert souhaitent aborder les consultations d'experts

- la coordination de l'action « Rétrocession aux gestionnaires » est encore mal ficelée... y-a-t-il un volontaire ?

Problèmes méthodologiques liés à la prospective (Hubert)

Voir le document envoyé par mèl (reflexions_hubert.doc). Les exemples cités pour illustrer les difficultés liées à la prospective sont:

ex1: la pollution ponctuelle

ex2: les étiages

Hubert rappelle que l'appel d'offre requiert que les résultats des projets soutenus soient pertinents vis-à-vis de la gestion de l'impact.

En terme de dialogue modèles/prospective, quelle est la pertinence des modèles et le niveau d'information qu'ils fournissent sur les points suivants, qui sont importants en terme de gestion:

- « bon état écologique » (objectif à 2015 de la Directive Cadre sur l'Eau)

- zones humides, coefficients de transferts ripariens

- cultures nouvelles (ex: cultures qui ne transpireraient plus...)

- irrigation

- période de validation

- barrages réservoirs

- pertinence des processus biogéochimiques représentés (réponse: ils sont suffisamment généraux pour être pertinents en dehors des conditions actuelles)

- événements extrêmes, par exemple pour le RUTP (réponse: les MCG ne permettent pas d'aborder correctement les événements extrêmes)

2. Les différents modèles et leurs données d'entrée

Indications pour la présentation des modèles (Agnès)

En 1/4 h:

Objectifs du modèle

Niveau de spatialisation, pas de temps, longueur des simulations

Données d'entrée: insister sur le niveau d'information requis pour les données

- agricoles (types d'occupation, pratiques, irrigation, drainage, apports...)

- liées à la prospective non agricole (gestion des barrages, démographie,...)

Difficultés anticipées dans le cadre du « GICC Seine »

Pertinence pour les enjeux de gestion (voir Hubert ci-dessus)

Le modèle CaB (Agnès)

Objectif : simuler les bilans d'eau dans des bassins de calcul unitaire, en liaison avec leur bilan d'énergie: approche TSVA (Transferts Sol-Végétation-Atmosphère) couplée à une redistribution latérale de l'humidité du sol inspirée du modèle TOPMODEL

Autres caractéristiques : voir le fichier pres_cab.pdf

Dicussion:

pour les cultures, la distinction C3/C4 est moins importante que les successions culturales (pouvant inclure de longues périodes de sol nu); et depuis 50 ans, les C3 ont diminué, mais pas au profit des C4 (Dicotylédones, ex: Pomme de terre, Colza, Betterave)

la discrétisation spatiale en bassin unitaires suivant les cours d'eau est orthogonale au découpage en PRA suivant les formations géologiques

quid de la prospective agricole par analogie avec des régions plus chaudes ? (RQ: il ne suffit pas qu'il fasse plus chaud ! Il faut un climat actuel analogue au climat futur possible pour Seine, y compris precipitations)

MODCOU/NEWSAM et STICS spatialisé (Éric)

Voir présentation power-point (kickoff_EG.ppt).

Discussion:

Ce qui compte énormément pour les flux d'azote sous-racinaire, c'est les caractéristiques des sols, d'où l'importance de STICS spatialisé; de plus, à teneur en eau constante et avec +2°C, la minéralisation devrait augmenter de 30%, et la teneur en matière organique devrait aussi changer: ça modifiera les propriétés des sols, incluant perméabilité et capacité au champ (valable aussi pour CaB)

Question du cheminement pour aller de maintenant à l'horizon 2050, sachant que le sol notamment a une inertie assez important : une question intéressante est « où arrive-t-on si rien ne bouge ? », puis il peut y avoir beaucoup à apprendre avec des scénarios simples, imputés d'un coup, sans transition douce

Garder cependant en tête qu'il faudra faire des hypothèse sur l'évolution des successions/itinéraires sur 50 ans, mais Bruno rappelle que personne n'a su faire la prospective agricole des 10 dernières années, et qu'il y donc peut de chances qu'on y arrive pour les prochaines 50 !

