La connaissance de l’hydrologie est un prérequis indispensable à la mise en place d’une démarche de gestion équilibrée des ressources en eau sur un territoire. La région Bretagne dispose de l’atout d’un réseau de stations hydrométriques dense et ancien mais qui peut s’avérer insuffisant pour travailler à une échelle territoriale plus fine (SAGE). Ce webinaire s’attache à présenter le réseau hydrométriques breton et les différentes méthodes permettant d’obtenir des données de débit là où il n’y a pas de stations de mesure.
L’objectif de ce webinaire est de proposer aux gestionnaires de l’eau un panorama des données de débits mesurés disponibles en Bretagne et des méthodes permettant d’obtenir des données de débit sur des cours d’eau non jaugés. Ces apports méthodologiques visent en particulier à établir un diagnostic des ressources disponibles sur un territoire, préalable indispensable à l’analyse de l’équilibre entre besoins des milieux aquatiques et satisfaction des usages.
Ce Webinaire s’inscrit dans le cycle de Webinaires “Appui à la mise en œuvre des analyses H.M.U.C dans les territoires de SAGE bretons” proposé en partenariat avec l’Etat, l’AELB, l’OFB, les Départements du Finistère et des Côtes d’Armor, le CRESEB et la Région Bretagne.
Propos introductif
Valentin Serbielle, référent gestion quantitative de la délégation Armorique de l’AELB, rappelle que les études H.M.U.C sont une particularité du Sdage Loire Bretagne. Elles doivent être mobilisées afin de proposer un cadre pour la gestion des ressources plus adapté aux enjeux locaux que celui proposé dans le Sdage et prenant en compte les spécificités territoriales. Ce sont des études complexes qui nécessitent une approche intégrée, globale, partenariale. Afin de garantir une prise de décision fiable et pérenne concernant la gestion quantitative de la ressource en eau, ces études doivent reposer sur l’acquisition de données fiables et territorialisées.
Les données de la Banque Hydro pour la Bretagne
- Présentation de la Banque Hydro, des données et des indicateurs proposés.
- Présentation du réseau hydrométrique breton et de ses limites
- Réseau relativement dense (>130 stations) et ancien (âge moyen = 37 ans)
- 10 % des stations sont positionnées en aval de retenues (pas d’intérêt des débits mesurés sur les stations aval = débit réservé)
- Densité de stations trop faible au niveau du littoral, des têtes de réseau et des petits BV, avec peu de perspective d’évolution
- Hétérogénéité des débits mesurés : débits ‘naturels’ ou ‘influencés’ selon les implantations (lien prélèvements – aval de stations de prélèvements)
- Chroniques variables selon les stations. Peu de documentation sur les épisodes de sécheresse (année 70’ 80’ ou avant ‘60) dans les synthèses.
- Enseignements issus de l’analyse des données disponibles dans la banque hydro
- Gradient Est/Ouest très marqué sur les paramètres pluviométrie, écoulement, étiage moyen et sévère
- Déficit d’écoulement (= mesure d’évapotranspiration réelle) stable et conséquent : la reprise atmosphérique est le premier préleveur de la ressource en eau
- Hydrologie des CE bretons variable et irrégulière (lié à la structure du BV)
- Chroniques de débits variables dans le temps (périodes pluriannuelles plus ou moins sèches) – analyses sensibles aux périodes considérées
- Que faire en cas d’absence de stations de jaugeages et donc ce données ?
- Calcul par Débits spécifiques – Reconstituer des séries de débits au prorata des surfaces de BV – Méthode de calcul robuste avec une pertinence variable, corrélation efficace sur les débits moyen et forts (lien pluviométrie) mais pas sur les débits d’étiages, assecs non pris en compte
- Campagnes de jaugeages volants : difficultés opérationnelles, corrélations médiocres et mauvaise analyse des débits d’étiage.
