Projets terminés

Résumé

Les cours d’eau de tête de bassin versant représentent près de 80% du linéaire du réseau hydrographique total. Leur fonctionnement reste cependant largement sous-étudié en comparaison des grands cours d’eau, qui sont suivis régulièrement dans le cadre de la Directive Cadre sur l’Eau. Les biofilms phototrophes y assurent des fonctions écologiques essentielles et apparaissent comme des indicateurs pertinents de l’état de santé des écosystèmes aquatiques. Ce projet interdisciplinaire (géographie, écologie, imagerie) propose d’appréhender le rôle des biofilms comme indicateur fonctionnel à travers un changement d’échelle spatiale allant du bassin versant à son micro-habitat.

Partenaires

Laboratoires de l’Université de Lorraine :

• LIEC : Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux
• LOTERR
• LCPME : Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l’Environnement

Financement

Action de site Mirabelle

Durée

1 an (2017)

Chercheurs

• Claire DELUS (MCF)
• Didier FRANCOIS (IGR)

Résumé

Le projet DEPHY (Détermination des Écoulements et des Phases HYdrologiques) a pour ambition d’estimer les écoulements et les phases hydrologiques en tout point des réseaux de surveillance de la qualité des cours d’eau.

Publications en lien avec le projet

• Gilles Drogue, Wiem Ben Khediri. Quel est l’impact de l’échantillonnage spatial des précipitations et de l’évapotranspiration potentielle sur le pouvoir prédictif d’un modèle hydrologique empirique ?. Climatologie, Association internationale de climatologie, 2016, ⟨10.4267/climatologie.1095⟩. ⟨hal-01771741⟩
• Gilles Drogue, Wiem Ben Khediri. Catchment model regionalization approach based on spatial proximity: Does a neighbor catchment-based rainfall input strengthen the method?. Journal of Hydrology: Regional Studies, Elsevier, 2016, 8, pp.26 – 42. ⟨10.1016/j.ejrh.2016.07.002⟩. ⟨hal-01771732⟩
• Gilles Drogue, Wiem Ben Khediri, Céline Conan. Added-value from a multi-criteria selection of donor catchments in the prediction of continuous streamflow series at ungauged pollution control-sites. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, Copernicus Publications, 2016, 373, pp.69 – 72. ⟨10.5194/piahs-373-69-2016⟩. ⟨hal-01714344⟩
• Gilles Philippe Drogue, Julien Plasse. How can a few streamflow measurements help to predict daily hydrographs at almost ungauged sites ?. Hydrological Sciences Journal, Taylor & Francis, 2014, 59 (12), pp.2126 – 2142. ⟨10.1080/02626667.2013.865031⟩. ⟨hal-01697821⟩
• Julien Plasse, Gilles Drogue, Didier Francois, Philippe Battaglia, Céline Conan. Apport des jaugeages ponctuels à la reconstitution de chroniques de débits moyens journaliers par simulation pluie-débit : l’exemple du bassin Rhin-Meuse. La Houille Blanche – Revue internationale de l’eau, EDP Sciences, 2014, pp.45 – 52. ⟨10.1051/lhb/2014007⟩. ⟨hal-01697837⟩

Rapports

• Gilles Drogue, Wiem Ben Khediri, Didier Francois, Julien Plasse. Détermination des Ecoulements et des Phases Hydrologiques (DEPHy) : Rapport de synthèse. [Rapport de recherche] CEGUM, Université de Lorraine; Agence de l’Eau Rhin-Meuse. 2016. ⟨hal-02865889⟩
• Gilles Drogue, Julien Plasse, Didier Francois, Claire Lang-Delus, Vincent Fister, et al.. Détermination des Écoulements et des Phases Hydrologiques (DEPHy) : Convention AERM/UL n°11C57092 – Rapport final (septembre 2012). [Rapport de recherche] CEGUM, Université de Lorraine; Agence de l’Eau Rhin-Meuse. 2012. ⟨hal-02865882⟩

Nature du financement

Aide financière de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse.

