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Ressources
en eau
Préservation et gestion

                          Numéro 14
AGROPOLIS
                                                                                    international
                                                                                    agriculture • alimentation • biodiversité • environnement

                                                       Agropolis International      Agropolis International est un campus dédié aux sciences « vertes ».
                                                     associe les institutions de    Il représente un potentiel de compétences scientifiques et techniques
                                                  recherche et d’enseignement       exceptionnel : plus de 2 200 cadres scientifiques répartis dans 80 unités
                                                   supérieur de Montpellier et      de recherche à Montpellier et en Languedoc-Roussillon, dont 300
                                                du Languedoc-Roussillon, en         scientifiques travaillant dans 60 pays.
                                              partenariat avec les collectivités
                                                 territoriales, avec des sociétés
                                                                                    La communauté scientifique Agropolis International est structurée
                                                et entreprises régionales, et en
                                                  liaison avec des institutions     en grands domaines thématiques correspondant aux grands enjeux
                                                                internationales.    scientifiques, technologiques et économiques du développement :
                                                                                    • Biodiversité et écosystèmes terrestres ;
                                                      Agropolis International       • Biodiversité et écosystèmes aquatiques ;
                                                          constitue un espace       • Interaction hôte-parasites et maladies infectieuses ;
                                                  international ouvert à tous       • Ressources génétiques et biologie intégrative des plantes ;
                                               les acteurs du développement         • Agronomie, plantes cultivées et systèmes de cultures, agro-écosystèmes ;
                                                économique et social dans les
                                                                                    • Une filière emblématique : vigne et vin ;
                                                 domaines liés à l’agriculture,
                                                                                    • Production et santé animales ;
                                                        à l’alimentation, à la
                                                                                    • Alimentation, nutrition, santé ;
                                              biodiversité, à l’environnement
                                                       et aux sociétés rurales.     • Économie, sociétés et développement durable ;
                                                                                    • Modélisation, information géographique, biostatistiques ;
                                                                                    • Eau, ressources et gestion ;
                                                                                    • Écotechnologies.


                                                                                    Lieu de capitalisation et de valorisation des savoirs, espace de formation
                                                                                    et de transfert technologique, plateforme d’accueil et d’échanges
                                                                                    internationaux, la communauté scientifique Agropolis International
                                                                                    développe des actions d’expertise collective et contribue à fournir des
Ressources en eau : préservation et gestion




                                                                                    éléments scientifiques et techniques qui permettent d’élaborer et de
                                                                                    mettre place des politiques de développement.




   2
Compétences de recherche de
 Montpellier et du Languedoc-                        Ressources en eau
   Roussillon dans le domaine
       des ressources en eau
                                                             préservation et gestion
 Sept ans après le premier dossier thématique
  d'Agropolis International consacré à « l’eau :
        ressources et gestion », une mise à jour
     s'imposait tant pour que les innombrables       Introduction                                                                                   Page 4
                visiteurs du site (environ 120 000
téléchargements du dossier versions française
        et anglaise confondues) disposent d'une
  information actualisée, que pour développer
                                                     La ressource : identification,                                                                 Page 6
    la visibilité et témoigner des avancées de la
   communauté scientifique de l'eau en région        fonctionnement, mobilisation
                            Languedoc-Roussillon.

       Les lecteurs y trouveront également un        Préservation et restauration                                                                  Page 24
             annuaire mis à jour des structures
                                                     de la qualité de l'eau
               de recherche, de valorisation et
                     d’enseignement supérieur.
                                                     Gestion des ressources et des usages :                                                        Page 38
           Ce dossier présente ainsi 18 unités
        de recherche de la région Languedoc-         institutions, territoires et sociétés
  Roussillon et d’Avignon, regroupant plus de
    800 scientifiques, dont tout ou partie des
  activités concernent le fonctionnement des         Coopération internationale                                                                    Page 54
hydrosystèmes, la qualité de l’eau et la gestion     et partenariats
   de la ressource. Les unités centrées sur les
     milieux côtiers et lagunaires, absentes de
   ce dossier, sont présentées dans le dossier       Thématiques couvertes                                                                         Page 64
         d’Agropolis International Ecosystèmes
                             aquatiques (2007).      par les équipes de recherche

 Ce dossier présente également 10 structures
           de coopération internationale ou de       Les formations à Agropolis International                                                      Page 65
    valorisation avec lesquelles la communauté       dans le domaine de « l’Eau »
scientifique régionale dans le domaine de l’eau
                  entretient d’étroites relations.
                                                     Liste des acronymes                                                                           Page 70
    Enfin, il recense 43 formations supérieures
 diplômantes en région Languedoc-Roussillon,         et des abréviations
de Bac+2 à Bac+8, dans lesquelles le thème de
                                l'eau est abordé.

  La réédition de ce dossier en début d’année
 2012 permet de démontrer le dynamisme de
  la recherche sur l’eau en région Languedoc-                              h
                                                                                                  D isponib
                                                               in Englis                                        le en Esp
Roussillon à l’occasion du 6ème Forum Mondial        Available is.org/publicatio
                                                                                 ns               www.agr
                                                                                                            opolis.o          añol
                                                                                                                       rg/es/pub
                                                           opol                                                                    licacione
                                                     www.agr
   de l’Eau (12-17 mars 2012, Marseille) et du                                                                                                 s

salon international de l’eau hydrogaïa (6-8 juin
                             2012, Montpellier).

         C’est le premier dossier d’Agropolis
            International également disponible
    en version espagnole, en plus des versions
                           française et anglaise.




                                                     En couverture
                                                     Parc national de "Chapada dos Veadeiros" dans le Cerrado brésilien
                                                     V. Simonneaux © IRD

                                                     Les informations contenues dans ce dossier sont valides au 01/01/2012.
Introduction




                                              A
                                                      u cours des dernières           Dans ce domaine, il faut                Association (IWRA) en 2010. Pour
                                                      années, la communauté           également saluer la mise en place       le présent dossier, le premier enjeu
                                                      scientifique régionale          de trois chaires de recherche           sera le 6e Forum Mondial de l'Eau
                                              a poursuivi sa structuration et         et d'enseignement : « Sciences          que la France accueille en mars 2012
                                              consolidé sa cohésion au gré des        des Membranes appliquées à              à Marseille.
                                              nombreux projets de recherche           l'Environnement » labélisée par
                                              (projets de l’Agence nationale de la    l’Organisation des Nations Unies        L'ambition de cet évènement
                                              recherche, internationaux, des 6e et    pour l’éducation, la science            est immense puisqu'il vise non
                                              7e programmes cadres de l'Union         et la culture (UNESCO), sur             seulement un état des lieux des
                                              européenne, investissements             le traitement de l’eau par des          dernières avancées de la gestion
                                              d'avenir...) et d'enseignement          procédés membranaires, « Eau            de l'eau dans le Monde et des
                                              (mention de master « Eau »,             pour Tous » avec l'entreprise           recommandations partagées
                                              mastères...) qu'elle a portés et        Suez-Environnement pour le              pour atteindre un développement
                                              souvent réussis. Une sélection de       renforcement des capacités des          durable, mais aussi la production de
                                              ces projets réalisée par les unités     gestionnaires des services d'eau        solutions aux nombreuses questions
                                              de recherche est présentée dans ce      au Sud et dans les pays émergents,      non résolues qui perdurent et aux
                                              document.                               « Analyse des risques liés aux          nouveaux défis qui apparaissent.
                                                                                      contaminants émergents en milieu
                                              Parmi ceux-ci, le rapprochement des     aquatique » avec l'entreprise Veolia    La communauté scientifique
                                              entreprises au travers de la création   sur les contaminants organiques.        régionale s'engage pour y apporter
                                              d'un pôle de compétitivité EAU à                                                sa contribution.
Ressources en eau : préservation et gestion




                                              vocation mondiale est certainement      Les dossiers d'Agropolis
                                              le succès le plus emblématique.         International ont aussi vocation                Thierry Rieu (AgroParisTech,
                                              Ayant une mission de coordination       à soutenir les projets de la                          Centre de Montpellier)
                                              des actions de l'ensemble des pôles     communauté scientifique du
                                              « eau » nationaux et rayonnant à        Languedoc-Roussillon. Pour
                                              partir des trois Régions Languedoc-     le précédent dossier, ce fût
                                              Roussillon, Provence-Alpes-Côte         l'organisation du XIIIe Congrès
                                              d'Azur et Midi-Pyrénées, son            Mondial de l’Eau à Montpellier
                                              leadership est reconnu, offrant ainsi   en septembre 2008, qui a ensuite
                                              des perspectives de coopération et      facilité l'installation sur le campus
   4
                                              de développement à tous les acteurs     de La Valette du bureau exécutif
                                              du secteur.                             de l'International Water Research
Ressources en eau : préservation et gestion




                                                                               5
P. Wagnon © IRD    Lac Sabai Tsho et glacier Sabai au Népal.
© M. Soulié                                                          Sources d'Anjar Bekaa (Liban).




                                                     La ressource :
                                              identification, fonctionnement,
                                                        mobilisation
Ressources en eau : préservation et gestion




        6
D          ans son dernier rapport mondial sur les
           ressources en eau, l’Organisation des Nations
           Unies pour l’éducation, la science et la
culture (UNESCO) employait déjà un ton pour le moins
                                                              Il convient, pour cela, d’être en mesure de localiser,
                                                              identifier, évaluer et mobiliser la ressource en eau.
                                                              Ce sont des enjeux majeurs qui passent par l’analyse,
                                                              la compréhension et la modélisation de l’ensemble
alarmant. Il y était fait état, notamment, du fait « qu’en    des processus du cycle de l’eau qu’il soit naturel ou
dépit du caractère vital de l'eau, le secteur souffre d'un    influencé par les activités humaines.
manque chronique d'intérêt politique, d'une mauvaise
gouvernance, et de sous-investissement » et qu’il est         La communauté scientifique régionale dispose pour
nécessaire « d’agir d'urgence pour éviter une crise           cela des compétences qui lui permettent de se situer
globale ».                                                    au meilleur niveau international afin d’apporter les
                                                              réponses attendues par la société. À cette fin, en
Et pourtant, les prélèvements annuels globaux par             effet, elle a su développer des capacités d’observation
rapport au volume d’eau facilement accessible et              reconnues sur lesquelles appuyer ses travaux de
« utilisable » sont évalués, aujourd’hui, à 3 800 milliards   recherche : Observatoire des Sciences de l’Univers
de m3 ; ce qui ne représente que 25 % des ressources          (OSU) OREME, Observatoires de Recherches en
utilisables. Mais cette relative abondance ne reflète pas     Environnement (ORE) OMERE, AMMA-Catch, OHMCV
les énormes disparités de la distribution géographique        et H+, Système d’Observation « Karsts », etc. La
de cette ressource vitale. Certaines régions sont,            communauté a récemment été confortée dans son
en effet, d’ores et déjà en état de stress hydrique           rôle leader en termes de maîtrise de l’information
(ressources inférieures à 500 m3 par an et par habitant)      spatiale à vocation environnementale, par l’attribution
lorsque d’autres ont à faire face à des catastrophes liées    d’importantes subventions d’équipement au projet
à la surabondance chronique des précipitations. Ces           GEOSUD par le ministère français de la recherche.
inégalités entrainent des difficultés nombreuses et de
tous ordres.                                                  Les compétences des équipes régionales dans le
                                                              domaine des eaux souterraines sont reconnues au
Sur le plan démographique, par exemple, la croissance         plus haut niveau depuis fort longtemps. En particulier
de la population mondiale augmente les besoins en             dans le domaine des karsts qui constituent un secteur
eau de 64 milliards de m3 chaque année. Agriculture,          privilégié de leurs travaux de recherche et qui se
développement économique et production d’énergie              révèle particulièrement stratégique sur le pourtour
rendent indispensable une ressource toujours plus             méditerranéen où ils renferment près de 60 % de la
importante en fonction des choix stratégiques et des          ressource en eau exploitée.
engagements qui en dépendent.
                                                              La diversité des travaux menés par la communauté
Les désordres induits par le changement climatique ont        régionale au regard des eaux de surface en fait
aussi des conséquences sur le cycle hydrologique et,          également une référence. Si la question fondamentale
dans de nombreuses régions, les prévisions du Groupe          de la transformation de la pluie en débit, et donc en
d'Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat       ressource disponible sous différentes formes (infiltrée,
(GIEC) s'accordent sur des sécheresses plus longues           ruisselée, stockée), est au cœur des préoccupations
et/ou des inondations plus fréquentes. Ces désordres          des hydrologues, nombre d’autres questions sont
viendront renforcer la dégradation, déjà constatée, des       également abordées. Parmi celles-ci l’utilisation de
écosystèmes par ailleurs souvent surexploités en lien         l’eau en milieu agricole est essentielle, a fortiori dans
avec une pression anthropique sans cesse croissante.          le contexte méditerranéen. La question des crues,
                                                              abordée notamment sous l’angle des évènements
Sur le plan sanitaire, on constate que, dans les pays en      extrêmes (pluies et inondations dévastatrices), est
développement, 80 % des maladies sont liées à l'eau,          incontournable et rassemble en région un grand nombre
conséquence d’un accès à une eau potable trop rare et         de compétences complémentaires.
à un criant manque d’infrastructures du fait d’un double
déficit : financements et choix politico-stratégiques.        D’autres approches, enfin, se tournent vers le
Ce panorama de l’eau, somme toute inquiétant, doit            futur et ambitionnent, à l’aide des scénarios
                                                                                                                          Ressources en eau : préservation et gestion