Conclusion sur le cheminement: consensus sur le principe de le négliger (en général)

Il y a déjà pas de mal d'études de sensibilité au changement climatique avec STICS, montrant des différences (effets opposés sur le rendement) entre l'effet direct du CO2 (sur la photosynthèse) et l'effet indirect (via le climat). Nadine Brisson a déjà fait des études de sensibilité sur le Blé et le Maïs à partir de simulations MCG

Temps de calcul pour STICS spatialisé : 30 ans en 1 semaine, mais on pourrait sans doute gagner du temps en dégradant la résolution météo

STICS (Bruno)

Type de végétation: impossible de représenter un OGM à transpiration nulle; mais STICS est suffisament souple pour faire l'essentiel de ce que l'on peut envisager; une petite limite: un seul type variété prévu par espèce.

Influence du taux de CO2 sur photosynthèse et rendements: possible

Irrigation: possible, mais il faut des données ! (RQ: une des menaces possibles sur l'irrigation est sa pure interdiction)

Remarque importante de Xavier: une simulation n'a de sens que si elle éclaire une question de gestion.

Sénèque (Gilles)

Ce que fait Sénèque: dans le réseau hydrographique superficiel } transfert couplé de l'eau et de la matière (C, N, P, Si, O2, MES) et des pools microbiologiques (phyto et zooplancton, bactéries)

Les processus biogéochimiques sont a priori robustes vis-à-vis du changement climatique car validés en climats plus chaud que la Seine (Danube, Aliakamon, Fleuve Rouge au Vietnam)

Difficultés = conditions aux limites : hydrologie fournie par CaB (ou MODCOU, ou STICS...) ; morphologie du réseau (y compris canalisation, réservoirs...) ; apports ponctuels (définis par des points de rejet + flux de matière en ces points) ; apports diffus (concentration en matière et biomasse à l'amont, issus d'observations et/ou modèles de sols); transfert riparien empirique.

Discussion:

Validité à long-terme des coefficients de transfert ripariens par rapport au changement climatique, à l'évolution possible des ripisylves ? Gilles: au cours des 50 dernières années, le drainage des zones humides a beaucoup changé, et c'est sensible au niveau du calage des coefficients de transfert, qui peuvent rendre compte d'évolutions hypothétiques du transfert

Érosion: Sénèque ne simule pas l'érosion depuis le bassin, mais : il considère un flux de MES proportionnel au débit (concentration constante), modulé par la sédimentation et la remise en suspension; la modélisation de ces processus est en cours d'amélioration

« Bon état écologique » : le problème est que le concept lui-même est mal défini, mais Sénèque renseigne sur des éléments de la qualité écologique (oxygénation, rapport photosynthèse/respiration...)

Pesticides et métaux: Sénèque ne simulera pas ces polluants avant la fin du projet GICC-Seine.

Fin de la matinée. Malheureusement Bruno et Nadine doivent partir. Bruno est mal à l'aise avec le calendrier des actions... à rediscuter.

3. Questions diverses

Problème des reversements:

Agnès: je n'ai pas prévu les reversements aux 2 INRA et à Armines dans l'annexe financière. Il faut savoir si on peut les faire malgré tout.On ne peut pas faire de convention de reversement d'ici là.

Dernières infos: le ministère impose de respecter l'annexe financière établie par mes (mauvais) soins. Ça implique que Paris 6 devra justifier de l'ensemble des dépenses. La gestionnaire des conventions de recherche tente actuellement de savoir si l'agent comptable autorisera malgré tout des reversements. Si c'est le cas (croisons les doigts !), il faudra que les gestionnaires de ces crédits dans vos organismes s'engagent à respecter les budgets d'équipes que nous avions définis ensemble en septembre, et à conserver tous les justificatifs.

Pour les missions (question soulevée par Marc): si on réussit à faire des conventions de reversement, je ne sais pas si on pourra payer des dépenses antérieures (à l'heure actuelle, j'essaie de ne pas « parasiter » la question des reversements). Par contre, si il n'y a pas de reversements, il suffit de faire des autoraisations de remboursement, sur la base des ordres de missions de vos organismes.

Autres points pratiques:

Copie de la convention MATE: je dois vous l'envoyer, mais si ça ne vous manque pas, j'attendrai que les autres problèmes soient réglés.

Pour toute publication/communication: prévenir le MATE et mentionner se soutien.

Séminaire de restitution du programme GICC:j'ai présenté notre projet le 26 avril à Toulouse. Pas de remarques particulières. Je mettrai le programme sur le site Web un de ces jours...

