Informations bretonnes sur l’impact du changement climatique sur le cycle de l’eau

Eaux souterraines   : comment suivre les effets du changement climatique ?

Plan national d’adaptation au changement climatique

Le Plan national d’adaptation au changement climatique (PNACC) adopté en 2011 a pour objectif de présenter des mesures concrètes, opérationnelles pour préparer, de 2011 à 2015, la France à faire face et à tirer parti de nouvelles conditions climatiques.

Établissement d’un réseau de référence piézométrique pour le suivi de l’impact du changement climatique sur les eaux souterraines  

Le niveau des nappes d’eau souterraine dépend pour beaucoup d’entre elles de l’infiltration   des eaux météoriques et sera donc nécessairement touché par le changement climatique si celui-ci provoque des modifications du régime d’infiltration   des pluies efficaces (intensité, période).

Pour évaluer et suivre les conséquences du changement climatique sur les eaux souterraines  , l’ONEMA a confié au BRGM une étude de trois ans (2010-2012) en vue d’établir un réseau de référence piézométrique pour le suivi de l’impact du changement climatique sur les eaux souterraines  .

La définition du réseau piézométrique dédié au changement climatique a été basée sur une analyse multi-critères combinant :

  • des paramètres susceptibles de caractériser l’impact potentiel du changement climatique,
  • des paramètres hydrogéologiques.

Cette étude nationale a identifié 237 masses d’eau souterraines à suivre en priorité du fait de leur sensibilité au changement climatique. Pour cela, le référentiel des masses d’eau souterraines existant a été combiné avec l’estimation de l’évolution de la pluie efficace (différence entre les précipitations et l’évapotranspiration réelle) à l’horizon 2041-2065. Sur ces 237 masses d’eau, 105 piézomètres existants ont ensuite été sélectionnés (un ouvrage par masse d’eau  , avec un classement par priorité de suivi selon la longueur de la chronique, la pérennité et l’absence d’influence d’un pompage extérieur sur un point d’eau   voisin du piézomètre  ) ; ils constitueront la base du futur réseau. Restent 130 masses d’eau pour lesquelles un travail complémentaire doit être réalisé pour identifier un piézomètre   pertinent.

En Bretagne, 2 piézomètres ont été proposés pour faire partie de ce futur réseau :

Pour compléter ce réseau de suivi, la mise en place d’un indicateur standardisé de suivi du niveau de nappes est proposé, en tant que démarche à caractère exploratoire. Pour la définition d"un index piézométrique standardisé, les principes de calcul du SPI (Standardized Precipitation Index, défini par Mac Kee et al. (1993), très utilisé aux Etats-Unis comme indicateur sécheresse) ont été retenus. L’index piézométrique standardisé (SPLI, Standardized Piezometric Level Index) a ainsi été calculé. Le SPLI permettrait de caractériser l’état piézométrique des nappes libres de façon homogène au niveau régional ou national, de suivre l’évolution dans le temps de cet état et de quantifier l’intensité des impacts climatiques.

Les rapports BRGM correspondant aux 3 années de l’étude sur l’établissement d’un réseau de référence piézométrique pour le suivi de l’impact du changement climatique sur les eaux souterraines   sont consultables en ligne :

Réflexions exploratoires sur l’utilisation des données de température et de conductivité collectées via les stations du réseau de surveillance de l’état quantitatif des eaux souterraines  

Une réflexion a été menée sur l’utilisation des données de conductivité et de température dans le cadre du réseau national de surveillance quantité DCE (réseau piézométrique national) : rapport BRGM/RP-63123-FR.

Le suivi en continu de la température dans les piézomètres peut permettre de suivre l’évolution de la température dans les eaux souterraines   afin d’évaluer l’impact du changement climatique (réchauffement potentiel). Une étude BRGM est en cours en 2015 pour activer la mesure de la température sur les points du réseau piézométrique national identifiés pour intégrer le réseau piézométrique national pour le suivi de l’impact du changement climatique sur les eaux souterraines  . Des tests de faisabilité seront notamment menés pour les mesures de température et de conductivité sur ces ouvrages.

Les conséquences du changement climatique climatique : vers une diminution de la recharge   ?

Projet CLIMAWAT

CLIMAWAT est un projet de recherche de trois ans (2011-2013) financé par l’Union Européenne dans le cadre du programme Interreg France (Manche – Angleterre). Les partenaires du projet sont l’Université de Brighton, l’Université d’East Anglia, l’Université de Bretagne Occidentale, l’Université de Rennes et le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS).
Le projet CLIMAWAT a pour but d’étudier les impacts des changements climatiques (en particulier la précipitation) sur la recharge   des aquifères fracturés (craie et granite), ainsi que sur la quantité et la qualité des eaux souterraines  .
Les deux bassins versants étudiés dans ce projet sont le bassin versant   de Patcham, (Brighton, Royaume-Uni) et le bassin versant   de Ploemeur (Bretagne, France).