aussi, désormais, prendre en compte l’appropriation           climatiques disponibles répondant à des hypothèses
croissante des questions environnementales par                environnementales, économiques et démographiques
l’opinion publique ainsi que l’internationalisation et la     variables, d’évaluer les ressources en eau.
globalisation de la réflexion autour de la question de
l’eau. « L’or bleu » s’impose peu à peu comme un des          Comme on le voit, les compétences régionales sont
enjeux les plus forts du XXIe siècle avec en arrière-plan     nombreuses et variées. Elles sont pleinement mobilisées
la menace des « guerres de l’eau ».                           pour faire face aux enjeux de demain concernant la
                                                              gestion durable de la ressource en eau, vitale pour nos
Dans un tel contexte, on conçoit aisément que,                sociétés et pour chacun d’entre nous.
avant même toute réflexion quant à la gestion et
à la gouvernance de la ressource, il soit nécessaire                                       Éric Servat (UMR HSM)
                                                                                                                                     7
d’en assurer la maîtrise la plus complète possible.
La ressource : identification,
                                                          fonctionnement, mobilisation
                                                                                                 Biogéochimie,                               Le laboratoire, pour lequel
                                                                                                                                             l’observation est une composante
                                                                                                 événements extrêmes,                        essentielle des travaux, est membre
                                              Les équipes principales                            eaux souterraines et cycle                  de l’Observatoire des Sciences de
                                                                                                                                             l’Univers (OSU) OREME (voir page 13).
                                                          UPR EAU/NRE                            hydrologique en régions                     Il s’implique dans différents systèmes
                                              Eau : Nouvelles Ressources et Économie
                                                               (BRGM)
                                                                                                 méditerranéennes et                         d’observation et observatoires
                                                                                                                                             de recherche en environnement
                                                            14 scientifiques                     tropicales                                  (MEDYCISS, OHMCV, AMMA-CATCH,
                                               Directeur : Jean-Christophe Maréchal
                                                       jc.marechal@brgm.fr                                                                   OMERE) tout en étant leader dans le
                                                            Présentation page 16                L’UMR HSM : HydroSciences                   montage du système d’observation
                                                            UMR EMMAH                            Montpellier (CNRS, IRD, UM1,                Karst. Outre ses équipements en
                                                  Environnement Méditerranéen                    UM2) est totalement investie dans           chimie des eaux et microbiologie,
                                              et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes             des recherches en sciences de l’eau         il appuie ses recherches sur des
                                                               (Inra, UAPV)                      qui couvrent un large éventail de           dispositifs techniques importants :
                                                             40 scientifiques                    domaines allant de la biogéochimie          le Grand plateau technique régional
                                                    Directrice : Liliana Di Pietro
                                                                                                 aux événements extrêmes en passant          « Analyse des éléments en trace dans
                                                    liliana.dipietro@paca.inra.fr
                                                         www.umr-emmah.fr
                                                                                                 par les eaux souterraines et l’étude        l’environnement » et le Laboratoire
                                                            Présentation page 14                du cycle hydrologique.                      mutualisé d'analyse des isotopes
                                                                                                                                             stables de l'eau.
                                                             UMR GM
                                                      Géosciences Montpellier                    L’UMR HSM développe l’essentiel de
                                                            (CNRS, UM2)                          son activité scientifique en régions        L’un des points forts de l’UMR HSM
                                                           89 scientifiques                      méditerranéennes et tropicales. Elle        est son rayonnement, qui se mesure
                                                   Directeur : Jean-Louis Bodinier               est organisée autour de quatre axes         par son implication dans de nombreux
                                                   bodinier@gm.univ-montp2.fr                    scientifiques :                             projets nationaux et internationaux,
                                                    dirgm@gm.univ-montp2.fr                       Biogéochimie, contaminants, santé ;       par la reconnaissance de plusieurs de
                                                      www.gm.univ-montp2.fr                       Karsts et milieux hétérogènes :
                                                            Présentation page 10
                                                                                                                                             ses thématiques au meilleur niveau
                                                                                                 hydrogéologie, hydraulique et               international, et par un important
                                                              UMR HSM                            transferts ;                                réseau de collaborations avec
                                                     HydroSciences Montpellier
                                                                                                  Climat, changements                       des laboratoires et institutions de
                                                         (CNRS, IRD, UM1, UM2)
                                                             57 scientifiques                    environnementaux et modélisation de         recherche dans de nombreuses régions
                                                        Directeur : Éric Servat                  leurs impacts sur les ressources en eau ;   du monde, au Nord comme au Sud.
                                                 eric.servat@msem.univ-montp2.fr                  Mécanismes du cycle
                                                       www.hydrosciences.org                     hydrologique, transferts et                 L’UMR HSM travaille également avec
                                                             Présentation page 8                interactions surface-atmosphère.            des partenaires publics (Direction
                                                             UPR LGEI                                                                        Régionale de l'Environnement,
                                                        Laboratoire de Génie                     Quatre ateliers transversaux à              Agence française de sécurité
                                                   de l’Environnement Industriel                 vocation méthodologique complètent          sanitaire de l'environnement et du
                                                                (EMA)                            l’organisation du laboratoire :             travail), des collectivités territoriales
                                                            45 scientifiques
                                                                                                 (a) Modélisation hydrodynamique             (Communautés de communes ou
                                                  Directeur : Miguel Lopez-Ferber
                                                 miguel.lopez-ferber@mines-ales.fr
                                                                                                 et couplages ; (b) Traceurs dans            d’agglomérations, syndicats mixtes
                                                      www.mines-ales.fr/LGEI                     l’hydrosphère ; (c) Méthodes pour           de bassin), des bureaux d’études et de
                                                            Présentation page 12                la modélisation : assimilation,             nombreuses entreprises privées (SDEI,
                                                               UMR LISAH                         spatialisation et sensibilité ;             BioUV S.A., SOMEZ, etc.). Soucieuse
                                                Laboratoire d’étude des Interactions             (d) Systèmes d’informations.                de s’impliquer dans le domaine de
                                                  Sol-Agrosystème-Hydrosystème                                                               la valorisation, l’Unité a déposé des
                                                      (Inra, IRD, Montpellier SupAgro)           HSM a une très forte implication            brevets, en particulier dans le domaine
                                                               34 scientifiques                  dans le domaine de l’enseignement           de la métrologie, et a développé des
                                                    Directeur : Jérôme Molénat                   et de la formation par la recherche.        logiciels « professionnels », notamment
                                                 jerome.molenat@supagro.inra.fr
Ressources en eau : préservation et gestion




                                                                                                 Les formations dans lesquelles le           autour des bases de données. L’un
                                                            www.umr-lisah.fr
                                                            Présentation page 15                laboratoire intervient sont attractives     des domaines d’excellence d’HSM,
                                                                                                 pour les étudiants qui viennent de          les contaminants organiques, fait
                                                               UMS OREME
                                                                                                 l’ensemble du territoire français           l’objet d’une Chaire de formation et
                                                     Observatoire de Recherche
                                                Méditerranéen de l’Environnement
                                                                                                 et de l’étranger (notamment                 de recherche avec Veolia : « Analyse
                                                              (CNRS, IRD, UM2)                   des pays du Sud) : Master EAU,              des risques liés aux contaminants
                                                3 scientifiques sensu stricto + 6 unités liées   Master « Ingénierie de la santé »,          émergents en milieu aquatique ».
                                                      Directeur : Nicolas Arnaud                 Polytech’Montpellier–Sciences et            En outre, l’UMR est engagée dans
                                                nicolas.arnaud@gm.univ-montp2.fr                 technologies de l'eau. Outre ces            le cadre du Pôle de compétitivité
                                                     www.oreme.univ-montp2.fr                    formations, l’ensemble du personnel         « Eau » à vocation mondiale, ainsi
                                                            Présentation page 13
   8
                                                                                                 de l’UMR s’implique du niveau               que dans celui « Gestion des risques et
                                                             ... suite page 10                   Licence au Doctorat.                        vulnérabilité des territoires ». •••
 Palmeraie de Tafilalet,
                        Maroc.
                        M .N. Favier © IRD
© UMR HSM & Plan Bleu




                                                                                                                                     Indice de stress hydrique dans
                                                                                                                                    le bassin méditerranéen.

                           >Changements globaux et ressources en eau


                           Faire face aux changements globaux en Méditerranée :
                           quelles ressources en eau pour demain ?
                          Le bassin méditerranéen est caractérisé par des ressources          Un indicateur de stress hydrique a permis de mettre en évidence
                          en eau limitées et inégalement réparties ainsi que par un           les disparités régionales en termes de capacité à satisfaire les
                          développement considérable des activités anthropiques. Les          besoins en eau à différentes périodes dans le passé et le futur.
                          projections hydro-climatiques suggèrent une diminution              Des scénarios alternatifs comme l’amélioration de l’efficience
                          progressive des écoulements annuels moyens dans cette               des réseaux d’approvisionnement sont à l’essai pour évaluer
                          région qui devrait s’accompagner de périodes de sécheresse          l’efficacité de stratégies d’adaptation. L’équipe appréhende
                          plus fréquentes et intenses. Par ailleurs, les demandes en eau      également l’impact de ces changements sur les ressources en
                                                                                                                                                                   Ressources en eau : préservation et gestion




                          ont doublé depuis les années 50 et devraient s’amplifier avec       eau à des échelles plus locales. Des modélisations hydrologiques
                          l’extension des surfaces irriguées et des zones urbaines.           couplées aux usages sont ainsi mises en œuvre sur des bassins
                                                                                              tels que l’Ebre (Espagne) ou l’Hérault (France). Ces recherches
                          Au sein du laboratoire HSM, l’équipe RESCUE-Med développe           s’appuient sur l’établissement de scénarios de changement
                          des recherches sur l’évaluation prospective des ressources en       climatique et d’évolution des demandes en eau adaptés à
                          eau sous contrainte de scénarios climatiques et d’usages de         ces échelles de travail. Elles visent à estimer les volumes et
                          l’eau à différentes échelles en Méditerranée. Dans le cadre d’une   la dynamique des écoulements en considérant les pressions
                          thèse en cours en partenariat avec le Plan Bleu, une chaîne         anthropiques (stockages, prélèvements, consommations,
                          de modélisation régionale a ainsi été proposée afin d’analyser      transferts…) afin de fournir des éléments d’aide à la décision aux
                          la disponibilité future des ressources en eau en fonction des       gestionnaires de la ressource.
                          évolutions possibles du climat et des prélèvements en eau pour                                                                                            9
                          les usages agricoles et domestiques.                                Contact : Denis Ruelland, denis.ruelland@univ-montp2.fr
La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation
                                              >Changements globaux et ressources en eau


                                              SICMED : évolution des anthropo-écosystèmes méditerranéens
                                                                                          La région                    Il est une des sept composantes du chantier méditerranéen
                                                       Paysage cultivé en Tunisie.
                                                                                          méditerranéenne est          Mistrals (Mediterranean Integrated STudies at Regional And Local
                                                                                          l’un des points focaux       Scales) et développe durant une décennie une recherche
                                                                                          du changement global.        pluridisciplinaire sur les mécanismes biophysiques, techniques et
                                                                                          Elle évolue rapidement       sociaux avec une triple mission :
                                                                                          sous l'effet de fortes        identifier et analyser les verrous scientifiques à la prévision
                                                                                          pressions climatiques et     de l’évolution des processus bio-hydro-géo-chimiques sous les
                                                                                          anthropiques alors que       contraintes anthropiques et climatiques actuelles et futures ;
                                                                                          les ressources produites      déterminer et lever les verrous scientifiques et techniques
                                                                                          ne suffisent déjà plus aux   permettant une gestion raisonnée des systèmes étudiés ;
                                                                                          besoins des populations.      transmettre les connaissances acquises aux décideurs et aux
                                                                                                                       gestionnaires privés et publics.
                                                                                          L’actuelle exploitation
                                                                                          intense des                  Actuellement soutenu financièrement par l’Irstea, le CNRS-INSU,
                                                                                          ressources accroît les       l’Inra et l’IRD, le programme SICMED est fondé sur un vaste
                                                                              © R. Calvez vulnérabilités sociales et   partenariat multilatéral impliquant des institutions scientifiques et
                                              environnementales et induit des tensions fortes sur les cycles           des acteurs représentatifs des pays riverains de la Méditerranée,
                                              hydrologiques et biogéochimiques. Les situations critiques et            mais aussi des autres pays impliqués dans la recherche et le
                                              les conflits d’usages se multiplient. La recherche de nouveaux           développement de l'espace méditerranéen.
                                              modes de développement durable passe par une connaissance
                                              plus approfondie des facteurs de dégradation, de résilience, de          Contacts : Christian Leduc, christian.leduc@ird.fr
                                              flexibilité et de réhabilitation des anthropo-écosystèmes (AES).         Jean-Claude Menaut, jean-claude.menaut@cesbio.cnes.fr
                                                                                                                       Marc Voltz, marc.voltz@supagro.inra.fr
                                              Dans ce contexte, le programme SICMED « Surfaces et                      & Maxime Thibon, maxime.thibon@ird.fr
                                              Interfaces Continentales en MEDiterranée » mène des activités
                                              de recherche, de formation et de transfert dédiées à la                  Pour plus d’informations sur SICMED : www.sicmed.net
                                                                                                                       Pour plus d’informations sur Mistrals : www.mistrals-home.org
                                              compréhension de l’évolution des AES méditerranéens ruraux et
                                              périurbains sous la pression du changement global.


