Actions
Production de trajectoires hydro-climatiques sur l’Afrique de l’Ouest
Cette action s’inscrit dans un contexte d’évolutions climatiques non-stationnaires et un changement massif des surfaces, ayant entraîné des situations inattendues dans le passé (paradoxe sahélien). Un besoin clé identifié dans ce contexte, et auquel veut répondre cette action, est de baser la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) sur des prises en compte explicites des interactions surface – souterrain (ce qui est notamment un objectif prioritaire du Centre régional AGRHYMET au Niger). L’objectif de l’action est donc de quantifier les évolutions relatives des flux d’eau et des réserves de surface et souterraines, et de proposer des produits et données régionales à haute résolution (30 minutes, 1 kilomètre) de stocks (surface, sol, souterrain) et flux d’eau (débits, recharge, évapotranspiration) sous conditions actuelles et futures. Des cartes seront mises à disposition des utilisateurs finaux.
L’outil utilisé pour réaliser ce travail est PARFLOW, un modèle qui propose une approche intégrée et non calibrée, et qui s’appuie sur diverses bases de données globales disponibles (land cover, données de sol, données d’aquifère. Suite à une première année de simulation, des premières comparaisons ont pu être faites avec des observations, par exemple sur des données spatiales (altimétrie), qui montrent, en zone sahélienne, que le modèle est capable de restituer des débits sur les Fleuves. A une échelle plus fine, on peut aussi constater que les courbes sont cohérentes.
Coordination : Jean-Martial COHARD (chercheur en physique de l’atmosphère et hydrologie, IGE)
Production de courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) non stationnaires en Afrique de l’Ouest
Dans le cadre de cette action, il est question de décrire l’évolution du régime de pluie à différents pas de temps au cours des décennies passées et leur évolution possible pour les décennies futures pour différentes trajectoires climatiques. Les courbes IDF sont des outils d’aide à l’ingénierie hydrologique permettant d’estimer, pour différentes durées et fréquences de pluie, l’intensité des précipitations, ce qui est particulièrement utile pour le dimensionnement d’ouvrages hydrauliques, et pour déterminer des pluies de projet qui viennent alimenter des modèles pluies-débits. Néanmoins, ces courbes IDF, lorsqu’elles existent en Afrique de l’Ouest, sont limitées aux capitales et sont souvent générées avec des données et/ou des méthodes obsolètes.
Le travail autour des courbes IDF a déjà été entamé dans le cadre du projet AmmaCatch, et des partenariats ont été institués avec plusieurs organismes en Afrique de l’Ouest. Dans le cadre du projet CECC, le but de l’action est notamment de pouvoir alimenter l’action « Inondations urbaines à Dakar » de l’Axe n°2 au Sénégal. Les données seront mises à disposition sur le portail informatique avec une documentation permettant de les utiliser de manière pertinente, notamment à destination d’organismes comme l’ANACIM ou de bureaux d’études en charge du dimensionnement d’ouvrages hydrauliques.
Coordination : Théo VISCHEL (Hydrologue, IGE) et Gérémy PANTHOU (Physicien adjoint, IGE)
Impacts des changements climatiques et des changements de végétation en Amazonie sur les précipitations des Andes tropicales
Dans le cadre de cette action, portant sur les simulations climatiques régionales développées sur l’Amérique du Sud, l’équipe CECC travaille sur deux types de domaines : CORDEX d’une part (à l’échelle du continent entier, avec 30 ans de simulations présentes et futures, à 20 kilomètres de résolution) et le sous-domaine des Andes tropicales (avec 10 ans de simulations, 4 kilomètres de résolution) d’autre part.
L’équipe travaillera sur l’identification de modèles, d’un GCM à partir de types de temps dans les tropiques. Les simulations sont effectuées avec un projet d’allocation de ressources informatiques DARI (IDRIS), en collaboration avec l’UMI IFAECI et l’IPSL.
Coordination : Clémentine JUNQUAS (chargée de recherches, IGE)
Exploitation des aquifères de socle d’Afrique de l’Ouest : régionalisation des potentiels et des limites imposées par le milieu
Les aquifères de socle d’Afrique de l’Ouest offrent un réservoir d’eau disponible toute l’année (par opposition aux eaux de surface) pour l’alimentation en eau potable (AEP) et d’autres usages potentiels (irrigation, abreuvement, industries) et assurent des fonctions écosystémiques. Si la ressource est encore peu développée, les limites de son exploitation restent méconnues, alors même que la pression s’intensifie sous les facteurs démographique et l’intermittence climatique. Les Etats ont besoin de planifier la stratégie de mobilisation de cette ressource afin d’assurer sa pérennité, en connaissant les limites de son exploitation et leur déclinaisons géographiques.
Les chercheurs du projet CECC proposent donc de cartographier les limites d’exploitation des aquifères de socle, en déployant les travaux du collectif ASAO (Aquifères de Socle en Afrique de l’Ouest) à partir de bases de données de forage et de mesures de terrain, en les prolongeant pour identifier les déterminants de la répartition spatiale des stocks d’eau à l’aide de l’Intelligence Artificielle.
Le travail portera en particulier sur l’amélioration des méthodes d’évaluation des propriétés hydrodynamiques et du stock d’eau des aquifères de socle, ainsi que la mise au point d’une méthode permettant de spatialiser leurs limites d’exploitation, l’adaptation de méthodes d’IA et la comparaison à des méthodes statistiques plus classiques pour la modélisation des stocks et de la recharge, et enfin la production de cas d’études pour des contextes géologiques et hydro climatologiques contrastées d’Afrique sub-saharienne en intégrant les effets du changement global (horizons 2050 – 2100).
Coordination : Basile HECTOR (hydrogéologue, IGE) et Patrick LACHASSAGNE (hydrogéologue et DU, HSM)
Régionalisation des crues en Afrique de l’Ouest et Centrale dans un contexte de changement climatique
Cette action sur la régionalisation des crues en Afrique de l’Ouest et Centrale, dans un contexte de changement climatique, a pour but de développer une analyse approfondie et une base de données documentée et à jour sur les crues de la région.
Le travail à mener consiste d’abord en l’analyse de la base de données de plusieurs bassins d’Afrique de l’ouest, dans le but d’identifier les séries avec des données manquantes sur de longues périodes, ainsi que les séries dont la qualité des données serait douteuse et les bassins potentiellement influencés par les activités anthropiques (barrages, réservoirs…). Cela permettra d’élaborer une base de données fiables pour ces bassins avec au moins 15 ans de données de débit continues après 1970. Ensuite, il sera question d’extraire les débits maximums annuels, de tester l’éventuelle présence de tendance et ajuster des modèles fréquentiels (GEV, Gumbel) pour définir, à l’échelle locale, quelle est la meilleure méthode d’ajustement de ces distributions dans le but d’estimer les périodes de retour des crues (2 ans, 10 ans, 20 ans…).
Coordination : Yves TRAMBLAY (Hydroclimatologue, HSM)