Le projet VULCAIN se propose de mettre au point une méthode de modélisation intégrée (transdisciplinaire) qui permette d’étudier les impacts des changements climatiques et socio-économiques sur les hydro-systèmes méditerranéens à court (2020-2040) et à long terme (2040-2060). Le département des Pyrénées Orientales, situé dans le sud de la France, a été choisi comme zone d’étude car il comprend, d’une part, des hydrosystèmes représentatifs du contexte méditerranéen et, d’autre part, un contexte socio-économique parmi les plus tendus de la région Languedoc-Roussillon, en termes de demande et de ressource en eau disponible.

Coordinateur	Yvan Caballero (BRGM)
Correspondants CNRM-GAME	Eric Martin, David Salas y Melia
Équipes CNRM-GAME	GMME/MOSAYC, GMGEC/ASTER
Site Internet du projet	VULCAIN
Financement	ANR
Début	2006
Durée	4 ans

 Objectifs

Soumises à un climat contrasté et à une pression démographique croissante, les régions méditerranéennes présentent aussi des hydrosystèmes spécifiques, au sein desquels les eaux souterraines occupent une place importante. Il est probable que le changement climatique se traduise, pour les régions méditerranéennes, par des étés plus chauds et plus secs, des hivers plus doux, ainsi que par des saisons des pluies plus courtes (automne-hiver) conjuguées avec des précipitations plus importantes. Ces changements vont accentuer les contrastes saisonniers des régimes d’écoulement, tout en compliquant les stratégies de gestion de la ressource en eau, largement tournées vers l’alimentation en eau potable et l’irrigation.

Relativement peu d’études traitent des impacts du changement global sur les ressources en eau souterraine en zone méditerranéenne, malgré leur utilisation prépondérante pour répondre à la demande en eau. De plus, ces études ne s’intéressent généralement qu’aux effets directs ou indirects que des changements du régime des précipitations et des températures pourraient avoir sur les ressources en eau. Or, en Languedoc-Roussillon (LRO) par exemple, la croissance
démographique (de l’ordre de 1,5% par an) risque de se traduire par un accroissement substantiel de la demande en eau potable qui pourrait atteindre 20% dans 15 ans, alors que la demande en eau pour l’irrigation marque le pas. De plus, les contraintes liées aux politiques de protection de
l’environnement vont prendre de l’importance dans le futur, notamment par la mise en place de la
Directive Cadre sur l’Eau (DCE).

Dans ce cadre, le projet VULCAIN se propose de mettre au point une méthode de modélisation intégrée (transdisciplinaire) des impacts des changements climatiques et socio-économiques, sur les hydro-systèmes méditerranéens à moyen (2020-2040) et à long terme (2040-2060). Le département des Pyrénées Orientales a été choisi comme zone d’étude car il comprend, d’une part, des hydrosystèmes représentatifs du contexte méditerranéen (bassins versants côtiers parfois contrôlés par des barrages, aquifères multi-couches côtiers, systèmes karstiques alimentés par les pluies mais aussi par les eaux de surface (pertes de rivières)) et, d’autre part, un contexte socioéconomique parmi les plus tendus de la région LRO, en termes de demande et de ressource en eau disponible.
La vulnérabilité des hydro-systèmes sera étudiée à l’aide de modèles hydrologiques et hydrogéologiques développés dans le cadre de travaux antérieurs, auxquels seront appliqués desscénarios climatiques et socio-économiques. Les scénarios climatiques seront construits, d’une part, sur la base des résultats de simulation de six modèles climatiques globaux (MCG - parmi lesquels quatre ont participé aux récents travaux de l’IPCC–AR4), pour le scénario d’émission de gaz à effet de serre A2 de l’IPCC et, d’autre part, sur la base des tendances mises en évidence par analyse de la stationnarité de chroniques de précipitations et températures observées. Les scénarios socioéconomiques seront issus d’une évaluation prospective de la demande en eau, sur la base d’études existantes à l’échelle de la région Languedoc-Roussillon (étude Aqua 2020 notamment) et la prise en compte de situations de rupture.

L’ambition finale du projet consiste à développer et à intégrer les méthodes et les outils nécessaires à la réalisation d’études opérationnelles des impacts du changement global, permettant d’évaluer la vulnérabilité future des hydrosystèmes exploités et des territoires qui en dépendent, en contexte méditerranéen.

Les principaux résultats attendus à l’issue de ce projet sont :

A) une estimation des modifications moyennes et de la variabilité spatiale et temporelle des précipitations et des températures prévisibles aux horizons 2020-2040 et 2040-60 sur la zone d’étude, en utilisant : i) les simulations des MCG ; ii) les tendances observées sur les 50 dernières années ; iii) un générateur stochastique de précipitations et de températures (pour passer de l’échelle globale des MCG à l’échelle régionale et pour extrapoler les tendances dans le futur). La comparaison des tendances extrapolées aux scénarios des MCG permettra de mettre en évidence des phénomènes de seuils dans l’évolution future du climat.

B) des méthodes de construction de scénarios prospectifs de demande en eau sur un territoire donné, à moyen (2020) et long terme (2040). Ces méthodes intègreront, de manière spatialisée, les effets (et les incertitudes associées) des réactions anthropiques aux modifications climatiques, de l’évolution prévisible de la conjoncture économique européenne et des contraintes imposées par les politiques de protection de l’environnement, sur le comportement du territoire, en termes de demande en eau domestique et agricole.

C) une évaluation de la vulnérabilité des hydrosystèmes de surface et souterrains exploités pour leur ressource en eau, ainsi que des territoires qui en dépendent pour leur alimentation. La vulnérabilité des hydrosystèmes sera établie sur la base d’indices statistiques (débits et niveaux piézométriques moyens, périodes de retour critiques par rapport à des valeurs seuil). La vulnérabilité du territoire sera établie par rapport à des seuils en deçà desquels l’alimentation en eau des populations et la pérennité des exploitations agricoles seront mises en danger. En plus des résultats académiques attendus, sera réalisée une présentation des méthodes et des outils intégrés nécessaires à la mise en oeuvre opérationnelle de ce type d’études, par des bureaux d’étude spécialisés, en direction des acteurs de la gestion de l’eau de la région Languedoc-Roussillon (Conseils Généraux, Conseil Régional, Agence de l’Eau, Syndicats, etc.), en veillant à souligner les limitations et les incertitudes associées aux résultats.

 Apports du CNRM-GAME

Le CNRM-GAME est l’expert du projet pour ce qui concerne la météorologie, les scénarios climatiques. Il participe à l’analyse des résultats du projet avec l’ensemble des partenaires.

 Partenaires

Consortium de 4 partenaires :

1. BRGM
2. BRL Ingenierie
3. HSM Montpellier
4. CNRM-GAME