Modélisation hydrologique dans le futur : des jeunes chercheurs récompensés

Sommes-nous prêts à évaluer les impacts du changement climatique sur les débits ? 8 jeunes chercheurs – dont 2 d’Irstea – se sont posés la question de la modélisation hydrologique en contexte de changement : les grands bassins vont évoluer, la ressource en eau en sera impactée (crues, étiages, etc.). Un prix international dédié aux recherches des jeunes chercheurs a récompensé le collectif à l’origine d’une expérimentation inédite pour penser les modèles hydrologiques du futur.

Comment évaluer de manière fiable les impacts des changements globaux (activités humaines et changements climatiques) sur la ressource en eau et ainsi fournir des méthodes et données aux gestionnaires pour une gestion adaptée ? Face aux nombreuses incertitudes, les scientifiques travaillent sur des modèles hydrologiques pour la simulation des crues et étiages ou encore pour l’estimation des débits sur des bassins versants. Ces modèles permettent de transformer des données de précipitations et de températures en débit ; l’objectif étant de modéliser les changements de comportement d’un bassin afin de mieux les anticiper.

Un collectif international de 8 jeunes chercheurs – dont 2 d’Irstea (Guillaume Thirel, auteur principal, et Carina Furusho-Percot) – se sont alors posés la question : les modèles hydrologiques actuellement utilisés peuvent-ils faire face à des bassins changeants et rester pertinents pour les études d’impact réalisées par les gestionnaires ?

Leur publication [1] dans la revue de l’Association Internationale des Sciences Hydrologiques (AISH) a été saluée par un prix international d’hydrologie, le prix TISON 2016, remis le 15 juin dernier à l'Unesco à Paris en présence de l’ambassadeur de France de l’Unesco. Le prix récompense chaque année le meilleur article écrit par des jeunes chercheurs (âgés de moins de 41 ans dans les revues de l’AISH).

Protocole d'expérimentation

Afin de répondre à cette interrogation, l’équipe d’Irstea a mis au point un protocole d’évaluation des modèles hydrologiques, proposant de caler ceux-ci sur des données changeantes issues du passé (modification des températures, construction d’un barrage, etc.). Les participants ont ensuite appliqué ce protocole sur leurs propres modèles, sur une quinzaine de bassins de tous continents (sauf Asie) ; tous ces bassins ont subi des changements, soit de leurs caractéristiques physiques (par exemple, l’évolution de la couverture du sol), soit des conditions climatiques (une augmentation graduelle de la température).

Le jeu de données collectées permet de voir ce qui fonctionne, mais surtout d’identifier les manques et pistes de recherche afin de répondre à l’objectif premier qui est de mieux anticiper le comportement des bassins, en s’appuyant sur les connaissance actuelles. Par exemple, l’occupation du sol (boisements, urbanisation, etc.) influence l’écoulement de l’eau. Une question se pose alors : si l’aménagement des bassins versants change, quel impact cela aura-t-il ?

Faire avancer la science

Le prix signe là une reconnaissance et promeut une visibilité internationale des travaux d’Irstea sur l’impact du changement climatique et la modélisation hydrologique. Parmi les lauréats, 4 jeunes scientifiques ont effectué leur thèse à Irstea ou bénéficié d’un encadrement à Irstea. A noter qu’en 2009, 3 chercheurs d’Irstea avaient déjà reçu ce prix. Guillaume Thirel souligne "un exemple de recherche hors projet financé, qui nous est envié et qui permet de faire avancer la science". Une belle reconnaissance en début de carrière.

En savoir plus sur le prix TISON.

En savoir plus

[1] Hydrology under change: an evaluation protocol to investigate how hydrological models deal with changing catchments, Hydrological Sciences Journal, 60:7-8, 1184-1199, DOI: 10.1080/02626667.2014.967248. Publication.