Intercomparaison de modélisations hydrologiques pour une tête de bassin versant alpine, vers une quantification de la vulnérabilité de la ressource en eau des alpages

5-6 mois de février à juillet

Les zones d’alpages de montagne sont aux premières loges du réchauffement climatique, avec un réchauffement accentué comparé aux plaines, un raccourcissement de la durée d’enneigement et une diminution de l’épaisseur du manteau neigeux. On observe également les premiers épisodes de sécheresse estivale du fait de l’augmentation des vagues de chaleur et de la diminution de l’influence nivale sur les débits estivaux des torrents. En parallèle, la fréquentation de ces alpages a augmenté ces dernières années que ce soit les randonneurs de passage ou au sein des refuges gardés. Des conflits d’usage sont donc anticipé vis-à-vis de l’eau disponible en été, entre écosystèmes, pastoralisme et refuges.
Afin de mieux comprendre, accompagner et anticiper les adaptations nécessaires à ces changements, un collectif de parcs nationaux français et italiens porte le projet européen Alcotra ACLIMO visant une meilleure connaissance de l’hydrologie de montagne et à une transition durable des usages de l’eau par les activités d’altitude dans un contexte de changement climatique. Un des axes du projet consiste à accompagner le développement d’outils de modélisation adaptés à ces têtes de bassin versant et fournir des données sur l’évolution de la ressource en eau issues de ces modèles. Néanmoins, ces questions font face à plusieurs défis, liés aux manques d’observations de débit à ces altitudes, ainsi qu’au manque de recul sur la capacité des modèles hydrologiques existants à simuler ces têtes de bassins versants.

L’objectif de ce stage est donc d’utiliser les sorties du modèle MORDOR1 développé par EDF et appliqué pour le projet sur le bassin versant des Charmasses au Col du Lautaret et de les comparer aux sorties du modèle PARFLOW-CLM disponibles à l’IGE. Cela dans l’objectif de faire un état de l’art des capacités actuelles de ces modèles à représenter l’hydrologie des têtes de bassin versant alpins et de les inter-comparer pour relever leur forces et faiblesses respectives. Des simulations du modèle J2000 produites par l’INRAE pourront éventuellement être aussi comparées.
Le stage tirera parti des séries de données disponibles à travers le Jardin du Lautaret et ses laboratoire partenaires, en nivologie, hydrologie et météorologie, rares à cette altitude.
Le stagiaire aura pour tâche de :
• Préparer les forçages météorologiques et données d’évaluation des modèles, en particulier poursuivre sur les années récentes le travail de nettoyage, critique et complétion
• Évaluer le niveau de réalisme physique de certaines variables du modèle MORDOR, ainsi qu’évaluer sa capacité à représenter l’hydrologie d’une petite tête de bassin versant.
• Étendre les modélisations PARFLOW-CLM sur les années récentes, évaluer les performances et les axes d’amélioration du modèle.
• Comparer les sorties communes des deux modèles au regard des observations, en tirer des conclusions sur leurs forces respectives, leurs limitations, leur pertinence pour les têtes de bassin versants et leurs axes d’amélioration.
• Apporter un appui ponctuel à l’entretien du parc d’instrumentation du Lautaret et/ou à des campagnes de terrain en fonction des besoins et de l’intérêt du stagiaire

Conditions d’accueil
Le stagiaire sera accueilli au sein de l’IGE à Grenoble, plusieurs visites pourront avoir lieu à EDF-DTG à Saint-Martin-Le-Vinoux. Un suivi ponctuel de l’avancement avec le Parc de la Vanoise aura lieu à Grenoble, Chambéry ou en visio-conférence.

Candidature
Ecrire à alix.reverdy univ-grenoble-alpes.fr ; didier.voisin univ-grenoble-alpes.fr ; jean-martial.cohard univ-grenoble-alpes.fr

Bibliographie
https://www.vanoise-parcnational.fr/fr/des-actionsgerer-et-proteger-les-patrimoinesles-milieux/projet-alcotra-aclimo-climat-et-eau
Garavaglia, F., Le Lay, M., Gottardi, F., Garçon, R., Gailhard, J., Paquet, E., & Mathevet, T. (2017). Impact of model structure on flow simulation and hydrological realism : from a lumped to a semi-distributed approach. Hydrology and Earth System Sciences, 21(8), 3937-3952.)
Gupta, A., Reverdy, A., Cohard, J. M., Hector, B., Descloitres, M., Vandervaere, J. P., ... & Voisin, D. (2023). Impact of distributed meteorological forcing on simulated snow cover and hydrological fluxes over a mid-elevation alpine micro-scale catchment. Hydrology and Earth System Sciences, 27(1), 191-212.
Rouhier, L., Le Lay, M., Garavaglia, F., Le Moine, N., Hendrickx, F., Monteil, C., & Ribstein, P. (2017). Impact of mesoscale spatial variability of climatic inputs and parameters on the hydrological response. Journal of Hydrology, 553, 13-25.