Présentation de RIWER-2030

Partenaires
1 : CNRS, Lab. d’étude des Transferts en Hydrologie
et Environnement, (LTHE), Grenoble
2 : EDF, # Direction Technique Générale (DTG), Grenoble,
# R&D - Lab. National Hydraulique et Environnement (LNHE), Chatou
Chercheurs et ingénieurs
M. Bourqui2, F. Hendrickx2, J. Gailhard2, T. Mathevet2,
J.- D. Creutin1, B. Hingray1, A. Mezghani (postdoc/riwer)1
B. François (doc/riwer)1,2, M. Lafaysse (doc/enm)1,Cerfacs, J. Chardon (doc/bdr)1
Financement – 372k€
http://www.lthe.fr/RIWER2030
Grenoble, 29.11.2011
Coordination
B. Hingray
[email protected]
F. Hendrickx [email protected]
Programme ANR VMCS 2008
Durée : 04/2009 – 12/2012
1
L T H E
RIWER2030 : Climat Régionaux et Incertitudes,
Ressources en Eau et Energétiques associées de 1960 à 2030
•
•
Développer une méthodologie d’évaluation de l’impact
hydro-éco. du CC et l’appliquer à 2 hydrosystèmes
Caractériser les incertitudes
Dampierre
Giens
Villerest
106,2Mm3 - 150 ha
Barrage pour
soutien d’étiage
Débit Objectif de
soutien d’Étiage
CNPE
Serre Ponçon
1272 Mm3 – 2800 ha
Durance à Serre Ponçon – 3’500 km2
Hydroélectricité, Tourisme,
Eau irrigation, Etiages
Usages diffus (AEP,
agriculture,
industries etc.)
Naussac
190Mm3 - 1050 ha
In Mathevet et al. SHF-2009
Loire à Giens – 35’000 km2
Soutien d’étiages, Environnement
Refroidissement des Centrales Nucléaires
2
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Méthodologie
Changts climatiques
globaux / régionaux
Scénarios
d’émission
Modèle de climat
Modèles climatiques
(GCM/RCM)
Ensemble
Arch.
Obs
Adaptation :
Modèle Descente
d’Echelle (MDES)
Générateur de scénarios mét.
Modèle hydrologique
…
analog/dsclim/ddwgen
Chroniques météo. simulés
Simulation
hydrologique/gestion
Modèle de gestion
Cequeau / Mordor
ISBA-Durance / Cequeau
Modèle d’impact + (mesures quantitatives)
+ Scénarios
d’états futurs
de l’hydrosystème
Chroniques débits simulés
+ Scénarios
de gestion future
Performance
gestion
PDACI
160
140
120
100
80
60
40
20
0
FilDeLeau
Mimikou
Grenoble, 29.11.2011
Hamlet
Veijalainen
3
L T H E
Objectifs spécifiques 1/ éval°+ améliorat°MDES
•
1/ Améliorer la pertinence des scénarios météo. générés à l’aide de Modèles de
Descente d’Echelle Statistique (MDES) à l’échelle des hydrosystèmes
– proposer un cadre d’évaluation orienté « impact » des MDES
• Performance climatologique / chronologique / hydrologique
• transposabilité en climat futur ?
– évaluer / adapter différents types de MDES : stratégie optimale ?
ℜn
ℜn
Variable
expliquée
y1
ε1
f1 (xi)
Variable
explicative xi
analog : k plus proches voisins
edf/lthe
Obled et al., Gaihlard et al.
dsclim: types de temps/kppv
cerfacs
Boé et al., Lafaysse et al.
d2gen : fonction de transfert
epfl/lthe
Mezghani et Hingray (2009)
4
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Objectifs spécifiques 2/ Méthodo Impact
•
•
2/ Proposer une méthodologie pour estimer les impacts du changement clim.