                                                   Autres équipes
                                              concernées par ce thème
                                                        UMR ESPACE-DEV
                                                   Espace pour le développement                 Transferts de masse                                  les changements
                                                                                                                                                    environnementaux et climatiques à
                                                          (IRD, UM2, UAG, UR)
                                                             60 scientifiques
                                                                                                et d’énergie dans les                               fort impact anthropique (évolution
                                                     Directeur : Frédéric Huynh                 aquifères poreux,                                   du trait de côte et intrusions salées
                                                       frederic.huynh@ird.fr                                                                        littorales).
                                                         www.espace-dev.fr                      fracturés et karstiques
                                                           Présentation page 47
                                                                                                                                                    L’unité comprend cinq équipes
                                                              UMR G-EAU                         L’UMR GM : Géosciences Montpellier                  pluridisciplinaires organisées autour
                                                  Gestion de l’Eau, Acteurs, Usages             (CNRS, UM2) développe une approche                  de trois axes scientifiques :
                                                   (AgroParisTech, Irstea, Ciheam-IAMM,         globale de la dynamique terrestre                    Géodynamique (équipes
                                                     Cirad, IRD, Montpellier SupAgro)           et de ses manifestations de surface,                « Dynamique de la lithosphère »
                                                              75 scientifiques
                                                                                                prenant en compte les couplages                     et « Manteau & Interfaces ») ;
                                                      Directeur : Patrice Garin
                                                       patrice.garin@irstea.fr                  entre les différentes enveloppes, dont               Réservoirs (équipes « Bassins »
                                                             www.g-eau.net                      l’hydrosphère. L’objectif est d’améliorer            et « Transferts en milieux poreux ») ;
                                                           Présentation page 40                la compréhension des processus                       Risques (équipe « Risques »).
                                                                UMR ITAP                        dynamiques (sensu lato) aux différentes
                                                 Information - Technologie - Analyse            échelles, en interaction avec des                   Les thèmes de recherche sur
                                               environnementale - Procédés agricoles            attentes sociétales telles que :                    l’eau sont portés par les équipes
                                                       (Irstea, Montpellier SupAgro)             l’approvisionnement en ressources                 « Transferts en milieux poreux »
                                                              40 scientifiques                  non énergétiques (minérales et                      et « Risques ». Ils concernent la
Ressources en eau : préservation et gestion




                                                        Directeur :Tewfik Sari                  hydriques) ;                                        caractérisation et la modélisation
                                                         tewfik.sari@irstea.fr                   les choix énergétiques pour                       des transferts de masse et d’énergie
                                                           www.irtsea.fr/itap
                                                           Présentation page 28
                                                                                                l’avenir, qu’il s’agisse de prolonger les           dans les aquifères poreux, fracturés
                                                                                                réserves carbonées ou de développer                 et karstiques. Les principaux défis
                                                              UMR TETIS                         de nouvelles filières énergétiques                  scientifiques sont liés à la mesure
                                              Territoires, Environnement,Télédétection
                                                                                                (hydrogène naturel, géothermie…) ;                  de ces transferts in situ et à la prise
                                                        et Information Spatiale
                                                        (AgroParisTech, Cirad, Irstea)
                                                                                                 le stockage et le confinement des                 en compte des hétérogénéités qui
                                                              70 scientifiques                  déchets (aval du cycle nucléaire, CO2,              les contrôlent à toutes les échelles.
                                                  Directeur : Jean-Philippe Tonneau             déchets miniers…) ;                                 Ils intègrent quatre axes de R&D
                                                    jean-philippe.tonneau@cirad.fr               les risques naturels (tremblements                portant sur le développement (1)
10
                                                      http://tetis.teledetection.fr             de terre, tsunamis, risques gravitaires,            de sites instrumentés (Majorque,
                                                           Présentation page 46                inondations…) ;                                     Maguelone, Roussillon, Larzac,
Lodève) dédiés autant à l’observation        sur le pourtour méditerranéen.                           méditerranéen (Afrique du Nord,
              qu’à l’expérimentation,                      GM est membre de l’Observatoire                          Moyen-Orient) et ouvert vers la
              (2) d’appareillages permettant des           de Recherche Méditerranéen de                            plupart des continents (Taïwan,
              expériences dynamiques contrôlées,           l’Environnement (OREME) et                               Japon, Inde, Australie, Nouvelle-
              (3) de systèmes de mesures et de             en charge de plusieurs tâches                            Zélande, Iran, Brésil, Mexique,
              surveillance hydrogéophysiques               d’observation (SO-LTC, GPST2,                            États-Unis). GM collabore aussi
              aussi bien en surface qu’en forage,          GEK, Hydro-géophysique en                                avec le monde socioéconomique,
              et (4) d’outils numériques originaux         Forage). L’unité est impliquée                           notamment via la création
              permettant d’intégrer des données            dans le grand plateau technique                          d’entreprises par des doctorants
              obtenues à différentes échelles. Ces         régional « Analyse des Éléments en                       et le financement de contrats de
              travaux sont réalisés dans le cadre          Trace dans l’Environnement » et                          recherche et de thèses. Citons le
              de plusieurs projets de l’Agence             héberge certains équipements des                         Cluster Géosciences lancé en 2011
              Nationale de la Recherche (MOHINI,           plateformes nationales de l’Institut                     qui réunit les principaux acteurs en
              GRAIN D'SEL, LINE, COLINER,                  National des Sciences de l'Univers                       Région dans le secteur de l’entreprise
              HYDROKARST-G2) et le SOERE                   « Gravimétrie » et « Expérimentation »                   (Geoter, Cenote, imaGeau,
              H+ (Systèmes d’Observation et                (Gravimètre absolu et MEB-EBSD).                         Schlumberger, Fugro, Antea, Areva,
              d'Expérimentation au long terme                                                                       Lafarge) et ceux de la recherche et
              pour la Recherche en Environnement           GM est au cœur d’un vaste réseau                         de la formation (GM, BRGM, EMA,
              dans le domaine de l’hydrogéologie).         de coopération nationale et                              CEFREM, HSM). Bon nombre de ces
              GM est en charge de plusieurs                internationale, à la fois européen                       acteurs travaillent dans le domaine
              sites expérimentaux du SOERE H+              (réseaux Marie-Curie, FP7),                              de l’eau. •••




              >Changements globaux et ressources en eau


              OMERE : Observatoire Méditerranéen
              de l’Environnement Rural et de l’Eau
                                                      L'observatoire OMERE s'inscrit dans le contexte de l’étude des changements globaux
                                                      affectant les hydrosystèmes/agrosystèmes méditerranéens. Il est centré sur un contexte
                                                      hydrologique intermédiaire entre milieux arides et tempérés soumis à une gamme étendue
                                                      de processus hydrologiques allant des phénomènes de sécheresse intenses aux crues
                                                      extrêmes et sur un contexte social et humain qui subit actuellement des évolutions
                                                      considérables (intensification des productions agricoles dans les terroirs favorables, déprises
                                                      dans les terroirs non intensifiables, augmentation des captages, aménagements hydro-
                                                      agricoles ou de conservation du milieu) liées notamment à un accroissement rapide de la
                                                      densité de population. Les différents scénarios sur le changement climatique élaborés par le
                                                      Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat prévoient d'importantes
                                                      modifications pluviométriques à ces latitudes : raréfaction des précipitations d’hiver,
                                                      augmentation des pluies extrêmes…

                                                      Dans ce contexte méditerranéen particulier, l’observatoire acquiert depuis deux décennies
                                                      des chroniques climatiques, hydrologiques, de flux de sédiments et de solutés, sur deux
                                                      bassins versants différenciés du point du vue des sols, des aménagements hydro-agricoles,
                                                      des pratiques culturales et de leur dynamique d'évolution : Roujan (France, principalement
                                                      viticulture) et Kamech (Tunisie, polyculture-élevage). L’observatoire vise à i) comprendre
                                                      l'impact des activités agricoles sur les flux de masse dans les bassins versants élémentaires
                                                      méditerranéens (régimes et bilans hydrologiques, allocation des ressources en eau,
                                                      dynamiques d'érosion, évolution de la qualité des eaux) ; ii) évaluer les intensités et
                                                      vitesses d'évolution quantitative et qualitative des ressources en eau et en sol en fonction
                                                      de changements d'utilisation des terres ; iii) appuyer le développement d'approches
                                                                                                                                                             Ressources en eau : préservation et gestion




                                                      de modélisation des flux en milieu cultivé en associant étroitement observations et
                                                      modélisation ; iv) fournir des bases scientifiques, des références et des outils de diagnostic
                                                      à l'ingénierie agri-environnementale des paysages cultivés. L'UMR HSM, l'Institut National
© M. Soulié               Instrumentation du site    d'Agronomie de Tunis, l'Institut National de Génie Rural, des Eaux et Forêts tunisien et
                         de Roujan dans le cadre de   l'UMR LISAH sont les quatre partenaires en charge du pilotage et de la gestion d'OMERE.
                             l'observatoire OMERE.    L'observatoire appartient au réseau français des bassins versants*.

                                                      Contacts : Patrick Andrieux, patrick.andrieux@supagro.inra.fr
                                                      & Damien Raclot, damien.raclot@ird.fr

                                                      Pour plus d’informations sur OMERE : www.umr-lisah.fr/omere                                                   11
                                                      * http://rnbv.ipgp.fr
La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation
                                              >Changements globaux et ressources en eau


                                              La plateforme OpenFLUID : modélisation et
                                              simulation du fonctionnement spatialisé des paysages cultivés
                                               Le fonctionnement spatio-temporel des paysages cultivés résulte
                                               d'interactions complexes entre des processus biophysiques et les activités
                                               humaines. La modélisation du fonctionnement de tels systèmes et la
                                               simulation de leurs évolutions sous l'impact de changements climatiques
                                               et de pressions anthropiques (pollutions, aménagements, changements
                                               d'occupation des sols…) nécessitent une prise en compte explicite de                                                                                 re
                                               l'ensemble de ces interactions et donc le couplage de nombreux processus/                                                                     .   Fab
                                                                                                                                                                                         J.C
                                                                                                                                                                                     ©
                                               phénomènes distribués dans l'espace étudié. Afin de mettre en œuvre de
                                               telles modélisations et exécuter les simulations basées sur ces modèles
                                               couplés, l’UMR LISAH a développé un outil logiciel avancé et générique.                      Simulation de hauteur d’eau dans le réseau
                                                                                                                                            hydrographique du bassin versant de Roujan
                                               Ainsi, la plateforme OpenFLUID offre un environnement logiciel pour la                          par le modèle MHYDAS sous OpenFLUID.
                                               modélisation et la simulation du fonctionnement spatialisé des paysages
                                               cultivés, depuis le développement de modèles jusqu'à leur mise en œuvre lors de simulations. Ces modèles sont développés sous la
                                               forme de plugins logiciels pour OpenFLUID. Ils peuvent ensuite être mobilisés pour créer des modèles couplés, adaptés (i) au contexte
                                               de modélisation, (ii) aux objectifs de simulation et (iii) aux données disponibles. Les simulations s'appuient sur des représentations
                                               numériques des paysages étudiés qui tiennent compte explicitement des géométries et des propriétés des éléments réels des paysages.
                                               OpenFLUID a été utilisé dans le cadre de nombreux projets et thèses. Il a été appliqué en milieu méditerranéen, ou encore tropical,
                                               pour la modélisation de flux d'eau et de polluants, de l'érosion, notamment sous l'impact des pratiques agricoles. OpenFLUID est
                                               également le support logiciel pour le développement et la mise en œuvre du modèle MHYDAS (Modélisation Hydrologique Distribuée
                                               des AgroSystèmes) permettant, entre autres, la représentation numérique de bassins versants cultivés et la simulation de flux d'eau et de
                                               polluants. OpenFLUID dispose d'une interface graphique utilisateur, et peut également être utilisé en ligne de commande (sur un cluster
                                               de calcul par exemple). Il est disponible sous licence libre et open-source, téléchargeable sur le site Internet d’OpenFLUID*.

