Gestion adaptative et intégrée du barrage Montjoie face aux changements climatiques

Abstract

La gestion des ressources hydriques est un sujet préoccupant dans le monde. Gérer l’eau est devenu de plus en plus difficile sous l’effet des changements climatiques (CC) causés par l’augmentation de gaz à effet de serre (GES). Ces changements climatiques affectent le régime hydrologique d’un bassin versant. Les conflits d’usage viennent aggraver la situation. Dans ce cadre, un projet multidisciplinaire, en collaboration avec un organisme de bassin versant, le COGESAF, visant à établir un modèle de gestion du barrage Montjoie adapté aux changements climatiques et intégrant les préoccupations des communautés locales, a été réalisé. La méthodologie est basée sur trois grandes parties : la modélisation climatique, la modélisation hydrologique et la modélisation de la gestion. Premièrement, deux ensembles de simulations CORDEX et ClimEx fournissent des précipitations et des températures qui sont utilisées pour simuler les apports en eau selon différentes périodes (de référence et future). Ensuite une modélisation hydrologique a été effectuée avec le modèle GR4J afin d’estimer les apports en eau au bassin versant non-jaugé en climat de référence et en climat futur afin de déterminer les tendances hydrologiques anticipées. En absence d’observations de débits, le calage du modèle a été réalisé via une étude de régionalisation pour pallier le manque des données. Finalement un modèle de gestion HEC-ResSim, basé sur l’équation du bilan hydrique, a été mis en oeuvre pour déterminer le niveau d’eau et le débit de soutirage. Des règles et des contraintes de gestion sont intégrées dans le modèle afin d’ajuster la gestion. L’ajout de l’évaporation du lac s’est avéré nécessaire pour simuler des niveaux d’eau correspondant aux observations. Concernant la modélisation hydrologique, un critère de Nash-Sutcliffe (NS) de 0,59 est obtenu en période de calage et un NS de 0,58 en période de validation. L’impact des changements climatiques sur le régime hydrologique du bassin versant Montjoie s’exprime principalement par un devancement de la crue printanière et une diminution de son ampleur, une augmentation des débits hivernaux et un étiage estival plus prononcé. L’analyse d’incertitude démontre que la variabilité naturelle du climat est plus importante en climat de référence par rapport à l’incertitude liée au choix du modèle climatique. Cependant, l’incertitude lié au choix du modèle augmente en s’éloignant du climat de référence. Des simulations de niveaux d’eau réalisées avec des observations météorologiques sont comparées avec des observations de niveaux d’eau. Un coefficient de RMSE de 4 cm a été obtenu. Les changements climatiques affectent la gestion actuelle au barrage Montjoie. L’impact se traduit par des fluctuations de niveaux d’eau à l’automne et par un étiage important. Une hausse d’évacuation d’eau est prévue en hiver. Cependant une réduction du soutirage est simulée à l’été et à l’automne pour conserver plus d’eau dans le réservoir. Les simulations des différents scénarios de gestion montrent que le futur présente une problématique d’étiage qui ne peut pas être résolue par la modification de la courbe cible. L’évaporation au lac est un enjeu fondamental dans le site d’étude.