Site Web:http://www.sisyphe.jussieu.fr/Internet/gicc/index.html

Le site www.sisyphe.jussieu.fr n'est pas toujours ouvert à la connection (il est en cours de sécurisation). La page GICC ci-dessus est très sommaire... mais c'est un début, et tout le monde peut bien sûr y contribuer.

4. Données climatiques (Agnès)

Voir transparents clim1.pdf clim2.pdf clim3.pdf clim4.pdf clim5.pdf clim6.pdf clim7.pdf clim8.pdf clim9.pdf clim10.pdf.

Discussion:

ETP pour STICS et MODCOU: Penman-Monteith FAO au pas de temps journalier ; mais pour le GICC-Rhône, l'ETP modifiée est calculée, non par directement en imputant une perturbation de l'ETP à l'ETP actuelle, mais en calculant une ETP modifiée à partir de forçages modifiés (température de l'air, humidité de l'air, vitesse du vent, rayonnement + albédo). Il faudra se concerter davantage sur ce point.

Données actuelles utilisées par MODCOU/STICS spatialisé: données Safran (réanalyse Météo-France à la résolution 8km x 8km, et fournies au pas de tempss de temps journalier) sur la période 85-95, puis interpolées à 1970-1999 (en utilisant des données observées moins finement résolues)

Choix des infos climatiques nécessaires pour la prospective agricole (« shopping list ») :

Cycle annuel moyen, avec valeurs mensuelles, pour precipitation, température, ETP, et humidité du sol + Tmin et Tmax (min/max sur le mois des température moyennes journalières)

Cartes trimestrielles pour ces 4 champs

Débits : hydrogramme moyen à Poses, à Paris, à l'aval de la Marne et de l'Oise, et sur la Seine à l'amont de la confluence avec la Marne.

Xavier aurait besoin de projections climatiques sur de grandes boites (sub-)continentales (une dizaine) comme la Chine, les US, etc. Il faudra rechercher cela, au LMD et à partir des simulations proposées par l'IPCC (http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk/asres/scenario_home.html)

5. Prospective non climatique

Quels cadrages de contenu et de méthode pour les scénarios d'évolution de l'agriculture dans le bassin de la Seine(Xavier)

Voir présentation power-point (kickoff_XP.ppt): présentation de la méthode retenue, et proposition d'un programme de travail, incluant des entretiens, des séminaires internes au projet, et au moins un séminaire externe, avec les gestionnaires.

Conclusion acceptée par tout le monde: il faut prévoir un premier séminaire externe au bout d'un an, pour éclairer les questions qui sont les plus pertinentes du point de vue de la gestion, et qui devront donc faire l'objet d'une « scénarisation » particulière. Mais pour que ce séminaire soit constructif, il faut qu'on ait bien avancé ensemble d'ici là !

Marc

Voir présentation power-point (kickoff_MB.ppt): proposition d'une démarche pour appréhender l'évolution des systèmes de culture (= successions culturales + itinéraires techniques).

Questions en suspens:

Quels scénarios sur l'évolution des villes et de l'industrie ?

Peut-on ignorer les réactions politiques et législatives au changement climatique (i.e. impacts indirects) ? envisager la possiblité d'inviter quelqu'un du MATE ou un spécialiste des relations Kyoto/agriculture

Hubert

Objectif = identifier des enjeux liés à l'activité humaine non agricole, qui peuvent soit renforcer ou limiter l'impact du changement climatique, ou qui peuvent simplement avoir un ordre de grandeur comparable ou supérieur à cet impact (« mise en perspective »).

Selon Hubert, on ne pourra identifier ces enjeux pertinents que quand on aura des images de l'impact du changement climatique ou de l'évolution de l'agriculture (donc pour la deuxième année du projet). Il y a eu pas mal de discussion à ce sujet.

6. Discussion finale

Tentative de programme:

Pendant les quelques mois qui viennent (si possible pour la fin du DEA de Guillaume Olive, i.e. avant fin septembre 2002):

Agnès: « shopping list » pour le maximum de simulations MCG (en tout cas 2 Arpège, et au moins une LMD)

Mirecourt: simplification du bassin de la Seine

Il faudrait aussi des réponses de STICS d'ici septembre:

Nicolas : c'est possible de regarder la réponse de STICS au changement climatique pour le Blé, le Maïs, le Colza, la Betterave, d'ici septembre.