                                               Contacts : Jean-Christophe Fabre, fabrejc@supagro.inra.fr & Roger Moussa, moussa@supagro.inra.fr
                                               * www.umr-lisah.fr/openfluid


                                              Analyse du cycle                               écologique des eaux et des effluents ;         (HPLC/MS/MS, GC/MS/MS,
                                                                                             le développement de procédés et                ICP extracteurs…) ainsi qu’une
                                                                                                                                               ,
                                              hydrologique pour la                           de combinaisons de couplages de                halle d’essais permettant les
                                              recherche, les activités                       procédés pour le traitement des eaux           expérimentations à l’échelle pilote
                                              économiques et                                 et des effluents ; la gestion intégrée         semi-industrielle. Ces équipements
                                                                                             de flux polluants (milieux industriels,        sont ouverts aux équipes
                                              industrielles                                  ressources en eau) selon une approche          académiques et industrielles dans le
                                                                                             de type « écologie territoriale » ; la         cadre des plateformes technologiques
                                              L’UPR LGEI : Laboratoire de Génie de           géomatique et l’intelligence collective        régionales, dont Ecotech LR
                                              l’Environnement Industriel est l’un            pour l’aide à la décision. Ces différents      (Eco-technologies pour les Agro-
                                              des trois laboratoires propres à l’École       niveaux d’analyse du cycle de l’eau            Bioprocédés).
                                              des Mines d’Alès (EMA), avec un statut         permettent de répondre aux questions
                                              d’Établissement public national à              posées non seulement au niveau de              Par ailleurs, le suivi hydrométrique
                                              caractère administratif, dépendant             la recherche, mais aussi au niveau de          de bassins versants expérimentaux
                                              du ministère délégué à l’Industrie.            l’activité économique et industrielle.         représente une action de recherche
                                              Sa recherche pluridisciplinaire                                                               fondamentale pour la compréhension
                                              couvre un large champ d’application            Le LGEI fait partie de l’Institut Carnot       des processus à l’origine des crues
                                              en s’appuyant sur des disciplines              M.I.N.E.S. dont la labellisation a             à cinétique rapide. Ce travail a été
                                              complémentaires telles que : génie             été reconduite, montrant la place              engagé depuis 2001 en collaboration
                                              des procédés, chimie analytique                privilégiée des relations du LGEI              avec les UMR ESPACE-DEV, HSM
                                              et métrologie, microbiologie,                  avec le secteur économique. Le                 et TETIS. Plusieurs bassins versants
                                              biologie moléculaire, hydrologie,              Laboratoire est engagé dans les                expérimentaux cévenols sont
                                              hydrogéologie, géomatique, méthodes            pôles de compétitivité Eau, Trimatec,          actuellement suivis, et la diversité des
Ressources en eau : préservation et gestion




                                              géostatistiques, informatique et               Risques et vulnérabilité des territoires       dispositifs expérimentaux permet de
                                              modélisation, outils de simulation et          et Eurobiomed. Il entretient des               développer des travaux sur l’imagerie
                                              aide à la décision.                            collaborations académiques et                  appliquée au calcul des vitesses
                                                                                             industrielles suivies au niveau national       et des débits des cours d’eau mais
                                              Le domaine de l’eau est abordé selon           et international, ayant participé à            également sur les dispositifs low cost
                                              plusieurs perspectives : la maîtrise           plusieurs projets européens et ayant           pour poursuivre et affiner l’analyse
                                              des impacts catastrophiques pour un            assuré la coordination de deux d’entre         hydrométrique distribuée.
                                              territoire résilient ; la compréhension        eux*.
                                              et la spatialisation de processus                                                             * SWIFT : Screening Methods for Water Data
                                                                                                                                            Information in Support of the Implementation
                                              hydrologiques au niveau des                    Les équipements qui caractérisent              of the WFD. KNAPPE: Knowledge and Need
12
                                              bassins versants (modélisation) ; le           un laboratoire de chimie                       Assessment on Pharmaceutical Products in
                                              diagnostic de la qualité chimique et           environnementale sont présents                 Environmental waters
 Traçage artificiel pour
la caractérisation des
transferts et l’évaluation
de la vulnérabilité de
l’hydrosystème du Lez.                                                                                                   © V. Leonardi



Observer pour                              hydrosystèmes de l’échelle du bassin      limites de l’anthroposystème, qui
                                           versant à celui du forage in situ :       nécessitent eux-mêmes la conception
comprendre la                               Observation géodésique,                 de simulations complexes :
dynamique des                              gravimétrique, géophysique/               modélisation de la ressource, et
                                           hydrogéophysique systématique en          modélisation en temps réel de son
ressources en eau                          forage à toutes les échelles ;            usage et de ses effets immédiats.
et aider à leur gestion                     Système d'observation multi-échelle     Agissant au cœur de ce processus
                                           de la dynamique des crues et de           de compréhension, la donnée,
L’UMS OREME : Observatoire                 l'hydrodynamique souterraine des          qu’elle soit recueillie, calculée ou
de Recherche Méditerranéen de              systèmes fracturés et karstiques ;        associée aux usages, doit être traitée
l’Environnement (CNRS, IRD, UM2)            Système d'observation de la             dans le continuum ‘acquisition-
est un observatoire des Sciences de        pollution et de l'adaptabilité            raffinement-traitement-décision’.
l’univers (OSU) dédié à l’étude des        biologique en aval des anciens sites      Grâce à son réseau de partenariat
aléas et de la vulnérabilité des milieux   miniers ;                                 et à son expertise, l’observatoire
méditerranéens. L’Observatoire se           Suivi du littoral languedocien,         intervient à différents moments de ce
focalise sur les risques naturels,         interface entre bassin versant et         continuum, notamment l’acquisition
les ressources et l’impact des             espace marin.                             (gestion de réseaux de capteurs),
changements globaux et anthropiques                                                  le stockage, le partage (gestion des
sur l’espace méditerranéen vivant          Ces systèmes d’observation, dont          normes et standards d’interrogation,
et inerte, pour y découvrir les            la plupart appartiennent à des            gestion des métadonnées, web
mécanismes de réponse de ces               réseaux français et internationaux,       services…) et l’aide à la décision
systèmes aux forçages naturels et          renseignent sur la dynamique de la        (détection de changements, fusion
anthropiques.                              ressource en eau notamment dans les       d’informations, raisonnement,
                                           aquifères karstiques, et permettent       interactions utilisateurs, visualisation,
Sa mission consiste à récolter, intégrer   également de suivre la quantité et la     aide à la décision, recommandation,
et partager les données observées          qualité de la ressource en aval des       prédiction, temps réel).
sur le long terme pour comprendre          aquifères. Les méthodes géophysiques
l’évolution des ressources et des          permettent de suivre les mouvements       La gestion de la ressource en eau doit
milieux. Ces données sont aussi            de l’eau dans le sous-sol, et de relier   permettre d’éviter les crises et de les
des éléments indispensables à la           l’alimentation des aquifères avec leur    gérer lorsque celles-ci surviennent. Il
constitution de modèles explicatifs et     décharge pour comprendre le cycle         faut donc que la modélisation de la
prédictifs.                                hydrologique et l’analyser aussi bien     ressource permette une projection,
                                           en termes de quantité de la ressource     et que celle-ci soit proche du temps
                                                                                                                                         Ressources en eau : préservation et gestion




Il mène ses actions en forte               que de risque hydrologique, par           réel, afin de permettre l’analyse du
interaction avec des partenaires           exemple de décharge soudaine.             risque et la prise des décisions d’usage
publics (laboratoires des sciences                                                   nécessaires en temps réel. Le passage
de l’univers et de l’écologie mais         La quantité et la qualité de la           à des modèles opérationnels d’aide à
aussi des sciences de l’information,       ressource disponible à chaque             la décision est donc nécessaire. Ceci
collectivités territoriales, agences de    lieu de son utilisation sont le fruit     implique que des simulations « de
l’État) et privés (notamment IBM).         d’un système complexe qui associe         base » appuyées sur des données
                                           la modélisation du stockage, de           fiables soient déjà réalisées lorsque
Dans le domaine de l’eau,                  l’écoulement, des couplages physico-      celles-ci sont lourdes, de façon à éviter
l’observatoire développe avec les          biochimiques ayant lieu dans les          d’avoir à réaliser des modélisations
laboratoires concernés plusieurs           divers compartiments… Ces forçages        complètes chronophages. •••                          13
systèmes d’observation des                 sont autant de conditions aux
La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation




 Situation de hautes
eaux à la source de
Fontaine du Vaucluse.                                                                                                                                              © UMR EMMAH




                                              Environnement                                Enfin, au sein de l’axe 5, l’UMR EMMAH     moléculaire de l’Inra d’Avignon. Elle
                                                                                           s’intéresse aux questions soulevées par    dispose d’équipements permettant
                                              méditerranéen et                             des techniques alternatives d’irrigation   la prospection géophysique de la
                                              modélisation des                             telles que l’utilisation des eaux issues   subsurface (tomographie électrique).
                                                                                           de station d’épuration et cherche à        Les chercheurs développent
                                              agro-hydrosystèmes                           quantifier les risques associés à la       des modèles mécanistes de
                                                                                           présence de pathogènes humains dans        fonctionnement des hydrosystèmes,
                                              La région méditerranéenne constitue          ces eaux usées.                            d’une part en intégrant et spatialisant
                                              un terrain d’étude privilégié pour                                                      les modèles élémentaires associés
                                              les recherches de l’UMR EMMAH :              Leurs travaux s’appuient sur               aux différents processus, d’autre
                                              Environnement Méditerranéen et               l’utilisation de données de                part en développant de nouvelles
                                              Modélisation des Agro-Hydrosystèmes          télédétection et de géophysique,           approches de modélisation prenant
                                              (Inra Avignon, UAPV) portant sur             l’observation intensive de sites           en considération les hétérogénéités du
                                              l’analyse de l’impact des changements        instrumentés, de mesures en                milieu et des processus à différentes
                                              globaux sur la ressource hydrique,           laboratoire et de développements           échelles.
                                              la production agricole et leurs              méthodologiques pour mieux
                                              interactions à l’échelle du territoire (du   comprendre et modéliser le                 Les compétences disciplinaires
                                              paysage au bassin de production et de        fonctionnement des écosystèmes             et les techniques mises en
                                              l’aquifère).                                 méditerranéens. L’unité a mis en           œuvre concernent l’hydrologie,
                                                                                           place un suivi de sites observatoires      l’hydrogéologie, la géochimie et la
                                              Ces recherches sont structurées              représentatifs de différents contextes     microbiologie des sols et des eaux,
                                              selon cinq axes pluridisciplinaires.         hydrogéologiques et agronomiques           l’agronomie, la télédétection et la
                                              L’axe 1 vise à quantifier les impacts        (région Crau-Camargue, aquifère            géophysique, les mathématiques
                                              des changements globaux sur les              karstique de Fontaine de Vaucluse,         appliquées, la physique des ondes
                                              interactions entre les processus             zone périurbaine d’Avignon), ainsi         dans les milieux poreux, la simulation
                                              biophysiques de surface (production          que deux sites ateliers dédiés à           numérique et le calcul parallèle, le
                                              agricole, cycle de l’eau) et les             l’étude des flux hydriques vers            traitement du signal.
                                              ressources hydriques, en particulier         l’atmosphère et vers la nappe. Elle
                                              souterraines. L’objectif de l’axe 2          dispose de laboratoires de mesures         Les partenaires scientifiques
                                              est d’identifier les évolutions des          biologiques (biomasse, indice              de l’UMR sont issus du monde
                                              paysages et leurs déterminants à             foliaire, teneur en chlorophylle…),        académique français (Institut
Ressources en eau : préservation et gestion




                                              partir d’une analyse rétrospective           d’analyses chimiques des eaux et des       National de la Recherche
                                              portant sur plusieurs décennies.             sols (chimie organique et minérale)        Agronomique, Commissariat
                                              L’enjeu de l’axe 3 est d’appréhender         ainsi que d’analyses isotopiques           à l’énergie atomique et aux
                                              les modifications qu’induisent des           des eaux (H3, C14, rapport C13/C12         énergies alternatives, universités,
                                              événements climatiques extrêmes              du carbone dissout) et de mesures          Centre National de la Recherche
                                              (de type sécheresse/canicule)                des propriétés hydrodynamiques             Scientifique…), ou international
                                              sur le fonctionnement des agro-              des sols. Elle bénéficie d’un accès        (Tunisie : École Nationale
                                              écosystèmes. Les objectifs de l’axe 4        privilégié au laboratoire souterrain       d’Ingénieurs de Sfax ; Espagne :
                                              sont de comprendre et de modéliser           à bas bruits de Rustrel (Vaucluse)         Institute for Sustainable Agriculture,
                                              les impacts de pluies intenses sur           au sein du massif karstique de             université de Valence ; Pays-
14
                                              le fonctionnement hydrologique et            Fontaine de Vaucluse ainsi que d’un        Bas : Dutch National Aerospace
                                              hydrochimique du système sol-nappe.          accès au laboratoire de biologie           Laboratory, University of Twente ;
États-Unis : universités du Maryland                   Ses objectifs spécifiques sont de :                              Les principales actions du LISAH
et de Boston…). L’unité développe                       développer les connaissances sur                               concernent l’étude des impacts
également des partenariats avec                        l’érosion, les transferts d’eau et de                            de l’agriculture en viticulture
les organismes institutionnels ou                      matière et le devenir de substances                              languedocienne et bananeraie antillaise
gestionnaires français (Agence de                      polluantes (pesticides) dans les sols et                         sur la pollution des sols et des eaux par
l'Eau Rhône - Méditerranée - Corse,                    les bassins versants ruraux en relation                          les produits phytosanitaires, l’analyse
syndicats d’irrigants et d’agriculteurs,               avec leur organisation spatiale et leur                          du cycle hydrologique du système
syndicats mixtes pour la gestion des                   évolution temporelle ;                                           « sol-cultures » à l’échelle des bassins
ressources hydriques souterraines)                      élaborer des outils permettant de                              versants élémentaires (quelques km²) et
ainsi qu’avec des partenaires privés                   diagnostiquer et prévenir les risques                            ressources (quelques centaines de km²)
(Véolia, Suez Environnement,                           induits par les activités humaines                               méditerranéens, le développement de
bureaux d’études…).                                    (milieux cultivés) sur les régimes                               méthodes de cartographie numérique
                                                       hydrologiques et l’évolution des                                 des sols et de systèmes d’information
À la croisée des                                       ressources en eau et en sols ;                                   pédologique, l’analyse du déterminisme
                                                        contribuer à la définition de                                  et des processus d’érosion des sols et du
sciences du sol,                                       nouveaux modes de gestion durable                                transfert de sédiments dans les bassins
hydrologie, agronomie :                                de l’espace rural ;                                              versants, ainsi que l’étude de l’influence
                                                        former des étudiants aux                                       des aménagements hydrauliques
le fonctionnement des                                  concepts et aux outils d’analyse et                              (fossés, banquettes, lacs collinaires) sur
paysages cultivés                                      de modélisation de l’organisation                                le fonctionnement hydrologique des
                                                       spatiale et de l’hydrologie des milieux                          sols et bassins versants cultivés.
L’UMR LISAH : Laboratoire d’étude                      cultivés.
des Interactions Sol-Agrosystème-                                                                                       La démarche scientifique du LISAH
Hydrosystème (Inra, IRD, Montpellier                   Le laboratoire regroupe des                                      repose à la fois sur des études et
SupAgro) a pour thématique                             compétences en science du                                        expérimentations hydrologiques
centrale de recherche l’étude du                       sol, hydrologie, agronomie et                                    de terrain, sur des recherches
fonctionnement des paysages cultivés,                  spatialisation. Il est structuré autour                          méthodologiques pour l’acquisition et
qui résulte des interactions entre                     de trois équipes de recherche :                                  le traitement des données spatialisées
(i) le sol, support du paysage, (ii)                    Eau et polluants en bassins versants                           concernant le sol et le paysage et sur
l’agrosystème, source de forçages                      cultivés ;                                                       le développement d’approches de
et de modification de la géométrie                      Érosion et transport solide en                                 modélisation hydrologique distribuée
du paysage et (iii) l’hydrosystème,                    bassins versants cultivés ;                                      permettant de représenter les
générateur de transferts d’eau et                       Structure spatiale et dynamique des                            hétérogénéités spécifiques des paysages
d’éléments.                                            sols et des paysages cultivés.                                   ruraux. •••



