Changement climatique et gestion de l’eau : Transposabilité des stratégies régionales à l’échelle de la France

Changement climatique et gestion de l’eau : Transposabilité des stratégies régionales à l’échelle de la France

Direction : Ludovic Oudin, Guillaume Thirel et Lila Collet

En France métropolitaine à l’horizon 2100, les projections climatiques indiquent une forte hausse des températures moyennes, des épisodes de sécheresse plus nombreux et un renforcement des précipitations extrêmes sur une large partie du territoire (Ouzeau et al., 2014). Ces changements rapides et intenses appellent les décideurs à adapter leurs modes de gestion de la ressource en eau pour mieux anticiper les impacts du changement climatique sur les risques hydrologiques. Il est ainsi essentiel d’évaluer quelles seraient les conséquences possibles des risques sécheresse et inondation sur les secteurs liés à l’eau. L’estimation des incertitudes, inhérentes aux projections climatiques et à tout exercice de modélisation, est particulièrement cruciale dans une chaîne de modélisation pour les études d’impact impliquant l’utilisation d’une cascade de modèles se succédant (climatiques, hydrologiques, statistiques). Evaluer les impacts futurs en regard de ces incertitudes permet d’aider à la prise de décision des gestionnaires de l’eau.

Ce travail de thèse propose l’intégration de la dimension sociale des usages de l’eau dans les projections : sur le territoire français, quelles sont les utilisations de l’eau dans les secteurs domestique, agricole, industriel et environnemental ? Comment intégrer et modéliser les interactions de ces usages avec l’hydrosphère ? Et ainsi, comment représenter et tester des mesures de gestion de l’eau pour l’adaptation au changement climatique (voir e.g. le nouveau Plan National d’Adaptation au Changement Climatique, PNACC2) ? Les différentes Agences de l’Eau proposent des stratégies relatives à leur territoire et répondant au contexte actuel. Cette thèse propose ainsi l’évaluation de plusieurs stratégies d’adaptation concernant les ressources superficielles et propose d’analyser d’éventuels transferts de ces stratégies à travers le territoire national.

Ce projet de thèse repose sur trois étapes principales visant à évaluer la capacité d’adaptation au changement climatique à l’échelle de la France dans un contexte d’incertitudes : (i) La première étape de travail concernera la caractérisation l’évolution future des aléas (inondations et sécheresse) à travers une approche multi-scénarios (d’émission de gaz à effet de serre) et multi-modèles (climatiques, de descente d’échelle, hydrologiques). Ainsi on estimera l’évolution des débits dans le futur par rapport à une période de référence actuelle. Pour cela, le modèle hydrologique distribué d’Irstea, GRSD (de Lavenne et al., 2016), sera forcé par des projections climatiques les plus récentes. Les incertitudes associées à chaque étape de modélisation seront quantifiées à l’échelle de la France pour les évènements extrêmes hauts et bas. (ii) La deuxième étape consistera à caractériser la vulnérabilité et les incertitudes des différents secteurs de demande en eau (domestique, agricole, industriel). Le choix des approches utilisées dépendra des données disponibles et des types de stratégie d’adaptation qui seront développées, ce qui demande un engagement des partenaires en amont dans le projet, qui est déjà initié grâce à des collaborations étroites avec les Agences de l’Eau. Une base de données d’usages de l’eau et de projections de ces usages sera mise en place en lien avec la connaissance des gestionnaires et les bases de données nationales existantes comme les travaux fournis par l’INSEE et le recensement agricole. Selon les données collectées et les résolutions spatio-temporelles souhaitées, les modèles de demande en eau seront paramétrés et validés et les incertitudes liées à ces projections seront quantifiées. (iii) La troisième étape concernera la caractérisation probabiliste des risques hydrologiques et l’analyse de la performance de différentes stratégies d’adaptation. Le risque étant une fonction de l’aléa, la vulnérabilité et l’exposition (IPCC, 2014), il sera quantifié dans un contexte probabiliste pour tenir compte des incertitudes liées aux projections des aléas et des usages de l’eau. La performance des stratégies d’adaptation peut être évaluée grâce à des indicateurs comme la vulnérabilité, la résilience, la fiabilité et la fréquence d’insatisfaction (e.g. Collet et al., 2015). En se basant sur la compréhension des risques, les stratégies d’adaptation seront développées en concertation avec les Agences de l’Eau partenaires du projet. Enfin, un travail de communication de ces risques inondation et sécheresse sera mis en place avec les gestionnaires afin de transmettre au mieux les clefs de compréhension de résultats statistiques.

Date de démarrage: 
Oct 2019
Contact: 
Ludovic Oudin
Durée: 
3 ans
Type de recrutement: 
Doctorat