Le projet s’attaque à 3 fronts méthodologiques et cognitifs :

Le premier, de nature méthodologique est la question de la représentation numérique du réseau de retenues (représentation spatialement explicite, statistique ou globale) et de leurs caractéristiques (capacité volumique, relation cote-volume, etc.) dans un modèle hydrologique. Différents modes de représentation sont rencontrés dans les modèles hydrologiques (Hughes and Mankel, 2010, Nathan et al., 2005, Malveira et al., 2014). Alors que le choix de la représentation conditionne les résultats des simulations, il n’existe pas d’analyse approfondie des implications de ce choix sur les variables simulées d’intérêt. Il est donc nécessaire d’objectiver le choix à faire en la matière en fonction du contexte hydroclimatique pour guider le modélisateur scientifique mais également le modélisateur opérationnel qui a recours à la modélisation comme outil de prédiction dans les études d’impacts des retenues. La question de la représentation sera traitée à partir du cas d’étude (BV du Gélon, cf ci dessous), et également en considérant par exploration numérique une diversité de contextes hydroclimatiques : bassins avec dominance de ruissellement, bassins avec dominance d’écoulement de subsurface, bassins avec une hydrologique mixte (subsurface, ruissellement), climat tempéré et humide, climat méditerranéen, ….

Les 2 autres objectifs sont de nature cognitive. Il s’agit d’abord par la simulation agro-hydrologique de progresser dans la compréhension des facteurs à l’origine des impacts hydrologiques et agricoles des réseaux de retenues, en se concentrant sur les modes de gestion de l’eau des retenues. Par mode de gestion, nous entendons non seulement l’alimentation (dérivation, en barrage, déconnexion) et la restitution d’eau (débit réservé) de la retenue vis à vis de la rivière mais également et surtout les modes de prélèvement de l’eau stockée dans la retenue par l’agriculteur (intensité et saisonnalité des volumes prélevés) en fonction des pratiques agricoles. Ces modes de gestion sont un facteur d’impact cumulé des réseaux de retenue peu voire jamais étudié (Habets et al., 2018). S’agissant des modes de prélèvements, ils seront choisis en lien avec les travaux et conclusions de l’action INRAE-INRAE en cours intitulée « Etude de l’impact des prélèvements d’eau en cours d’eau hors étiage » à laquelle un des proposant de l’action proposée ici participe. Nous traiterons également de la question des modes de gestion des retenues comme pour le premier objectif par exploration numérique en considérant une diversité de contextes hydroclimatiques.

Enfin, la question de l’intérêt et les limites des retenues pour consolider voire accroître la résilience des territoires agricoles face aux sécheresses selon les différents futurs climatiques possibles et en fonction des systèmes de culture envisageables constitue le dernier front cognitif abordé. Force est de constater qu’il a été peu traité jusqu’à présent (Allain et al., 2018), sans doute par manque d’outils capables d’évaluer la diversité des grandeurs concourant à la résilience, grandeurs agronomiques à l’origine des besoins en eau et des performances agricoles (rendements des cultures, efficience d’utilisation de l’eau,…) et aussi grandeurs hydrologiques à l’origine de la disponibilité de la ressource en eau (débit, stock d’eau dans les retenues,…). La question de l’intérêt des retenues vis à vis de la réduction des crues n’est pas l’objectif premier de ce travail. Cependant, la prise en compte de l’ensemble de la gamme des débits, dont les débits de crue, dans l’impact hydrologique apportera des éléments de connaissance sur l’impact des retenues sur la réduction des crues, et donc l’aléa à l’origine des inondations.

L’action proposée fait suite à une action de recherche et d’innovation (action INRA-ONEMA, 2016-2019, Molénat et al., 2020) qui a permis, entre autres, de concevoir Mhydas-Small-Reservoir. Le responsable INRAE de l’action a participé au comité de suivi scientifique du programme ICRA de l’OFB (2019-2022). Il participe également à l’action INRAE-INRAE en cours intitulée « Etude de l’impact des prélèvements d’eau en cours d’eau hors étiage » (2022-2023).

L’action proposée ici repose sur ce modèle Mhydas-small-reservoirs (Lebon et al., 2022). Mhydas-Small-Reservoir représente i) les interactions entre le fonctionnement des couverts cultivés et l’hydrologie aux résolutions spatiales caractéristiques des pratiques agricoles (parcelle, retenue) et caractéristiques de l’hydrologie des bassins (bief de rivière, nappe) et ii) les flux d’eau hydrologiques (ruissellement, …) et agronomiques (prélèvements d’eau dans les retenues et les rivières, apport d’irrigation) en jeu dans le bassin versant agricole.

Le principal territoire de cette action est le bassin versant du Gélon, situé dans le bassin de l’Arrats (Gers). Le bassin du Gélon a été équipé depuis 2017 principalement sur fond propre du LISAH, et également grâce aux fonds de l’action OFB 2016-2019 pour le suivi météorologique, la mesure des débits et le suivi des volumes d’eau dans 6 des 25 retenues du bassin.

Plusieurs membres du LISAH contribuent à ce projet: J. Molénat, C. Dagès, H. Lechevallier, S. Troiano, O. Huttel, A. Thoni, D. Crevoisier

Claire Magand, chargée de mission, est la référente OFB du projet.