> F o n c t i o n n e m e n t d e s aqu i f è r e s c o m p l e x e s


Les aquifères des régions de socle :
une ressource en eau à gérer
                                                                                                       Forage d'exploitation
Les roches de socle (granites, schistes, gneiss, etc.) occupent
des surfaces importantes tant à l’échelle du globe qu’en Europe
ou en France. Leurs ressources en eau souterraine participent                                                                                             Altérites         Milieu poreux
significativement au développement rural et économique des
régions concernées, en particulier dans les pays émergents en
                                                                           Aquifère saturé




contexte aride ou semi-aride où le recours aux eaux de surface
est limité.                                                                                                                                                                 Milieu fissuré


L’UPR EAU/NRE (Nouvelles Ressources et Économie) du                                                                                          Socle fissuré et altéré

BRGM contribue au développement des connaissances sur                                                                                        Socle sain
                                                                                                                                                                         Milieu discontinu
la genèse, la géométrie, les propriétés hydrauliques et le                                                                                   0            25 m            peu perméable
                                                                                               Modèle conceptuel stratiforme
fonctionnement des aquifères de socle. Celles-ci ont fait des                                 de la structure et des propriétés
progrès très significatifs. Il a en particulier été démontré que                              hydrogéologiques des aquifères de socle.
les processus d’altération climatique jouent un rôle important                                                                                         © J.C. Maréchal
                                                                                                                                                                               Ressources en eau : préservation et gestion




pour leurs propriétés aquifères avec le développement de profils
d’altération comprenant, de haut en bas (cf. figure ci-contre) : des                         régionalisation des paramètres hydrodynamiques pour la
altérites meubles (arènes en milieu granitique) caractérisées                                modélisation. D’autres applications concernent des outils de
par une relativement faible perméabilité mais par des capacités                              gestion de la ressource en eau au niveau du bassin versant, qui
significatives de stockage des eaux souterraines ; un « horizon                              devient indispensable dans certains contextes d’exploitation
fissuré », stratiforme, de 50 à 100 mètres d’épaisseur, fortement                            intensive pour l’irrigation (en Inde par exemple). Elles incluent
influencé lui aussi par des processus d’altération et auquel                                 aussi les techniques et méthodes d’implantation des forages
l’aquifère de socle doit l’essentiel de sa perméabilité.                                     avec une amélioration du taux de succès en termes de débits
                                                                                             exploitables.
De ces concepts géologiques et hydrogéologiques découlent de
nombreuses applications pratiques. Il s’agit de la cartographie                              Contacts : Jean-Christophe Maréchal, jc.marechal@brgm.fr                           15
régionale des potentialités en eau souterraine et de la                                      & Benoît Dewandel, b.dewandel@brgm.fr
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Dossier thématique Agropolis International "Ressources en eau : préservation et gestion" février 2012

