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Evaluating future groundwater recharge with associated uncertainty at the scale of France

Recharge des aquifères à l'échelle de la France : estimation, évolution et incertitudes associées

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Résumé

Evaluating future groundwater recharge with associated uncertainty at the scale of France Among aquifer recharge processes, effective precipitation infiltration is the most directly impacted by climate. We propose a methodology for estimating this recharge at the scale of large territories, based on global hydrological models requiring few data and parameters. The originality of our work lies in the use of the IDPR (Network Development and Persistence Index) which is a qualitative cartographic index of infiltration potentiality. The study of more than 350 hydrological basins made it possible to highlight a linear relation between the BaseFlow Index and the IDPR for the sedimentary basins. Based on this relationship and assuming that the effective rainfall infiltration ratio could be assimilated to the BFI, an map of this ratio was generated all over France, allowing the effective precipitation map to be converted into a recharge map. The methodology was then applied to estimate future recharge using the outputs of climate models for two contrasted radiative concentration pathway scenarios. By 2030, whatever the scenario, the modeling results predict a moderate decrease in the direct recharge of aquifers everywhere in France except in Paris basin and around the Mediterranean sea. By 2080, the optimistic scenario allows to recover recharge values close to the current ones, outside the north of the Paris basin. At the opposite, within the pessimistic scenario, a majority of aquifers would undergo a recharge decrease by 10 to 30%, with stress zones in the Paris basin, around the Mediterranean sea and in Corsica. Nonetheless, these first results should be considered carefully as the associated uncertainties are significant and can reach 50% for the most pessimistic forecasts.
Parmi les processus qui participent à la recharge des aquifères, la recharge par infiltration des précipitations efficaces est la plus directement impactée par le climat. Nous proposons une méthodologie qui permet d'estimer cette recharge à l'échelle de grands territoires, sur la base de modèles hydrologiques globaux nécessitant peu de données et de paramètres. L'étude de plus de 350 bassins hydrologiques a permis de mettre en évidence pour les bassins sédimentaires, une relation entre le BaseFlow Index et l'IDPR (Indice de Développement et de Persistance des Réseaux), qui est un indice cartographique qualitatif de potentialité d'infiltration. Sur la base de cette relation, une carte du ratio d'infiltration de la pluie efficace a pu être générée pour toute la France métropolitaine, permettant de transformer la carte de pluie efficace en carte de recharge. La méthodologie a été appliquée pour estimer la recharge future en utilisant les sorties de modèles climatiques pour deux scenarios de forçage radiatif. A l'horizon 2030, quel que soit le scénario, les résultats de la modélisation prévoient une baisse modérée de la recharge directe des aquifères sur la majorité du territoire, en dehors du bassin parisien et du pourtour méditerranéen. A l'horizon 2080, le scénario optimiste permet de revenir à des valeurs de recharge proches de l'actuel, en dehors du nord du bassin parisien. En revanche, dans le scénario pessimiste, une majorité des aquifères voit sa recharge diminuer de 10 à 30%, avec des zones plus tendues dans le bassin parisien, le pourtour méditerranéen et la Corse. Les incertitudes associées à ces résultats sont néanmoins importantes et peuvent atteindre 50% sur les prévisions les plus pessimistes.
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Communication_Lanini&Caballero_SHF2019.pdf (1.09 Mo) Télécharger le fichier
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Dates et versions

hal-02159826 , version 1 (19-06-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02159826 , version 1

Citer

Sandra Lanini, Yvan Caballero, Pierre Le Cointe, Sandra Béranger, Luc Arnaud, et al.. Recharge des aquifères à l'échelle de la France : estimation, évolution et incertitudes associées. Colloque SHF-UNESCO : Sécheresses, étiages et déficits en eau, Dec 2019, Paris, France. ⟨hal-02159826⟩

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