Durée

Phase 1 : juin 2011 – septembre 2012
Phase 2 : mars 2014 – juin 2015
Phase 3 : juillet 2015 – juillet 2016

Chercheurs de LOTERR impliqués

Gilles DROGUE (Responsable scientifique), Didier FRANCOIS , Claire DELUS, Julien PLASSE (IGE Contractuel), Wiem BEN KHEDIRI (IGE Contractuel)

Résumé

Le projet a pour objectif de déterminer la remobilisation des sédiments et des contaminants associés dans l’Orne, cours d’eau très anthropisé, après plus d’un siècle d’activités minières et industrielles. Le LOTERR est plus particulièrement impliqué dans l’identification du fonctionnement hydrologique et hydrodynamique de l’Orne, respectivement à l’échelle du bassin versant et d’un tronçon perturbé par des ouvrages hydrauliques (barrages) et des aménagements de berges, entre Joeuf et Moyeuvre-Grande. L’analyse de chroniques hydrologiques longues, des mesures hydrométriques et topographiques de bancs sédimentaires, des expériences de sédimentation sur dalles, des quantifications morphosédimentaires et des calculs hydrodynamiques permettront d’atteindre les buts évoqués.

Partenaires

CRPG, Géoressources, LCPME, LHN, LIEC, LIST, LOTERR

Nature du financement

Agence Nationale de la Recherche (ANR).

Durée

5 ans : du 1er novembre 2014 au 31 octobre 2018.

Chercheurs de LOTERR impliqués

Benoît LOSSON (Responsable scientifique LOTERR), Claire DELUS, Didier FRANCOIS, Sébastien LEBAUT, Luc MANCEAU.

Résumé

Ce projet a pour objectif de faire une évaluation des impacts futurs des changements climatiques sur les débits de la partie française des affluents du Rhin, en utilisant les dernières simulations climatiques disponibles produites dans le cadre du 5ème rapport du GIEC. Une approche multi-modèles (exploitant deux modèles hydrologiques et un ensemble de paramètres) est mise en place et utilisée conjointement avec un ensemble de projections climatiques désagrégées statistiquement. Les impacts sont quantifiés sur la base de divers indicateurs relatifs aux régimes, aux crues et aux étiages. Une attention particulière est donnée à la quantification des incertitudes associées à la chaîne de modélisation. Les résultats sont comparés à ceux obtenus dans le cadre d’études d’impact antérieures réalisées sur le bassin (Cf. page MOSARH21 sur le site de l’INRAE)

Partenaires

IRSTEA, DREAL Lorraine, Agence de l’Eau Rhin-Meuse, LOTERR, HYDRON Gmbh

Nature du financement

Aide financière de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse.

Durée

3 ans : 2015-2018.

Chercheurs de LOTERR impliqués

Gilles DROGUE, Didier FRANCOIS

Publication en lien avec le projet

• Guillaume Thirel, Kai Gerlinger, Charles Perrin, Gilles Drogue, Benjamin Renard, et al.. Quels futurs possibles pour les débits des affluents français du Rhin (Moselle, Sarre, Ill) ?. La Houille Blanche – Revue internationale de l’eau, EDP Sciences, 2019, 5-6 (5-6), pp.140-149. ⟨10.1051/lhb/2019039⟩. ⟨hal-02546370⟩

Rapport

• Thirel, G., Gerlinger, K., Perrin, C., Drogue, G., Renard, B., Wagner, J.-P. Évolutions des débits futurs sur le bassin du Rhin en contexte de changement climatique. Une évaluation actualisée avec les simulations climatiques du 5e rapport du GIEC. Rapport final du projet MOSARH21, 2018.

Résumé

Le projet a pour objectif de déterminer l’influence de l’occupation des sols, des ouvrages et des modifications du cours d’eau sur la qualité et le fonctionnement hydrologique et biologique de l’Orne. Le LOTERR est plus particulièrement impliqué dans le suivi hydrométrique de l’Orne et la caractérisation de sa dynamique hydrosédimentaire dans le secteur de Joeuf – Moyeuvre-Grande. Il y a ainsi un volet hydrologique à l’échelle du bassin versant (séparation et spatialisation des écoulements) et un volet morphosédimentaire et hydrodynamique dans la zone de remous du barrage de Beth (variations morphologiques de bancs sédimentaires, mesures de sédimentation sur dalles, analyses de contraintes tractrices).