  • 2. AGROPOLIS international agriculture • alimentation • biodiversité • environnement Agropolis International Agropolis International est un campus dédié aux sciences « vertes ». associe les institutions de Il représente un potentiel de compétences scientifiques et techniques recherche et d’enseignement exceptionnel : plus de 2 200 cadres scientifiques répartis dans 80 unités supérieur de Montpellier et de recherche à Montpellier et en Languedoc-Roussillon, dont 300 du Languedoc-Roussillon, en scientifiques travaillant dans 60 pays. partenariat avec les collectivités territoriales, avec des sociétés La communauté scientifique Agropolis International est structurée et entreprises régionales, et en liaison avec des institutions en grands domaines thématiques correspondant aux grands enjeux internationales. scientifiques, technologiques et économiques du développement : • Biodiversité et écosystèmes terrestres ; Agropolis International • Biodiversité et écosystèmes aquatiques ; constitue un espace • Interaction hôte-parasites et maladies infectieuses ; international ouvert à tous • Ressources génétiques et biologie intégrative des plantes ; les acteurs du développement • Agronomie, plantes cultivées et systèmes de cultures, agro-écosystèmes ; économique et social dans les • Une filière emblématique : vigne et vin ; domaines liés à l’agriculture, • Production et santé animales ; à l’alimentation, à la • Alimentation, nutrition, santé ; biodiversité, à l’environnement et aux sociétés rurales. • Économie, sociétés et développement durable ; • Modélisation, information géographique, biostatistiques ; • Eau, ressources et gestion ; • Écotechnologies. Lieu de capitalisation et de valorisation des savoirs, espace de formation et de transfert technologique, plateforme d’accueil et d’échanges internationaux, la communauté scientifique Agropolis International développe des actions d’expertise collective et contribue à fournir des Ressources en eau : préservation et gestion éléments scientifiques et techniques qui permettent d’élaborer et de mettre place des politiques de développement. 2
  • 3. Compétences de recherche de Montpellier et du Languedoc- Ressources en eau Roussillon dans le domaine des ressources en eau préservation et gestion Sept ans après le premier dossier thématique d'Agropolis International consacré à « l’eau : ressources et gestion », une mise à jour s'imposait tant pour que les innombrables Introduction Page 4 visiteurs du site (environ 120 000 téléchargements du dossier versions française et anglaise confondues) disposent d'une information actualisée, que pour développer La ressource : identification, Page 6 la visibilité et témoigner des avancées de la communauté scientifique de l'eau en région fonctionnement, mobilisation Languedoc-Roussillon. Les lecteurs y trouveront également un Préservation et restauration Page 24 annuaire mis à jour des structures de la qualité de l'eau de recherche, de valorisation et d’enseignement supérieur. Gestion des ressources et des usages : Page 38 Ce dossier présente ainsi 18 unités de recherche de la région Languedoc- institutions, territoires et sociétés Roussillon et d’Avignon, regroupant plus de 800 scientifiques, dont tout ou partie des activités concernent le fonctionnement des Coopération internationale Page 54 hydrosystèmes, la qualité de l’eau et la gestion et partenariats de la ressource. Les unités centrées sur les milieux côtiers et lagunaires, absentes de ce dossier, sont présentées dans le dossier Thématiques couvertes Page 64 d’Agropolis International Ecosystèmes aquatiques (2007). par les équipes de recherche Ce dossier présente également 10 structures de coopération internationale ou de Les formations à Agropolis International Page 65 valorisation avec lesquelles la communauté dans le domaine de « l’Eau » scientifique régionale dans le domaine de l’eau entretient d’étroites relations. Liste des acronymes Page 70 Enfin, il recense 43 formations supérieures diplômantes en région Languedoc-Roussillon, et des abréviations de Bac+2 à Bac+8, dans lesquelles le thème de l'eau est abordé. La réédition de ce dossier en début d’année 2012 permet de démontrer le dynamisme de la recherche sur l’eau en région Languedoc- h D isponib in Englis le en Esp Roussillon à l’occasion du 6ème Forum Mondial Available is.org/publicatio ns www.agr opolis.o añol rg/es/pub opol licacione www.agr de l’Eau (12-17 mars 2012, Marseille) et du s salon international de l’eau hydrogaïa (6-8 juin 2012, Montpellier). C’est le premier dossier d’Agropolis International également disponible en version espagnole, en plus des versions française et anglaise. En couverture Parc national de "Chapada dos Veadeiros" dans le Cerrado brésilien V. Simonneaux © IRD Les informations contenues dans ce dossier sont valides au 01/01/2012.
  • 4. Introduction A u cours des dernières Dans ce domaine, il faut Association (IWRA) en 2010. Pour années, la communauté également saluer la mise en place le présent dossier, le premier enjeu scientifique régionale de trois chaires de recherche sera le 6e Forum Mondial de l'Eau a poursuivi sa structuration et et d'enseignement : « Sciences que la France accueille en mars 2012 consolidé sa cohésion au gré des des Membranes appliquées à à Marseille. nombreux projets de recherche l'Environnement » labélisée par (projets de l’Agence nationale de la l’Organisation des Nations Unies L'ambition de cet évènement recherche, internationaux, des 6e et pour l’éducation, la science est immense puisqu'il vise non 7e programmes cadres de l'Union et la culture (UNESCO), sur seulement un état des lieux des européenne, investissements le traitement de l’eau par des dernières avancées de la gestion d'avenir...) et d'enseignement procédés membranaires, « Eau de l'eau dans le Monde et des (mention de master « Eau », pour Tous » avec l'entreprise recommandations partagées mastères...) qu'elle a portés et Suez-Environnement pour le pour atteindre un développement souvent réussis. Une sélection de renforcement des capacités des durable, mais aussi la production de ces projets réalisée par les unités gestionnaires des services d'eau solutions aux nombreuses questions de recherche est présentée dans ce au Sud et dans les pays émergents, non résolues qui perdurent et aux document. « Analyse des risques liés aux nouveaux défis qui apparaissent. contaminants émergents en milieu Parmi ceux-ci, le rapprochement des aquatique » avec l'entreprise Veolia La communauté scientifique entreprises au travers de la création sur les contaminants organiques. régionale s'engage pour y apporter d'un pôle de compétitivité EAU à sa contribution. Ressources en eau : préservation et gestion vocation mondiale est certainement Les dossiers d'Agropolis le succès le plus emblématique. International ont aussi vocation Thierry Rieu (AgroParisTech, Ayant une mission de coordination à soutenir les projets de la Centre de Montpellier) des actions de l'ensemble des pôles communauté scientifique du « eau » nationaux et rayonnant à Languedoc-Roussillon. Pour partir des trois Régions Languedoc- le précédent dossier, ce fût Roussillon, Provence-Alpes-Côte l'organisation du XIIIe Congrès d'Azur et Midi-Pyrénées, son Mondial de l’Eau à Montpellier leadership est reconnu, offrant ainsi en septembre 2008, qui a ensuite des perspectives de coopération et facilité l'installation sur le campus 4 de développement à tous les acteurs de La Valette du bureau exécutif du secteur. de l'International Water Research
  • 5. Ressources en eau : préservation et gestion 5 P. Wagnon © IRD  Lac Sabai Tsho et glacier Sabai au Népal.
  • 6. © M. Soulié  Sources d'Anjar Bekaa (Liban). La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation Ressources en eau : préservation et gestion 6
  • 7. D ans son dernier rapport mondial sur les ressources en eau, l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO) employait déjà un ton pour le moins Il convient, pour cela, d’être en mesure de localiser, identifier, évaluer et mobiliser la ressource en eau. Ce sont des enjeux majeurs qui passent par l’analyse, la compréhension et la modélisation de l’ensemble alarmant. Il y était fait état, notamment, du fait « qu’en des processus du cycle de l’eau qu’il soit naturel ou dépit du caractère vital de l'eau, le secteur souffre d'un influencé par les activités humaines. manque chronique d'intérêt politique, d'une mauvaise gouvernance, et de sous-investissement » et qu’il est La communauté scientifique régionale dispose pour nécessaire « d’agir d'urgence pour éviter une crise cela des compétences qui lui permettent de se situer globale ». au meilleur niveau international afin d’apporter les réponses attendues par la société. À cette fin, en Et pourtant, les prélèvements annuels globaux par effet, elle a su développer des capacités d’observation rapport au volume d’eau facilement accessible et reconnues sur lesquelles appuyer ses travaux de « utilisable » sont évalués, aujourd’hui, à 3 800 milliards recherche : Observatoire des Sciences de l’Univers de m3 ; ce qui ne représente que 25 % des ressources (OSU) OREME, Observatoires de Recherches en utilisables. Mais cette relative abondance ne reflète pas Environnement (ORE) OMERE, AMMA-Catch, OHMCV les énormes disparités de la distribution géographique et H+, Système d’Observation « Karsts », etc. La de cette ressource vitale. Certaines régions sont, communauté a récemment été confortée dans son en effet, d’ores et déjà en état de stress hydrique rôle leader en termes de maîtrise de l’information (ressources inférieures à 500 m3 par an et par habitant) spatiale à vocation environnementale, par l’attribution lorsque d’autres ont à faire face à des catastrophes liées d’importantes subventions d’équipement au projet à la surabondance chronique des précipitations. Ces GEOSUD par le ministère français de la recherche. inégalités entrainent des difficultés nombreuses et de tous ordres. Les compétences des équipes régionales dans le domaine des eaux souterraines sont reconnues au Sur le plan démographique, par exemple, la croissance plus haut niveau depuis fort longtemps. En particulier de la population mondiale augmente les besoins en dans le domaine des karsts qui constituent un secteur eau de 64 milliards de m3 chaque année. Agriculture, privilégié de leurs travaux de recherche et qui se développement économique et production d’énergie révèle particulièrement stratégique sur le pourtour rendent indispensable une ressource toujours plus méditerranéen où ils renferment près de 60 % de la importante en fonction des choix stratégiques et des ressource en eau exploitée. engagements qui en dépendent. La diversité des travaux menés par la communauté Les désordres induits par le changement climatique ont régionale au regard des eaux de surface en fait aussi des conséquences sur le cycle hydrologique et, également une référence. Si la question fondamentale dans de nombreuses régions, les prévisions du Groupe de la transformation de la pluie en débit, et donc en d'Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat ressource disponible sous différentes formes (infiltrée, (GIEC) s'accordent sur des sécheresses plus longues ruisselée, stockée), est au cœur des préoccupations et/ou des inondations plus fréquentes. Ces désordres des hydrologues, nombre d’autres questions sont viendront renforcer la dégradation, déjà constatée, des également abordées. Parmi celles-ci l’utilisation de écosystèmes par ailleurs souvent surexploités en lien l’eau en milieu agricole est essentielle, a fortiori dans avec une pression anthropique sans cesse croissante. le contexte méditerranéen. La question des crues, abordée notamment sous l’angle des évènements Sur le plan sanitaire, on constate que, dans les pays en extrêmes (pluies et inondations dévastatrices), est développement, 80 % des maladies sont liées à l'eau, incontournable et rassemble en région un grand nombre conséquence d’un accès à une eau potable trop rare et de compétences complémentaires. à un criant manque d’infrastructures du fait d’un double déficit : financements et choix politico-stratégiques. D’autres approches, enfin, se tournent vers le Ce panorama de l’eau, somme toute inquiétant, doit futur et ambitionnent, à l’aide des scénarios Ressources en eau : préservation et gestion aussi, désormais, prendre en compte l’appropriation climatiques disponibles répondant à des hypothèses croissante des questions environnementales par environnementales, économiques et démographiques l’opinion publique ainsi que l’internationalisation et la variables, d’évaluer les ressources en eau. globalisation de la réflexion autour de la question de l’eau. « L’or bleu » s’impose peu à peu comme un des Comme on le voit, les compétences régionales sont enjeux les plus forts du XXIe siècle avec en arrière-plan nombreuses et variées. Elles sont pleinement mobilisées la menace des « guerres de l’eau ». pour faire face aux enjeux de demain concernant la gestion durable de la ressource en eau, vitale pour nos Dans un tel contexte, on conçoit aisément que, sociétés et pour chacun d’entre nous. avant même toute réflexion quant à la gestion et à la gouvernance de la ressource, il soit nécessaire Éric Servat (UMR HSM) 7 d’en assurer la maîtrise la plus complète possible.
  • 8. La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation Biogéochimie, Le laboratoire, pour lequel l’observation est une composante événements extrêmes, essentielle des travaux, est membre Les équipes principales eaux souterraines et cycle de l’Observatoire des Sciences de l’Univers (OSU) OREME (voir page 13). UPR EAU/NRE hydrologique en régions Il s’implique dans différents systèmes Eau : Nouvelles Ressources et Économie (BRGM) méditerranéennes et d’observation et observatoires de recherche en environnement 14 scientifiques tropicales (MEDYCISS, OHMCV, AMMA-CATCH, Directeur : Jean-Christophe Maréchal jc.marechal@brgm.fr OMERE) tout en étant leader dans le  Présentation page 16 L’UMR HSM : HydroSciences montage du système d’observation UMR EMMAH Montpellier (CNRS, IRD, UM1, Karst. Outre ses équipements en Environnement Méditerranéen UM2) est totalement investie dans chimie des eaux et microbiologie, et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes des recherches en sciences de l’eau il appuie ses recherches sur des (Inra, UAPV) qui couvrent un large éventail de dispositifs techniques importants : 40 scientifiques domaines allant de la biogéochimie le Grand plateau technique régional Directrice : Liliana Di Pietro aux événements extrêmes en passant « Analyse des éléments en trace dans liliana.dipietro@paca.inra.fr www.umr-emmah.fr par les eaux souterraines et l’étude l’environnement » et le Laboratoire  Présentation page 14 du cycle hydrologique. mutualisé d'analyse des isotopes stables de l'eau. UMR GM Géosciences Montpellier L’UMR HSM développe l’essentiel de (CNRS, UM2) son activité scientifique en régions L’un des points forts de l’UMR HSM 89 scientifiques méditerranéennes et tropicales. Elle est son rayonnement, qui se mesure Directeur : Jean-Louis Bodinier est organisée autour de quatre axes par son implication dans de nombreux bodinier@gm.univ-montp2.fr scientifiques : projets nationaux et internationaux, dirgm@gm.univ-montp2.fr  Biogéochimie, contaminants, santé ; par la reconnaissance de plusieurs de www.gm.univ-montp2.fr  Karsts et milieux hétérogènes :  Présentation page 10 ses thématiques au meilleur niveau hydrogéologie, hydraulique et international, et par un important UMR HSM transferts ; réseau de collaborations avec HydroSciences Montpellier  Climat, changements des laboratoires et institutions de (CNRS, IRD, UM1, UM2) 57 scientifiques environnementaux et modélisation de recherche dans de nombreuses régions Directeur : Éric Servat leurs impacts sur les ressources en eau ; du monde, au Nord comme au Sud. eric.servat@msem.univ-montp2.fr  Mécanismes du cycle www.hydrosciences.org hydrologique, transferts et L’UMR HSM travaille également avec  Présentation page 8 interactions surface-atmosphère. des partenaires publics (Direction UPR LGEI Régionale de l'Environnement, Laboratoire de Génie Quatre ateliers transversaux à Agence française de sécurité de l’Environnement Industriel vocation méthodologique complètent sanitaire de l'environnement et du (EMA) l’organisation du laboratoire : travail), des collectivités territoriales 45 scientifiques (a) Modélisation hydrodynamique (Communautés de communes ou Directeur : Miguel Lopez-Ferber miguel.lopez-ferber@mines-ales.fr et couplages ; (b) Traceurs dans d’agglomérations, syndicats mixtes www.mines-ales.fr/LGEI l’hydrosphère ; (c) Méthodes pour de bassin), des bureaux d’études et de  Présentation page 12 la modélisation : assimilation, nombreuses entreprises privées (SDEI, UMR LISAH spatialisation et sensibilité ; BioUV S.A., SOMEZ, etc.). Soucieuse Laboratoire d’étude des Interactions (d) Systèmes d’informations. de s’impliquer dans le domaine de Sol-Agrosystème-Hydrosystème la valorisation, l’Unité a déposé des (Inra, IRD, Montpellier SupAgro) HSM a une très forte implication brevets, en particulier dans le domaine 34 scientifiques dans le domaine de l’enseignement de la métrologie, et a développé des Directeur : Jérôme Molénat et de la formation par la recherche. logiciels « professionnels », notamment jerome.molenat@supagro.inra.fr Ressources en eau : préservation et gestion Les formations dans lesquelles le autour des bases de données. L’un www.umr-lisah.fr  Présentation page 15 laboratoire intervient sont attractives des domaines d’excellence d’HSM, pour les étudiants qui viennent de les contaminants organiques, fait UMS OREME l’ensemble du territoire français l’objet d’une Chaire de formation et Observatoire de Recherche Méditerranéen de l’Environnement et de l’étranger (notamment de recherche avec Veolia : « Analyse (CNRS, IRD, UM2) des pays du Sud) : Master EAU, des risques liés aux contaminants 3 scientifiques sensu stricto + 6 unités liées Master « Ingénierie de la santé », émergents en milieu aquatique ». Directeur : Nicolas Arnaud Polytech’Montpellier–Sciences et En outre, l’UMR est engagée dans nicolas.arnaud@gm.univ-montp2.fr technologies de l'eau. Outre ces le cadre du Pôle de compétitivité www.oreme.univ-montp2.fr formations, l’ensemble du personnel « Eau » à vocation mondiale, ainsi  Présentation page 13 8 de l’UMR s’implique du niveau que dans celui « Gestion des risques et ... suite page 10 Licence au Doctorat. vulnérabilité des territoires ». •••