Emmanuel: quel sens cela a-t-il si ce n'est spatialisé, vu notammanet l'importance des propriétés des sols ?

On pourrait choisir quelques cas types d'association culture/sol...avec STICS isolé

On pourrait aussi travailler avec STICS spatialisé, mais Éric ne sera pas libre avant le 15 juin.

7. Récapitulatif des questions en suspens

Questions pratiques:

Problème des conventions de reversement : en cours...!

Site Web (http://www.sisyphe.jussieu.fr/Internet/gicc/index.html ) à alimenter

« Shopping list » :

Agnès : je ferai les analyses des 2 paires de simulations Arpège pour fin juin. (LMD pour septembre)

Réfléchir à des projections climatiques sur de grandes boites (sub-)continentales (une dizaine) comme la Chine, les US... pour Xavier.

STICS « off-line » (sans MODCOU) :

Quelle version de STICS faire tourner : spatialisée ou non? À décider rapidement entre CIC et Laon !

Définir ensuite avec Agnès les variables nécessaires au calcul de l'ETP perturbée.

Action « Rétrocession aux gestionnaires » :

La coordination de cette action est encore mal ficelée... y-a-t-il un volontaire ?

Xavier propose un séminaire externe au bout d'un an, pour éclairer les questions qui sont les plus pertinentes du point de vue de la gestion, et qui devront donc faire l'objet d'une « scénarisation » particulière. Mais pour que ce séminaire soit constructif, il faut qu'on ait bien avancé ensemble d'ici là !

Xavier veut-il bien assumer la coordination de l'action ? Avec l'aide de Gilles si nécessaire ?

Nouvelle proposition de calendrier/organisation des actions:

On garde les 5 équipes ci-dessous:


	Équipes	Personnes
1	UMR Sisyphe / UPMC	A. Ducharne, G. Billen, J. Garnier, S. Théry, M. Meybeck
2	UMR Sisyphe / CIG (via Armines)	E. Ledoux, E. Gomez, P. Viennot
3	INRA Laon: Unité d'Agonomie	B. Mary, N. Beaudoin, N. Brisson, X.
4	INRA Mirecourt: UR SAD	M. Benoit, C. Mignolet, X.
5	ENGREF: Equipe RGTE	L. Mermet, H. Kieken, X.
5bis	ENGREF (viaAScA)	X. Poux


Actions	Équipes	Année 1		Année 2
		Semestre 1	Semestre 2	Semestre 1	Semestre 2
*Construction des scénarios de forçage*
1. Scénarios de changement climatique sur le bassin de la Seine	1	x	x
2. Scénarios des tendances lourdes de l'agriculture	4, 5bis	x	x	x
3. Viabilité des scénarios agricoles sous changement climatique	2, 3, 4		x	x
4. Prospective et scénarios sur d'autres contraintes anthropiques directes	5 , 5bis, 4		x	x
*Modélisation*
5. Impacts des différents scénarios sur l'hydrosystème de surface	1		x	x
6. Impacts sur le domaine souterrain	2, 3, 4		x	x
7. Impacts " physiques " sur l'hydrosystème complet	1, 2, 3			x	x
*Analyse des résultats*
8. Caractérisation d'une enveloppe de vulnérabilité de l'hydrosystème	1, 2, 3, 4, 5, 5bis			x	x
9. Mise en perspective de l'impact du changement climatique	1, 2, 3, 4, 5, 5bis				x
10. Impacts en terme de gestion de l'eau: rétrocession aux gestionnaires du bassin	1, 2, 3, 4, 5, 5bis		x		x

Par rapport au calendrier de la réponse à l'appel d'offre, que l'on retrouve dans le résumé (gicc01_resume.pdf) que vous avez eu lors de la réunion de lancement, vous verrez ici :

- un démarrage de l'action 10 dès la fin du 2ème semestre de l'année 1 (pour le séminaire externe)

- des délais plus longs pour la construction des scénarios, et des simulations STICS qui doivent les nourrir. A noter que ce travail peut encore s'étendre sur le dernier semestre si nécessaire, si tant est qu'un minimum de résultats/scénarios soient produits pour alimenter les actions de modélisation et l'analyse intégrée de tous les résultats.