Intégration du changement climatique dans la gestion de la ressource en eau : exemple du bassin rennais

Integration of climate change in water resource management : example of the Rennes area

• Auteur / Autrice : Ronan Abhervé
• Direction : Luc Aquilina, Jean-Raynald de Dreuzy, Stéphane Louaisil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences (Rennes ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : René Lefebvre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ophélie Fovet, Claire Magand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : John Molson, Agnès Ducharne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cours d'eau temporaires

Modèles mathématiques

Hydrogéologie

Changements climatiques

Ressources en eau

Mots clés libres

Ressource en eau

Changement climatique

Modélisation hydrogéologique

Calibration

Cours d'eau intermittents

Projections hydrologiques

Résilience

Water resources

Climate change

Groundwater modeling

Calibration

Intermittentstreams

Hydrological projections

Resilience

Résumé

Le bassin rennais n’est pas épargné par le changement climatique. Les conditionsinhabituelles fragilisent déjà le système d’alimentation en eau potable du territoire. Mais qu’en sera-t-il dans le futur ? Les gestionnaires d’Eau du Bassin Rennais ont besoin d’outils pour prédire l’évolution des ressources en eau en amont des ouvrages de captages. Pour y répondre, la démarche de modélisation hydro(géo)logique développée, adaptée au contexte géologique de socle en Bretagne, s’est concentrée sur les relations entre la nappe d’eau souterraine et les cours d’eau. En se basant sur le réseau hydrographique de surface, une méthode de calibration des modèles a été innovée pour estimer les propriétés de la subsurface. L’approche de modélisation basée sur les processus hydrogéologiques reproduit l’intermittence des cours d’eau, indicateur de la résilience des bassins versants. Une fois la calibration validée, les modèles hydrogéologiques sont forcés par de multiples projections climatiques, allant de 1980 à 2100, et selon différents scénarios d’émission de gaz à effet de serre (RCP). Ces simulations hydrologiques fournissent une enveloppe de trajectoires probables d’évolution future du stock d’eau souterraine, du débit des cours d’eau, et de l’intermittence du réseau hydrographique. De manière générale, les projections prévoient une extension des périodes de déficit en eau, avec une occurrence accrue d’années de sécheresses consécutives. Les connaissances apportées et les outils opérationnels développés dans le cadre de cette thèse permettent, d’une part, de progresser sur des questions de recherches en plein essor, et d’autre part, d’offrir de nouvelles perspectives d’anticipation et d’optimisation des stratégies de gestion de l’eau, à l’échelle du territoire.

The Rennes area is not spared by climate change. Abnormal conditions are alreadyweakening the basin's drinking water supply system. But what will happen in the future? The managers of Eau du Bassin Rennais need tools to predict the evolution of water resources upstream of the interest catchments. To meet this demand, a hydro(geo)logical modeling approach has been developed, adapted to the Brittany region with shallow basement aquifers, focusing on subsurface-surface relationships. Based on the hydrographic network, a model calibration method was innovated to estimate subsurface properties. The process-based modeling developed is able to simulate the stream intermittency, an indicator of watershed resilience. Once the calibration is validated, the hydrogeological models are forced by multiple climate projections, ranging from 1980 to 2100, and for different greenhouse gas emission scenarios (RCP). The hydrological simulation results provide an envelope of likely future trajectories of groundwater storage, streamflow, and stream intermittency. In general, the projections anticipate an extension of water deficit periods, with an increased occurrence of consecutive drought years. The knowledge provided and the operational tools developed in the framework of this thesis allow, on the one hand, to progress on burgeoning research questions, and on the other hand, to offer new perspectives for anticipating and optimizing water management strategies, at the territory scale.