  • 9.  Palmeraie de Tafilalet, Maroc. M .N. Favier © IRD © UMR HSM & Plan Bleu  Indice de stress hydrique dans le bassin méditerranéen. >Changements globaux et ressources en eau Faire face aux changements globaux en Méditerranée : quelles ressources en eau pour demain ? Le bassin méditerranéen est caractérisé par des ressources Un indicateur de stress hydrique a permis de mettre en évidence en eau limitées et inégalement réparties ainsi que par un les disparités régionales en termes de capacité à satisfaire les développement considérable des activités anthropiques. Les besoins en eau à différentes périodes dans le passé et le futur. projections hydro-climatiques suggèrent une diminution Des scénarios alternatifs comme l’amélioration de l’efficience progressive des écoulements annuels moyens dans cette des réseaux d’approvisionnement sont à l’essai pour évaluer région qui devrait s’accompagner de périodes de sécheresse l’efficacité de stratégies d’adaptation. L’équipe appréhende plus fréquentes et intenses. Par ailleurs, les demandes en eau également l’impact de ces changements sur les ressources en Ressources en eau : préservation et gestion ont doublé depuis les années 50 et devraient s’amplifier avec eau à des échelles plus locales. Des modélisations hydrologiques l’extension des surfaces irriguées et des zones urbaines. couplées aux usages sont ainsi mises en œuvre sur des bassins tels que l’Ebre (Espagne) ou l’Hérault (France). Ces recherches Au sein du laboratoire HSM, l’équipe RESCUE-Med développe s’appuient sur l’établissement de scénarios de changement des recherches sur l’évaluation prospective des ressources en climatique et d’évolution des demandes en eau adaptés à eau sous contrainte de scénarios climatiques et d’usages de ces échelles de travail. Elles visent à estimer les volumes et l’eau à différentes échelles en Méditerranée. Dans le cadre d’une la dynamique des écoulements en considérant les pressions thèse en cours en partenariat avec le Plan Bleu, une chaîne anthropiques (stockages, prélèvements, consommations, de modélisation régionale a ainsi été proposée afin d’analyser transferts…) afin de fournir des éléments d’aide à la décision aux la disponibilité future des ressources en eau en fonction des gestionnaires de la ressource. évolutions possibles du climat et des prélèvements en eau pour 9 les usages agricoles et domestiques. Contact : Denis Ruelland, denis.ruelland@univ-montp2.fr
  • 10. La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation >Changements globaux et ressources en eau SICMED : évolution des anthropo-écosystèmes méditerranéens La région Il est une des sept composantes du chantier méditerranéen  Paysage cultivé en Tunisie. méditerranéenne est Mistrals (Mediterranean Integrated STudies at Regional And Local l’un des points focaux Scales) et développe durant une décennie une recherche du changement global. pluridisciplinaire sur les mécanismes biophysiques, techniques et Elle évolue rapidement sociaux avec une triple mission : sous l'effet de fortes  identifier et analyser les verrous scientifiques à la prévision pressions climatiques et de l’évolution des processus bio-hydro-géo-chimiques sous les anthropiques alors que contraintes anthropiques et climatiques actuelles et futures ; les ressources produites  déterminer et lever les verrous scientifiques et techniques ne suffisent déjà plus aux permettant une gestion raisonnée des systèmes étudiés ; besoins des populations.  transmettre les connaissances acquises aux décideurs et aux gestionnaires privés et publics. L’actuelle exploitation intense des Actuellement soutenu financièrement par l’Irstea, le CNRS-INSU, ressources accroît les l’Inra et l’IRD, le programme SICMED est fondé sur un vaste © R. Calvez vulnérabilités sociales et partenariat multilatéral impliquant des institutions scientifiques et environnementales et induit des tensions fortes sur les cycles des acteurs représentatifs des pays riverains de la Méditerranée, hydrologiques et biogéochimiques. Les situations critiques et mais aussi des autres pays impliqués dans la recherche et le les conflits d’usages se multiplient. La recherche de nouveaux développement de l'espace méditerranéen. modes de développement durable passe par une connaissance plus approfondie des facteurs de dégradation, de résilience, de Contacts : Christian Leduc, christian.leduc@ird.fr flexibilité et de réhabilitation des anthropo-écosystèmes (AES). Jean-Claude Menaut, jean-claude.menaut@cesbio.cnes.fr Marc Voltz, marc.voltz@supagro.inra.fr Dans ce contexte, le programme SICMED « Surfaces et & Maxime Thibon, maxime.thibon@ird.fr Interfaces Continentales en MEDiterranée » mène des activités de recherche, de formation et de transfert dédiées à la Pour plus d’informations sur SICMED : www.sicmed.net Pour plus d’informations sur Mistrals : www.mistrals-home.org compréhension de l’évolution des AES méditerranéens ruraux et périurbains sous la pression du changement global. Autres équipes concernées par ce thème UMR ESPACE-DEV Espace pour le développement Transferts de masse  les changements environnementaux et climatiques à (IRD, UM2, UAG, UR) 60 scientifiques et d’énergie dans les fort impact anthropique (évolution Directeur : Frédéric Huynh aquifères poreux, du trait de côte et intrusions salées frederic.huynh@ird.fr littorales). www.espace-dev.fr fracturés et karstiques  Présentation page 47 L’unité comprend cinq équipes UMR G-EAU L’UMR GM : Géosciences Montpellier pluridisciplinaires organisées autour Gestion de l’Eau, Acteurs, Usages (CNRS, UM2) développe une approche de trois axes scientifiques : (AgroParisTech, Irstea, Ciheam-IAMM, globale de la dynamique terrestre  Géodynamique (équipes Cirad, IRD, Montpellier SupAgro) et de ses manifestations de surface, « Dynamique de la lithosphère » 75 scientifiques prenant en compte les couplages et « Manteau & Interfaces ») ; Directeur : Patrice Garin patrice.garin@irstea.fr entre les différentes enveloppes, dont  Réservoirs (équipes « Bassins » www.g-eau.net l’hydrosphère. L’objectif est d’améliorer et « Transferts en milieux poreux ») ;  Présentation page 40 la compréhension des processus  Risques (équipe « Risques »). UMR ITAP dynamiques (sensu lato) aux différentes Information - Technologie - Analyse échelles, en interaction avec des Les thèmes de recherche sur environnementale - Procédés agricoles attentes sociétales telles que : l’eau sont portés par les équipes (Irstea, Montpellier SupAgro)  l’approvisionnement en ressources « Transferts en milieux poreux » 40 scientifiques non énergétiques (minérales et et « Risques ». Ils concernent la Ressources en eau : préservation et gestion Directeur :Tewfik Sari hydriques) ; caractérisation et la modélisation tewfik.sari@irstea.fr  les choix énergétiques pour des transferts de masse et d’énergie www.irtsea.fr/itap  Présentation page 28 l’avenir, qu’il s’agisse de prolonger les dans les aquifères poreux, fracturés réserves carbonées ou de développer et karstiques. Les principaux défis UMR TETIS de nouvelles filières énergétiques scientifiques sont liés à la mesure Territoires, Environnement,Télédétection (hydrogène naturel, géothermie…) ; de ces transferts in situ et à la prise et Information Spatiale (AgroParisTech, Cirad, Irstea)  le stockage et le confinement des en compte des hétérogénéités qui 70 scientifiques déchets (aval du cycle nucléaire, CO2, les contrôlent à toutes les échelles. Directeur : Jean-Philippe Tonneau déchets miniers…) ; Ils intègrent quatre axes de R&D jean-philippe.tonneau@cirad.fr  les risques naturels (tremblements portant sur le développement (1) 10 http://tetis.teledetection.fr de terre, tsunamis, risques gravitaires, de sites instrumentés (Majorque,  Présentation page 46 inondations…) ; Maguelone, Roussillon, Larzac,
  • 11. Lodève) dédiés autant à l’observation sur le pourtour méditerranéen. méditerranéen (Afrique du Nord, qu’à l’expérimentation, GM est membre de l’Observatoire Moyen-Orient) et ouvert vers la (2) d’appareillages permettant des de Recherche Méditerranéen de plupart des continents (Taïwan, expériences dynamiques contrôlées, l’Environnement (OREME) et Japon, Inde, Australie, Nouvelle- (3) de systèmes de mesures et de en charge de plusieurs tâches Zélande, Iran, Brésil, Mexique, surveillance hydrogéophysiques d’observation (SO-LTC, GPST2, États-Unis). GM collabore aussi aussi bien en surface qu’en forage, GEK, Hydro-géophysique en avec le monde socioéconomique, et (4) d’outils numériques originaux Forage). L’unité est impliquée notamment via la création permettant d’intégrer des données dans le grand plateau technique d’entreprises par des doctorants obtenues à différentes échelles. Ces régional « Analyse des Éléments en et le financement de contrats de travaux sont réalisés dans le cadre Trace dans l’Environnement » et recherche et de thèses. Citons le de plusieurs projets de l’Agence héberge certains équipements des Cluster Géosciences lancé en 2011 Nationale de la Recherche (MOHINI, plateformes nationales de l’Institut qui réunit les principaux acteurs en GRAIN D'SEL, LINE, COLINER, National des Sciences de l'Univers Région dans le secteur de l’entreprise HYDROKARST-G2) et le SOERE « Gravimétrie » et « Expérimentation » (Geoter, Cenote, imaGeau, H+ (Systèmes d’Observation et (Gravimètre absolu et MEB-EBSD). Schlumberger, Fugro, Antea, Areva, d'Expérimentation au long terme Lafarge) et ceux de la recherche et pour la Recherche en Environnement GM est au cœur d’un vaste réseau de la formation (GM, BRGM, EMA, dans le domaine de l’hydrogéologie). de coopération nationale et CEFREM, HSM). Bon nombre de ces GM est en charge de plusieurs internationale, à la fois européen acteurs travaillent dans le domaine sites expérimentaux du SOERE H+ (réseaux Marie-Curie, FP7), de l’eau. ••• >Changements globaux et ressources en eau OMERE : Observatoire Méditerranéen de l’Environnement Rural et de l’Eau L'observatoire OMERE s'inscrit dans le contexte de l’étude des changements globaux affectant les hydrosystèmes/agrosystèmes méditerranéens. Il est centré sur un contexte hydrologique intermédiaire entre milieux arides et tempérés soumis à une gamme étendue de processus hydrologiques allant des phénomènes de sécheresse intenses aux crues extrêmes et sur un contexte social et humain qui subit actuellement des évolutions considérables (intensification des productions agricoles dans les terroirs favorables, déprises dans les terroirs non intensifiables, augmentation des captages, aménagements hydro- agricoles ou de conservation du milieu) liées notamment à un accroissement rapide de la densité de population. Les différents scénarios sur le changement climatique élaborés par le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat prévoient d'importantes modifications pluviométriques à ces latitudes : raréfaction des précipitations d’hiver, augmentation des pluies extrêmes… Dans ce contexte méditerranéen particulier, l’observatoire acquiert depuis deux décennies des chroniques climatiques, hydrologiques, de flux de sédiments et de solutés, sur deux bassins versants différenciés du point du vue des sols, des aménagements hydro-agricoles, des pratiques culturales et de leur dynamique d'évolution : Roujan (France, principalement viticulture) et Kamech (Tunisie, polyculture-élevage). L’observatoire vise à i) comprendre l'impact des activités agricoles sur les flux de masse dans les bassins versants élémentaires méditerranéens (régimes et bilans hydrologiques, allocation des ressources en eau, dynamiques d'érosion, évolution de la qualité des eaux) ; ii) évaluer les intensités et vitesses d'évolution quantitative et qualitative des ressources en eau et en sol en fonction de changements d'utilisation des terres ; iii) appuyer le développement d'approches Ressources en eau : préservation et gestion de modélisation des flux en milieu cultivé en associant étroitement observations et modélisation ; iv) fournir des bases scientifiques, des références et des outils de diagnostic à l'ingénierie agri-environnementale des paysages cultivés. L'UMR HSM, l'Institut National © M. Soulié  Instrumentation du site d'Agronomie de Tunis, l'Institut National de Génie Rural, des Eaux et Forêts tunisien et de Roujan dans le cadre de l'UMR LISAH sont les quatre partenaires en charge du pilotage et de la gestion d'OMERE. l'observatoire OMERE. L'observatoire appartient au réseau français des bassins versants*. Contacts : Patrick Andrieux, patrick.andrieux@supagro.inra.fr & Damien Raclot, damien.raclot@ird.fr Pour plus d’informations sur OMERE : www.umr-lisah.fr/omere 11 * http://rnbv.ipgp.fr
  • 12. La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation >Changements globaux et ressources en eau La plateforme OpenFLUID : modélisation et simulation du fonctionnement spatialisé des paysages cultivés Le fonctionnement spatio-temporel des paysages cultivés résulte d'interactions complexes entre des processus biophysiques et les activités humaines. La modélisation du fonctionnement de tels systèmes et la simulation de leurs évolutions sous l'impact de changements climatiques et de pressions anthropiques (pollutions, aménagements, changements d'occupation des sols…) nécessitent une prise en compte explicite de re l'ensemble de ces interactions et donc le couplage de nombreux processus/ . Fab J.C © phénomènes distribués dans l'espace étudié. Afin de mettre en œuvre de telles modélisations et exécuter les simulations basées sur ces modèles couplés, l’UMR LISAH a développé un outil logiciel avancé et générique.  