Partenaires

CRPG, Géoressources, LCPME, LHN, LIEC, LERFOB , LOTERR

Nature du financement

Aide financière de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse.

Durée

30 mois : du 30 mai 2017 au 31 décembre 2019

Chercheurs de LOTERR impliqués

Benoît LOSSON (Responsable scientifique LOTERR), Claire DELUS, Luc MANCEAU.

Résumé

La répétition des sécheresses et les projections climatiques qui envisagent des étiages plus sévères ont amené le BRGM en partenariat avec l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse, la DREAL Grand-Est, la Région Grand-Est, le Commissariat à l’Aménagement du Massif des Vosges et le LOTERR à étudier l’état des ressources en eaux souterraines dans la partie de socle du massif vosgien. Notre laboratoire a réalisé deux campagnes de mesure des débits pendant l’étiage 2019 sur les cours d’eau de la partie ouest du massif (la partie est a été mesurée par le BRGM). Une régionalisation des secteurs les moins productifs aux plus productifs a été dressée ainsi qu’une analyse de l’évolution des débits d’étiage depuis 40 ans.

Rapport

Didier Francois, Claire Delus, Sébastien Lebaut, Luc Manceau. Ressources en eau souterraine dans les Vosges et vulnérabilité au changement climatique. Campagnes de jaugeages des débits d’étiage 2019. [Rapport de recherche] LOTERR, Université de Lorraine. 2019. ⟨hal-02864671⟩

Nature du financement

Prestation de services pour le BRGM.

Durée

6 mois : juillet-décembre 2019.

Personnels du LOTERR impliqués

Didier FRANCOIS (Responsable scientifique LOTERR), Claire DELUS, Sébastien LEBAUT, Luc MANCEAU.

Résumé

Représentations des aléas et des vulnérabilités de l’eau au changement climatique dans le massif vosgien : quels savoirs territoriaux ?

Mots  clés

eau, changement  climatique, représentations, sociétés,  action  publique,  analyse sociale

Partenaire

ENGEES (UMR GESTE)

Nature du financement

Aide financière de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse.

Durée

18 mois, du 1^er février 2018 au 31 juillet 2019.

Chercheur de LOTERR impliqués

Gilles Drogue

Partenaire

Agence de l’Eau Rhin-Meuse

Nature du financement

Aide financière de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse.

Durée

13 mois : janvier 2017-janvier 2018

Chercheurs de LOTERR impliqués

Gilles Drogue, Wiem Ben Khediri (IGE contractuel)

Résumé

Dans le cadre de sous-thème « Pan-European mapping of windthrows » (Cartographie paneuropéenne des chablis), un ensemble de données comprenant plus de 80000 enregistrements d’événements de tempête couvrant l’Allemagne, l’Italie, la France, la Suède, la Slovaquie, la Roumanie, la Russie, la Pologne et l’Irlande a été recueilli . La base de données comprend toutes les tempêtes de vent majeures qui se sont produites sur la période 2000-2018 (Gudrun, Kyrill, Klaus, Xynthia et Vaia) et représente environ 30% des événements éoliens dommageables signalés en Europe. Le projet aborde la modélisation de la vulnérabilité des forêts, la surveillance par télédétection et les risques hydrogéologiques suite aux dommages causés par le vent.