Modélisation de la baisse de la recharge   sur des bassins versants bretons

Dans l’article «Partitioning a regional groundwater flow system into shallow local and deep regional flow compartments» (Goderniaux et al., 2013), une modélisation hydrogéologique a été réalisée à l’échelle régionale sur des bassins versants bretons (Aven, Belon, Isole et Ellé [Finistère et Morbihan]) couvrant une superficie de 1385 km2 afin d’étudier la répartition de la recharge   entre les différents compartiments souterrains.

La modélisation montre l’impact de la baisse de la recharge   sur un bassin versant   breton (c’est-à-dire la baisse de la quantité d’eau qui s’infiltre vers les sols puis vers les nappes) : la baisse d’un facteur 5 de la recharge   effective (de 500 à 100 mm) fait baisser la surface de drainage (correspondant plus ou moins aux rivières) de 39% à 10%.

Evolution des surfaces drainage en fonction de différentes valeurs de recharge - Goderniaux et al., 2013"
Evolution des surfaces drainage en fonction de différentes valeurs de recharge - Goderniaux et al., 2013

Les zones en rouge correspondent aux secteurs où la rivière disparait en raison d’une baisse du niveau de la nappe – (a) recharge  =500 mm/an, (b) recharge  =300 mm/an, © recharge  =100 mm/an, et (d) recharge  =20 mm/an – Bassin versant   intégrant les rivières Aven, Belon, Isole et Ellé (Finistère et Morbihan).

Projections climatiques à l’échelle régionale

Tendances climatiques régionales et influence sur la recharge  

Le Centre de Ressources et d’Expertise Scientifique sur l’Eau en Bretagne (CRESEB) travaille avec un groupe technique et scientifique à l’élaboration d’un guide sur le Débit Minimum Biologique (DMB) et la gestion quantitative de la ressource en eau. L’objectif est de chercher à définir une gestion quantitative équilibrée de la ressource en eau dans les bassins bretons en intégrant la préservation des milieux aquatiques et la vie piscicole.

Afin de caractériser l’équilibre entre la ressource en eau et les usages, et pour examiner son évolution possible, des modélisations intégrant des scénarios de gestion et de climat ont été proposées. Le travail a été mené par Géosciences Rennes sur le bassin versant   de l’Isole, de l’Ellé et de la Laïta (Finistère et Morbihan).

Une analyse des anomalies de précipitations et de températures saisonnières et annuelles, a été réalisée en utilisant une approche multi-modèles (15 modèles CMIP3, 8 ARPEGE, et 11 ENSEMBLES / cf. le portail DRIAS [Météo-France, CERFACS, CNRM, IPSL]), en désagrégation statistique, sur la période 2046-2065 comparée à la climatologie 1961-1990.

Les projections et les grandes tendances en Bretagne indiquées dans le guide du CRESEB sont les suivantes : « Les grandes tendances en Bretagne pour le milieu du 21e siècle montrent un réchauffement des températures moyennes, surtout en hiver, et un assèchement en été au niveau du cumul de précipitations. (…) Les précipitations sont d’une manière générale inférieure d’une dizaine de pourcents, avec des déficits marqués en été et en automne (septembre/octobre) pour l’ensemble des projections. »

Montée du niveau marin induite par le changement climatique : conséquences sur l’intrusion saline dans les aquifères côtiers

Les aquifères côtiers sont en contact avec la mer ou l’océan et sont plus ou moins sensibles aux intrusions salines en conditions naturelles et sous influence anthropique (prélèvement par pompage). Ces intrusions constituent un problème qui sera amplifié dans un contexte d’augmentation du niveau marin et de modification des conditions de recharge  , lié au changement climatique.

En 1996, une étude de la vulnérabilité intrinsèque et anthropique des aquifères bretons aux intrusions salines avait été réalisée en analysant les données de 9400 forages (examen de la densité de forages) : rapport BRGM/RP-39298-FR. La côte Nord de la Bretagne avait été identifiée comme vulnérable aux intrusions salines.

Carte de vulnérabilité intrinsèque et anthropique des aquifères côtiers bretons (rapport BRGM/RP-39298-FR)"
Carte de vulnérabilité intrinsèque et anthropique des aquifères côtiers bretons (rapport BRGM/RP-39298-FR)

Un état des connaissances des aquifères côtiers à l’échelle de la France métropolitaine et une cartographie de la vulnérabilité de ces aquifères ont été réalisés par le BRGM en 2010-2011 à la demande de l’ONEMA : rapport BRGM/RP-60829-FR. Cette cartographie nationale de la vulnérabilité des aquifères a permis d’identifier la côte Nord-Est de la Bretagne comme fortement sensible aux intrusions salines.

Carte de sensibilite des aquifères côtiers vis-à-vis de l'intrusion saline en Bretagne (rapport BRGM/RP-60829-FR)"
Carte de sensibilite des aquifères côtiers vis-à-vis de l’intrusion saline en Bretagne (rapport BRGM/RP-60829-FR)

Pour en savoir plus :

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Changement climatique