- Utilisation des modèles
Le modèle PEGASE dans la construction des données hydrologiques de l’état des lieux du Sdage
Présentation de la méthode et du modèle Pégase utilisé pour l’état des lieux du Sdage, ainsi que de ses limites et incertitudes
La valeur de référence pour l’hydrologie de l’état des lieux est le QMNA5 (1980>2015). C’est la donnée statistique d’entrée pour le modèle Pegase. L’objectif du modèle Pegase est de calculer, à l’exutoire de chaque masse d’eau, le débit QMNA5 (par interpolation des QMNA5 disponibles dans la Banque Hydro). Le QMNA5 est le débit mensuel minimal ayant la probabilité 1/5 de ne pas être dépassé une année donnée, c’est donc la valeur du QMNA telle qu’elle ne se produit, en moyenne, qu’une année sur cinq ou vingt années par siècle. C’est un débit statistique donnant une information sur la sévérité de l’étiage (communément appelé « débit d’étiage quinquennal »). C’est une valeur guide de référence et structurante à considérer dans les études H.M.U.C
Mise à disposition des débits d’étiage modélisés par le modèle PEGASE à l’exutoire de chaque masse d’eau – Données validées de l’état des lieux 2019 du bassin Loire-Bretagne – Juin 2020 – AELB – Lien URL (fichier xlsx : Attribut physique_ME)
Modèles hydrologiques, zoom sur l’approche SIMFEN
- Description des enjeux autour de la modélisation hydrologique.
- Comprendre et quantifier la complexité et la variabilité de l’hydrologie dans un BV ainsi que son évolution
- Proposer des modélisations transposables à différentes échelles
- Modèles à base physique – Comprendre et décrire toute la complexité des processus des BV
- Modèles conceptuels – Simplifier la compréhension des processus autour de quelques paramètres (ex. GR4J – Reconstitution de chroniques hydrologiques journalières sur sites non jaugés (1958-2012) à partir d’une modélisation hydrologique régionalisée)
- Présentation de l’approche SIMFEN – Comment transposer les chroniques de débits observés pour simuler des débits en amont ou en aval du même BV ou sur des BV présentant des similitudes ? Une modélisation hydrologique à base géomorphologique : un BV est un système géomorphologique déterminé par le relief qui transforme un champ de pluie entrant en une chronique de débit sortant, et peut être décrit mathématiquement par une fonction de transfert (qui s’affranchit de la modélisation des dynamiques de BV très complexe). L’inversion de la fonction de transfert d’un bassin versant jaugé permet de calculer la chronique de la pluie nette à partir de la chronique de débit observée à l’exutoire. Cette chronique de pluie nette peut ensuite être transposée sur un BV non jaugé afin d’y modéliser un débit sortant.
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- A l’échelle de la Bretagne, la modélisation avec SIMFEN reste intéressante pour obtenir des données dans des BV non jaugés (surface minimum 5 km2. En ce qui concerne les estuaires, il n’existe pas de référence d’observation permettant de valider la qualité de la modélisation
- Point de vigilance dans la perspective des études HMUC : les débits estimés par l’outil SIMFEN ne sont équivalents ni à ce que seraient les débits observés, ni à des débits naturels reconstitués. Les débits estimés se situent entre les deux.
- La comparaison des données simulées agrégées (QMNA5 – SIMFEN) avec les données disponibles dans la banque Hydro est en cours.
- Couplé à des données de qualité d’eau, le modèle SIMFEN permettrait d’évaluer des flux sortants de nutriments (travaux en cours) sur les bassins non jaugés.
Ressources complémentaires
Depuis sa création le Creseb est interpellé sur la question de la gestion quantitative de la ressource en eau.
Le Creseb accompagne des projets de recherche sur cette thématique, organise régulièrement des journées d’échanges avec les scientifiques et les acteurs de la gestion intégrée de l’eau. De nombreuses ressources documentaires sont également référencées sur son site.