Partenaires

European Commission, Joint Research Centre (Italie), Université de Florence (Italie), Swedish University of Agricultural Sciences, Umeå (Suède),  Forest Research Institute Zvolen (Slovaquie), Loterr,…

Financement

European Commission, Joint Research Centre

Durée

2018-2020

Chercheurs de Loterr impliqués

Ionel HAIDU, Sébastien LEBAUT

Publications en lien avec le projet

• Ionel Haidu, Paula Furtuna, Sébastien Lebaut. Detection of old scattered windthrow using low cost resources. The case of Storm Xynthia in the Vosges Mountains, 28 February 2010. Open Geosciences, de Gruyter open, 2019, 11, pp.492-504. ⟨10.1515/geo-2019-0040⟩. ⟨hal-02488050⟩
• Giovanni Forzieri, Matteo Pecchi, Marco Girardello, Achille Mauri, Marcus Klaus, et al.. A spatially explicit database of wind disturbances in European forests over the period 2000-2018. Earth System Science Data, Copernicus Publications, 2020, 12 (1), pp.257 – 276. ⟨10.5194/essd-12-257-2020⟩. ⟨hal-02488043⟩

Résumé

Affleurant sur plus de 8000 km², les aquifères calcaires du Jurassique et du Trias comptent parmi les réservoirs les plus sollicités et les plus dégradés du bassin Rhin-Meuse (Nord-Est de la France). Grâce à un recensement très récent des morphologies du karst associées à ces aquifères (en 2012), il est aujourd’hui possible de présenter des cartes de vulnérabilité prenant en compte l’impact du karst. Inspirée des méthodes d’évaluation multicritère de la vulnérabilité développées en contexte karstique (méthode EPIK et ses dérivés), notre approche est originale car le terrain d’étude qui couvre plusieurs milliers de km² est celui de bas plateaux calcaires à faible gradient hydraulique et dépourvus d’épikarst. Les critères cartographiés rendent compte de ces particularismes et caractérisent à la fois la structure de l’aquifère et son fonctionnement. Les critères de structure renvoient notamment à la géologie du réservoir, à l’épaisseur de la zone non saturée mais également aux zones de contacts lithostratigraphiques si importantes dans la karstogenèse des bas plateaux investis. Ces zones de contact entre formations imperméables et calcaires correspondent à des zones de dissolution préférentielle et donc à des secteurs de perméabilité accrue. Les critères de fonctionnement, quant à eux, se concentrent sur les processus d’écoulement, en fonction notamment de deux critères : les modalités d’infiltration et le degré d’organisation du réseau souterrain. Un focus sur trois sources karstiques est ensuite entrepris. Un tel changement d’échelle permet d’une part la proposition d’une cartographie fine de la vulnérabilité sur des secteurs qui présentent un intérêt certain en termes de ressource. Elle permet également une comparaison, sur ces trois secteurs, des cartographies aux deux niveaux d’échelle afin d’identifier notamment l’apport des démarches de terrain.

Partenaires

Agence de l’Eau Rhin-Meuse, DREAL Lorraine, BRGM

Financement

Aide Agence de l’Eau Rhin-Meuse

Chercheurs du LOTERR impliqués dans le projet

Benoit LOSSON, Vincent FISTER (Post-Doc), Didier FRANCOIS

Publication en lien avec le projet

• Vincent Fister, Didier Francois, Benoit Losson, Magali Marchetto. Assessment of the intrinsic vulnerability of the Rhine-Meuse basin limestone aquifers. Groundwater Vulnerability and Pollution Risk Assessment, 2020. ⟨hal-02865374⟩

Résumé

Les analyses menées par le Plan Bleu pour l’environnement et le développement de la Méditerranée (Plan Bleu, Sophia-Antipolis, 2007), sous l’égide du Programme des Nations unies pour l’environnement, indiquent que les régions méditerranéennes, et notamment le Maghreb, seront confrontées à l’horizon 2050 à une forte diminution et à une importante pollution de la ressource en eau (déjà observable depuis les années 90), liées à la fois au changement climatique (hot spot du changement climatique selon le 4ème rapport du GIEC) et à la pression anthropique (agriculture, industrialisation, urbanisation, tourisme…). L’étude de l’évolution des ressources en eau superficielle et souterraine constitue donc un enjeu majeur pour le développement des populations ainsi que pour la biodiversité et l’évolution des écosystèmes continentaux et aquatiques de ces régions.

Notre étude s’inscrit dans cette thématique : elle constitue une démarche intégrée d’investigation dans la première région agricole du Maroc «Tadla Azilal». Elle vise dans un premier temps l’évaluation de la ressource (disponibilité, exploitation) et des contraintes qui pèsent sur son renouvellement.