Simulation de hauteur d’eau dans le réseau hydrographique du bassin versant de Roujan Ainsi, la plateforme OpenFLUID offre un environnement logiciel pour la par le modèle MHYDAS sous OpenFLUID. modélisation et la simulation du fonctionnement spatialisé des paysages cultivés, depuis le développement de modèles jusqu'à leur mise en œuvre lors de simulations. Ces modèles sont développés sous la forme de plugins logiciels pour OpenFLUID. Ils peuvent ensuite être mobilisés pour créer des modèles couplés, adaptés (i) au contexte de modélisation, (ii) aux objectifs de simulation et (iii) aux données disponibles. Les simulations s'appuient sur des représentations numériques des paysages étudiés qui tiennent compte explicitement des géométries et des propriétés des éléments réels des paysages. OpenFLUID a été utilisé dans le cadre de nombreux projets et thèses. Il a été appliqué en milieu méditerranéen, ou encore tropical, pour la modélisation de flux d'eau et de polluants, de l'érosion, notamment sous l'impact des pratiques agricoles. OpenFLUID est également le support logiciel pour le développement et la mise en œuvre du modèle MHYDAS (Modélisation Hydrologique Distribuée des AgroSystèmes) permettant, entre autres, la représentation numérique de bassins versants cultivés et la simulation de flux d'eau et de polluants. OpenFLUID dispose d'une interface graphique utilisateur, et peut également être utilisé en ligne de commande (sur un cluster de calcul par exemple). Il est disponible sous licence libre et open-source, téléchargeable sur le site Internet d’OpenFLUID*. Contacts : Jean-Christophe Fabre, fabrejc@supagro.inra.fr & Roger Moussa, moussa@supagro.inra.fr * www.umr-lisah.fr/openfluid Analyse du cycle écologique des eaux et des effluents ; (HPLC/MS/MS, GC/MS/MS, le développement de procédés et ICP extracteurs…) ainsi qu’une , hydrologique pour la de combinaisons de couplages de halle d’essais permettant les recherche, les activités procédés pour le traitement des eaux expérimentations à l’échelle pilote économiques et et des effluents ; la gestion intégrée semi-industrielle. Ces équipements de flux polluants (milieux industriels, sont ouverts aux équipes industrielles ressources en eau) selon une approche académiques et industrielles dans le de type « écologie territoriale » ; la cadre des plateformes technologiques L’UPR LGEI : Laboratoire de Génie de géomatique et l’intelligence collective régionales, dont Ecotech LR l’Environnement Industriel est l’un pour l’aide à la décision. Ces différents (Eco-technologies pour les Agro- des trois laboratoires propres à l’École niveaux d’analyse du cycle de l’eau Bioprocédés). des Mines d’Alès (EMA), avec un statut permettent de répondre aux questions d’Établissement public national à posées non seulement au niveau de Par ailleurs, le suivi hydrométrique caractère administratif, dépendant la recherche, mais aussi au niveau de de bassins versants expérimentaux du ministère délégué à l’Industrie. l’activité économique et industrielle. représente une action de recherche Sa recherche pluridisciplinaire fondamentale pour la compréhension couvre un large champ d’application Le LGEI fait partie de l’Institut Carnot des processus à l’origine des crues en s’appuyant sur des disciplines M.I.N.E.S. dont la labellisation a à cinétique rapide. Ce travail a été complémentaires telles que : génie été reconduite, montrant la place engagé depuis 2001 en collaboration des procédés, chimie analytique privilégiée des relations du LGEI avec les UMR ESPACE-DEV, HSM et métrologie, microbiologie, avec le secteur économique. Le et TETIS. Plusieurs bassins versants biologie moléculaire, hydrologie, Laboratoire est engagé dans les expérimentaux cévenols sont hydrogéologie, géomatique, méthodes pôles de compétitivité Eau, Trimatec, actuellement suivis, et la diversité des Ressources en eau : préservation et gestion géostatistiques, informatique et Risques et vulnérabilité des territoires dispositifs expérimentaux permet de modélisation, outils de simulation et et Eurobiomed. Il entretient des développer des travaux sur l’imagerie aide à la décision. collaborations académiques et appliquée au calcul des vitesses industrielles suivies au niveau national et des débits des cours d’eau mais Le domaine de l’eau est abordé selon et international, ayant participé à également sur les dispositifs low cost plusieurs perspectives : la maîtrise plusieurs projets européens et ayant pour poursuivre et affiner l’analyse des impacts catastrophiques pour un assuré la coordination de deux d’entre hydrométrique distribuée. territoire résilient ; la compréhension eux*. et la spatialisation de processus * SWIFT : Screening Methods for Water Data Information in Support of the Implementation hydrologiques au niveau des Les équipements qui caractérisent of the WFD. KNAPPE: Knowledge and Need 12 bassins versants (modélisation) ; le un laboratoire de chimie Assessment on Pharmaceutical Products in diagnostic de la qualité chimique et environnementale sont présents Environmental waters
  • 13.  Traçage artificiel pour la caractérisation des transferts et l’évaluation de la vulnérabilité de l’hydrosystème du Lez. © V. Leonardi Observer pour hydrosystèmes de l’échelle du bassin limites de l’anthroposystème, qui versant à celui du forage in situ : nécessitent eux-mêmes la conception comprendre la  Observation géodésique, de simulations complexes : dynamique des gravimétrique, géophysique/ modélisation de la ressource, et hydrogéophysique systématique en modélisation en temps réel de son ressources en eau forage à toutes les échelles ; usage et de ses effets immédiats. et aider à leur gestion  Système d'observation multi-échelle Agissant au cœur de ce processus de la dynamique des crues et de de compréhension, la donnée, L’UMS OREME : Observatoire l'hydrodynamique souterraine des qu’elle soit recueillie, calculée ou de Recherche Méditerranéen de systèmes fracturés et karstiques ; associée aux usages, doit être traitée l’Environnement (CNRS, IRD, UM2)  Système d'observation de la dans le continuum ‘acquisition- est un observatoire des Sciences de pollution et de l'adaptabilité raffinement-traitement-décision’. l’univers (OSU) dédié à l’étude des biologique en aval des anciens sites Grâce à son réseau de partenariat aléas et de la vulnérabilité des milieux miniers ; et à son expertise, l’observatoire méditerranéens. L’Observatoire se  Suivi du littoral languedocien, intervient à différents moments de ce focalise sur les risques naturels, interface entre bassin versant et continuum, notamment l’acquisition les ressources et l’impact des espace marin. (gestion de réseaux de capteurs), changements globaux et anthropiques le stockage, le partage (gestion des sur l’espace méditerranéen vivant Ces systèmes d’observation, dont normes et standards d’interrogation, et inerte, pour y découvrir les la plupart appartiennent à des gestion des métadonnées, web mécanismes de réponse de ces réseaux français et internationaux, services…) et l’aide à la décision systèmes aux forçages naturels et renseignent sur la dynamique de la (détection de changements, fusion anthropiques. ressource en eau notamment dans les d’informations, raisonnement, aquifères karstiques, et permettent interactions utilisateurs, visualisation, Sa mission consiste à récolter, intégrer également de suivre la quantité et la aide à la décision, recommandation, et partager les données observées qualité de la ressource en aval des prédiction, temps réel). sur le long terme pour comprendre aquifères. Les méthodes géophysiques l’évolution des ressources et des permettent de suivre les mouvements La gestion de la ressource en eau doit milieux. Ces données sont aussi de l’eau dans le sous-sol, et de relier permettre d’éviter les crises et de les des éléments indispensables à la l’alimentation des aquifères avec leur gérer lorsque celles-ci surviennent. Il constitution de modèles explicatifs et décharge pour comprendre le cycle faut donc que la modélisation de la prédictifs. hydrologique et l’analyser aussi bien ressource permette une projection, en termes de quantité de la ressource et que celle-ci soit proche du temps Ressources en eau : préservation et gestion Il mène ses actions en forte que de risque hydrologique, par réel, afin de permettre l’analyse du interaction avec des partenaires exemple de décharge soudaine. risque et la prise des décisions d’usage publics (laboratoires des sciences nécessaires en temps réel. Le passage de l’univers et de l’écologie mais La quantité et la qualité de la à des modèles opérationnels d’aide à aussi des sciences de l’information, ressource disponible à chaque la décision est donc nécessaire. Ceci collectivités territoriales, agences de lieu de son utilisation sont le fruit implique que des simulations « de l’État) et privés (notamment IBM). d’un système complexe qui associe base » appuyées sur des données la modélisation du stockage, de fiables soient déjà réalisées lorsque Dans le domaine de l’eau, l’écoulement, des couplages physico- celles-ci sont lourdes, de façon à éviter l’observatoire développe avec les biochimiques ayant lieu dans les d’avoir à réaliser des modélisations laboratoires concernés plusieurs divers compartiments… Ces forçages complètes chronophages. ••• 13 systèmes d’observation des sont autant de conditions aux
  • 14. La ressource : identification, fonctionnement, mobilisation  Situation de hautes eaux à la source de Fontaine du Vaucluse. © UMR EMMAH Environnement Enfin, au sein de l’axe 5, l’UMR EMMAH moléculaire de l’Inra d’Avignon. Elle s’intéresse aux questions soulevées par dispose d’équipements permettant méditerranéen et des techniques alternatives d’irrigation la prospection géophysique de la modélisation des telles que l’utilisation des eaux issues subsurface (tomographie électrique). de station d’épuration et cherche à Les chercheurs développent agro-hydrosystèmes quantifier les risques associés à la des modèles mécanistes de présence de pathogènes humains dans fonctionnement des hydrosystèmes, La région méditerranéenne constitue ces eaux usées. d’une part en intégrant et spatialisant un terrain d’étude privilégié pour les modèles élémentaires associés les recherches de l’UMR EMMAH : Leurs travaux s’appuient sur aux différents processus, d’autre Environnement Méditerranéen et l’utilisation de données de part en développant de nouvelles Modélisation des Agro-Hydrosystèmes télédétection et de géophysique, approches de modélisation prenant (Inra Avignon, UAPV) portant sur l’observation intensive de sites en considération les hétérogénéités du l’analyse de l’impact des changements instrumentés, de mesures en milieu et des processus à différentes globaux sur la ressource hydrique, laboratoire et de développements échelles. la production agricole et leurs méthodologiques pour mieux interactions à l’échelle du territoire (du comprendre et modéliser le Les compétences disciplinaires paysage au bassin de production et de fonctionnement des écosystèmes et les techniques mises en l’aquifère). méditerranéens. L’unité a mis en œuvre concernent l’hydrologie, place un suivi de sites observatoires l’hydrogéologie, la géochimie et la Ces recherches sont structurées représentatifs de différents contextes microbiologie des sols et des eaux, selon cinq axes pluridisciplinaires. hydrogéologiques et agronomiques l’agronomie, la télédétection et la L’axe 1 vise à quantifier les impacts (région Crau-Camargue, aquifère géophysique, les mathématiques des changements globaux sur les karstique de Fontaine de Vaucluse, appliquées, la physique des ondes interactions entre les processus zone périurbaine d’Avignon), ainsi dans les milieux poreux, la simulation biophysiques de surface (production que deux sites ateliers dédiés à numérique et le calcul parallèle, le agricole, cycle de l’eau) et les l’étude des flux hydriques vers traitement du signal. ressources hydriques, en particulier l’atmosphère et vers la nappe. Elle souterraines. L’objectif de l’axe 2 dispose de laboratoires de mesures Les partenaires scientifiques est d’identifier les évolutions des biologiques (biomasse, indice de l’UMR sont issus du monde paysages et leurs déterminants à foliaire, teneur en chlorophylle…), académique français (Institut Ressources en eau : préservation et gestion partir d’une analyse rétrospective d’analyses chimiques des eaux et des National de la Recherche portant sur plusieurs décennies. sols (chimie organique et minérale) Agronomique, Commissariat L’enjeu de l’axe 3 est d’appréhender ainsi que d’analyses isotopiques à l’énergie atomique et aux les modifications qu’induisent des des eaux (H3, C14, rapport C13/C12 énergies alternatives, universités, événements climatiques extrêmes du carbone dissout) et de mesures Centre National de la Recherche (de type sécheresse/canicule) des propriétés hydrodynamiques Scientifique…), ou international sur le fonctionnement des agro- des sols. Elle bénéficie d’un accès (Tunisie : École Nationale écosystèmes. Les objectifs de l’axe 4 privilégié au laboratoire souterrain d’Ingénieurs de Sfax ; Espagne : sont de comprendre et de modéliser à bas bruits de Rustrel (Vaucluse) Institute for Sustainable Agriculture, les impacts de pluies intenses sur au sein du massif karstique de université de Valence ; Pays- 14 le fonctionnement hydrologique et Fontaine de Vaucluse ainsi que d’un Bas : Dutch National Aerospace hydrochimique du système sol-nappe. accès au laboratoire de biologie Laboratory, University of Twente ;
  • 15. États-Unis : universités du Maryland Ses objectifs spécifiques sont de : Les principales actions du LISAH et de Boston…). L’unité développe  développer les connaissances sur concernent l’étude des impacts également des partenariats avec l’érosion, les transferts d’eau et de de l’agriculture en viticulture les organismes institutionnels ou matière et le devenir de substances languedocienne et bananeraie antillaise gestionnaires français (Agence de polluantes (pesticides) dans les sols et sur la pollution des sols et des eaux par l'Eau Rhône - Méditerranée - Corse, les bassins versants ruraux en relation les produits phytosanitaires, l’analyse syndicats d’irrigants et d’agriculteurs, avec leur organisation spatiale et leur du cycle hydrologique du système syndicats mixtes pour la gestion des évolution temporelle ; « sol-cultures » à l’échelle des bassins ressources hydriques souterraines)  élaborer des outils permettant de versants élémentaires (quelques km²) et ainsi qu’avec des partenaires privés diagnostiquer et prévenir les risques ressources (quelques centaines de km²) (Véolia, Suez Environnement, induits par les activités humaines méditerranéens, le développement de bureaux d’études…). (milieux cultivés) sur les régimes méthodes de cartographie numérique hydrologiques et l’évolution des des sols et de systèmes d’information À la croisée des ressources en eau et en sols ; pédologique, l’analyse du déterminisme  contribuer à la définition de et des processus d’érosion des sols et du sciences du sol, nouveaux modes de gestion durable transfert de sédiments dans les bassins hydrologie, agronomie : de l’espace rural ; versants, ainsi que l’étude de l’influence  former des étudiants aux des aménagements hydrauliques le fonctionnement des concepts et aux outils d’analyse et (fossés, banquettes, lacs collinaires) sur paysages cultivés de modélisation de l’organisation le fonctionnement hydrologique des spatiale et de l’hydrologie des milieux sols et bassins versants cultivés. L’UMR LISAH : Laboratoire d’étude cultivés. des Interactions Sol-Agrosystème- La démarche scientifique du LISAH Hydrosystème (Inra, IRD, Montpellier Le laboratoire regroupe des repose à la fois sur des études et SupAgro) a pour thématique compétences en science du expérimentations hydrologiques centrale de recherche l’étude du sol, hydrologie, agronomie et de terrain, sur des recherches fonctionnement des paysages cultivés, spatialisation. Il est structuré autour méthodologiques pour l’acquisition et qui résulte des interactions entre de trois équipes de recherche : le traitement des données spatialisées (i) le sol, support du paysage, (ii)  Eau et polluants en bassins versants concernant le sol et le paysage et sur l’agrosystème, source de forçages cultivés ; le développement d’approches de et de modification de la géométrie  Érosion et transport solide en modélisation hydrologique distribuée du paysage et (iii) l’hydrosystème, bassins versants cultivés ; permettant de représenter les générateur de transferts d’eau et  Structure spatiale et dynamique des hétérogénéités spécifiques des paysages d’éléments. sols et des paysages cultivés. ruraux. ••• > F o n c t i o n n e m e n t d e s aqu i f è r e s c o m p l e x e s Les aquifères des régions de socle : une ressource en eau à gérer Forage d'exploitation Les roches de socle (granites, schistes, gneiss, etc.) occupent des surfaces importantes tant à l’échelle du globe qu’en Europe ou en France. Leurs ressources en eau souterraine participent Altérites Milieu poreux significativement au développement rural et économique des régions concernées, en particulier dans les pays émergents en Aquifère saturé contexte aride ou semi-aride où le recours aux eaux de surface est limité. Milieu fissuré L’UPR EAU/NRE (Nouvelles Ressources et Économie) du Socle fissuré et altéré BRGM contribue au développement des connaissances sur Socle sain Milieu discontinu la genèse, la géométrie, les propriétés hydrauliques et le 0 25 m peu perméable  Modèle conceptuel stratiforme fonctionnement des aquifères de socle. Celles-ci ont fait des de la structure et des propriétés progrès très significatifs. Il a en particulier été démontré que hydrogéologiques des aquifères de socle. les processus d’altération climatique jouent un rôle important © J.C. Maréchal Ressources en eau : préservation et gestion pour leurs propriétés aquifères avec le développement de profils d’altération comprenant, de haut en bas (cf. figure ci-contre) : des régionalisation des paramètres hydrodynamiques pour la altérites meubles (arènes en milieu granitique) caractérisées modélisation. D’autres applications concernent des outils de par une relativement faible perméabilité mais par des capacités gestion de la ressource en eau au niveau du bassin versant, qui significatives de stockage des eaux souterraines ; un « horizon devient indispensable dans certains contextes d’exploitation fissuré », stratiforme, de 50 à 100 mètres d’épaisseur, fortement intensive pour l’irrigation (en Inde par exemple). Elles incluent influencé lui aussi par des processus d’altération et auquel aussi les techniques et méthodes d’implantation des forages l’aquifère de socle doit l’essentiel de sa perméabilité. avec une amélioration du taux de succès en termes de débits exploitables. De ces concepts géologiques et hydrogéologiques découlent de nombreuses applications pratiques. Il s’agit de la cartographie Contacts : Jean-Christophe Maréchal, jc.marechal@brgm.fr 15 régionale des potentialités en eau souterraine et de la & Benoît Dewandel, b.dewandel@brgm.fr