Integrated numerical modelling applied to the water ressource managment in the scope of the Water Framework Directive

Présentation La présentation permet d’aborder quelques applications concrètes issues de la mise en place d’un outil opérationnel et prospectif de gestion de la qualité des eaux de surface, à l’échelle des bassins versants et des districts internationaux. Cet outil (Pegase Opera) est utilisé directement par les Agences, Administrations et Ministères gérant la ressource en eau de surface en adéquation avec les contraintes de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau. Ce type d’outil est dédicacé à l’établissement des plans de gestion, la gestion du monitoring, la structuration de la connaissance « Qualité », l’analyse coût-efficacité, les études d’impacts, … Contexte Au départ d’un modèle mathématique de la qualité des eaux de surface, l’Unité R&D de l’Aquapôle a développé l’ outil opérationnel de simulation Pégase Opéra, doté d’une GUI (interface utilisateur) performante. Le développement de ce logiciel est actuellement supporté par différents partenaires dont, entre autres pour l’Europe, la DG environnement de la Région wallonne, 4 Agences de l’Eau françaises et l’administration de l’eau du Grand-Duché de Luxembourg. Il est (ou a été) testé sur d’autres domaines : en région flamande par la Vlaamse Milieu Maatschappij, en Pologne sur la haute Vistule, au Canada (Le Nicolet), au Brésil (l’Itajï). Il est également implémenté au niveau de plusieurs districts internationaux en Europe de l’Ouest : la Meuse, l’Escaut et la Moselle, impliquant donc également les pays et régions limitrophes. Ce type d’outil - physiquement basé - permet d’établir, via la modélisation explicite de l’écosystème rivière, la relation pression-impact entre l’ensemble des charges de pollution (urbaines, industrielles, élevage, agriculture…) et la qualité de l’eau dans tout le BV concerné. Il représente donc un outil déterministe puissant permettant, en tenant compte des contraintes de la DCE, de simuler différents scénarios de gestion et d’en déterminer les impacts sur l’écosystème. Il permet également d’optimiser dans le temps et dans l’espace les réseaux de surveillance en fournissant des informations qualitatives additionnelles en tous points des cours d’eau concernés, i.e. entre les mesures discrètes issues des stations de monitoring des réseaux. Les contraintes liées à la mise en place de ce type de méthodologie de modélisation, impliquent la collection des données complètes associées à la thématique de l’eau en relation avec la modélisation numérique. Citons principalement les données géoréférencées (i) hydrographiques (réseau des rivières, zones hydrographiques, MNT, singularités anthropiques), (ii) d’activités et de pressions (rejets {URB, IND, STEP} et apports par le BV {AGR, OCC, élevage}), (iii) hydrométéorologiques (température, débit aux stations limnimétriques, ensoleillement, CLA) et de qualité (à partir du réseau de mesure). Applications Suivant une méthodologie éprouvée, les Agences européennes utilisent des modèles numériques en tant qu’outils prospectifs d’aide à l’implémentation de la DCE, autorisant la création de scénarios de mesures de base et complémentaires en vue de l’atteinte du bon état des masses d’eau de surface, au départ de simulation de référence « historique ». Seront présentés différents cas concrets que des agences et administrations de l’eau ont eu à résoudre par le passé dans le cadre de la DCE. Depuis la simulation classique jusqu’à l’étude d’impact de seuils érigés pour les moulins de la Loire sur l’eutrophisation d’un de ses affluents. L’approche par modélisation permet d’apporter un éclairage scientifique dans le processus décisionnel également lié à des contraintes juridiques, sociologiques et économiques.

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