Thèse de Sallak B. en codirection internationale de Thèse (E. Gille, El Khalki Y., S. Lebaut) : Le risque hydrologique : processus, genèse et problématique d’aménagement du territoire : cas du Dir du Haut-Atlas central.

Financement

Projet du Programme Hubert Curien TOUBKAL n°14/312.

Partenaires

Université de Rouen
Universités de Beni Mellal et Settat au Maroc.

Chercheur du Loterr impliqué dans le projet

Sébastien LEBAUT (Porteur du projet)

Communications en lien avec le projet :

• Bouazza S., Lebaut S., El Khalki Y., Emmanuel Gille E., 2019 – Essai sur l’évolution du couvert végétal et ces impacts dans le piémont (dir) de l’Atlas de Béni-Mellal : étude diachronique à partir d’images Landsat TM et OLI. Revue Espace géographique et Société marocaine n°26, pp 121-144.
• Bouazza S., Lebaut S., El Khalki Y., Gille E., 2015 – Méthodologie pour la production de données hydrométriques propres à caractériser les crues-éclair dans le Moyen Atlas méridional : cas du bassin versant de l’oued Ikkour. Séminaire National, sous le thème « Disponibilité des données sur l’eau pour les scientifiques, entre enjeux & défis ». Faculté des Sciences de Rabat, le 28 novembre 2015.

Résumé

Le projet SIGRES vise à mettre en place un système d’informations (sur la base d’un SIG) pour évaluer et gérer les ressources en eau de surface dans le bassin versant du Sebou en amont de Fès. Cette région de moyenne montagne est soumise à un important exode rural. Le maintien de cette population dépend de l’activité agricole elle-même soumise aux disponibilités en eau.
Ce projet permettra d’obtenir une densification de l’information hydrologique concernant les précipitations, les écoulements moyens et de basses eaux (situation la plus déterminante pour les usages agricoles).

Thèse de Qadem A. en codirection internationale de Thèse (E. Gille, Akdim B.) : Quantification, modélisation et gestion de la ressource en eau dans le bassin versant du Haut Sebou (Maroc).

Financement

Programme Hubert Curien VOLUBILIS n°10/244 

Partenaires

Universités de Fès et de Meknès (Maroc)

Chercheur du Loterr impliqué dans le projet

Sébastien LEBAUT (Porteur du projet)

Publications/communications en lien avec le projet

• Qadem A., Laaouane M., Lebaut S., Akdim B., Gille E., 2016 – Exploitation et utilisation de la ressource en eau souterraine dans le Haut-Sebou (Moyen-Atlas, Maroc). Geomaghreb n°12, pp.43-53.
• Qadem A., Akdim B., Laaouane M., Lebaut S., Gille E., 2014 – Utilisation et gestion de la ressource en eau dans le haut Sebou (Moyen-Atlas, Maroc). Revue Géomaghreb n°10, pp. 21-32.
• Qadem A., Lebaut S., Akdim B., Laaouane M., Manceau L., 2014 – Spatialisation des ressources en eau dans le bassin versant du Haut Sebou (Maroc). E-Revue Eau-Climat au Maghreb n°2. http://eau-climat-maghreb.net/eau-et-climat-au-maghreb-volume-2-2014/
• Qadem A., Lebaut S., Gille E., Akdim B., Laaouane M., 2018 : L’apport de l’analyse des débits en période de tarissement dans la connaissance du fonctionnement des nappes et le rythme de vidange des réservoirs souterrains dans le Haut Sebou (Moyen-Atlas, Maroc). Colloque « les sources d’eau dans le bassin méditerranéen : hydrologie, valorisation et sauvegarde » à Fès du 26 au 28 octobre 2017.
• Qadem A., Lebaut S., Akdim B., Gille E., Laaouane M., 2016 : L’Ecoulement Rapide de Crue (ERC) dans le bassin du Haut-Sebou, Moyen-Atlas, Maroc : analyse et quantification d’une ressource en eau potentielle. 5ème colloque international du réseau « Eaux &Climats » (CIREC 5, Labelled Event COP22 Marrakech 2016), Faculté Sciences et Technique de Fès, 12-13 octobre 2016.
• Lebaut S., Qadem A., Laaouane M., 2012 – Débits d’étiage et variabilité interannuelle des précipitations dans le Haut Sebou (Moyen-Atlas, Maroc): une problématique de gestion de la ressource en eau. Colloque « Ressources en Eau dans les Zones Arides et semi-arides » à Beni Mellal, du 14 au 16 novembre 2012.
• Qadem A., Lebaut S., Akdim B., Laaouane M., Manceau L., 2012 – Spatialisation des ressources en eau dans le bassin versant du Haut Sebou (Maroc). Colloque international « eau et climat – Regards croises nord / sud ». Université de Rouen 25 et 26 septembre 2012.

Résumé

Ce projet de recherche a pour objectif une cartographie multi-scalaire des zones à risque hydrique réel assortie d’informations sur le risque perçu par les populations dans le Rif central (Maroc). Ce document constituera une aide à l’aménagement et au développement pour les acteurs territoriaux. Le cadre territorial est celui du Rif central car il présente des enjeux forts pour le Maroc et constitue un « cas d’école » pour le risque hydrique à plusieurs titres : l’occurrence de l’aléa est forte puisque ce secteur combine un climat méditerranéen dont les pluies extrêmes fréquentes, un milieu de forte pente lié à la jeunesse de l’orogenèse et des terrains marneux présentant une grande vulnérabilité à l’érosion (peu de cohésion) ; De plus cette instabilité est renforcée par la sismicité de la zone (tremblement de terre d’Al Hoceima de 2004, 900 morts). Les taux de dégradation spécifique parmi les plus forts du monde rendent compte de cette instabilité.

L’élaboration de ce document d’aide à la décision en matière d’aménagement territorial nécessite de travailler sur deux grands thèmes : l’aléa et la vulnérabilité réel, et le danger perçu.

Thèse A. Gruzelle (dir. E. Gille) : Stratégie préventive du risque d’origine naturelle « Mouvement de terrain » : approche zonale et comparée de territoires (France, Maroc, Brésil).

Financement

Université de Lorraine
Région Lorraine

Chercheur du Loterr impliqué dans le projet

Sébastien LEBAUT (Porteur du projet)

Publications/communications en lien avec le projet

• Gruzelle A., Lebaut S., 2019 – Approche méthodologique de la prévention du risque glissement de terrain -le modèle ProActerr : présentation et application à la ville d’Al Hoceima (Maroc). Revue Geo-Eco-Trop., 43, 2, n.s.: 233-247.
• Gruzelle A., Lebaut S., Gille E., 2016 – « Analyse de “territoires à risque” hydrique en France, au Maroc et au Brésil : support d’une démarche pédagogique pour la réduction de la vulnérabilité ». Actes du colloque international francophone de l’ESPE de Clermont-Ferrand les 6 et 7 avril 2016 « Eduquer et former au monde de demain », 13 p.
• Gruzelle A., Gille E., Lebaut S., 2016 – Transposabilité méthodologique pour la réduction de risques rapides liés à de fortes pluies. Actes du Deuxième Colloque international « Eau et Climat : Regards Croises Nord/Sud ». Maroc : Faculté des Lettres et des Sciences Humaines de Saïs – Fès, pp. 55-67.
• Gruzelle A., Gille E., Lebaut S., 2016 – Analyse du risque « glissements de terrain rapides » sur des territoires au Brésil, en France et au Maroc » – Contribution à l’étude de l’interaction « population-environnement naturel ». 3ème colloque de l’AFGP Castelsardo, Italie – La géographie physique et les risques de pertes et préjudices liés aux changements climatiques.
• Gruzelle A., Gille E., Lebaut S., 2015 – Prévention du risque hydrique (France, Maroc, Brésil) : méthode d’acquisition de connaissances et transfert d’expériences. 10ème colloque sur les risques naturels au Québec, 27 au 29 à Rimouski.