– développer un cadre d’évaluation des stratégies de gestion des retenues,
– explorer / adapter / comparer différentes stratégies de gestion
– explorer la possibilité d’améliorer
leur réalisme en climat présent / adaptabilité en climat modifié
Entre autres : défaillances et mesures RRV (Hashimoto et al. 1982) :
Reliability : une mesure de la fréquence des défaillances
Resilience : une mesure de la facilité du système à retrouver
une situation satisfaisante suite à une défaillance
(inverse de la durée moyenne des défaillances)
Vulnerability : une mesure de l’intensité des défaillances
(intégrant éventuellement f°de coût)
Performance
5 stratégies de gestion
PDACI
100
80
60
40
Hamlet
FilDeLeau
20
0
Indice de satisfaction W(k,y)
Zone de défaillance
Plage d’acceptabilité
Mimikou
Veijalainen
Fiabilité (%)
Zone de défaillance
Résilience (%)
Fiabilité_occ (%)
5
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Objectifs spécifiques 2/ Méthodo Impact
•
Adaptabilité optimale :
Gestion par programmation
dynamique en avenir certain
ou même incertain
une signature climatologique
de la trajectoire
de gestion optimale :
la valeur de l’eau de stockage
Taux de
remplissage du
réservoir
Valeur de l’eau stockée $/m3
6
0Mm3
700Mm3
5
1400Mm3
S/Sm = 10%
2100Mm3
4
2800Mm3
3500Mm3
3
2
S/Sm = 90%
1
0
Aug64
Nov64
Fev65
1964
550
May65
Aug65
Nov65
Fev66
May66
Aug66
1966
1965
apports
Nov66
Fev67
May67
Aug67
1967
demande HE
Demand
500
Inflow
450
400
m 3/s
•
2/ Proposer une méthodologie pour estimer les impacts du changement clim.
– développer un cadre d’évaluation des stratégies de gestion des retenues,
– explorer / adapter / comparer différentes stratégies de gestion
– explorer la possibilité d’améliorer
leur réalisme en climat présent / adaptabilité en climat modifié
W V/m 3
•
350
300
250
200
150
100
50
0
Aug64
Nov64
Fev65
May65
Aug65
Nov65
Fev66
May66
Aug66
Nov66
Fev67
May67
Aug67
6
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Objectifs spécifiques 2/ Méthodo Impact
300
DT=+2.5
DT=+4
250
DT=+5.5
DT=+7
200
150
100
50
une signature climatologique
de la trajectoire
de gestion optimale :
la valeur de l’eau de stockage
0
J
F M
A M J
J
A S
O N D
J
J F M A M J J A S O N D
Temperature=Ctrl
∆Précip.
seul
350
Ctrl
300
DP=0
DP=-10%
250
DP=-20%
200
150
100
50
0
J
F M A M J
J
A S O N D
J
Régimes hydrologiques futurs
W V /m 3
•
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
W V /m 3
∆Temp.
seul
Ctrl
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
W V /m 3
Adaptabilité optimale :
Gestion par programmation
dynamique en avenir certain
ou même incertain
350
W V /m 3
•
2/ Proposer une méthodologie pour estimer les impacts du changement clim.
– développer un cadre d’évaluation des stratégies de gestion des retenues,
– explorer / adapter / comparer différentes stratégies de gestion
– explorer la possibilité d’améliorer
leur réalisme en climat présent / adaptabilité en climat modifié
45%
Precipitation=Ctrl
Flow (m3/s)
•
J F M A M J J A S O N D
Valeur de l’eau de stockage
5.0
7
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Objectifs / 3.Caractériser les incertitudes
•
Proposer un cadre probabiliste pour caractériser les incertitudes, e.g. pour :
– propager / combiner les incertitudes sur toute la chaîne de simulation
– identifier les sources d’incertitude principales et leur contribution à l’incertitude globale
– estimer la significativité des changements obtenus
Résultats attendus de l’analyse d’impact
•
•
•
6 GCMs (12 expériences) :
ENSEMBLE-stream2
1860-2100
8 MDES : analog / dsclim / d2gen
* 100 runs
3 Modèles hydrologiques :
Isba-ES / Mordor / Cequeau
n modèles de gestion : à préciser
Probability density
•
contribution des différentes sources
d’incertitude à l’incertitude finale
control
Model 1
Model 1+2
Model 1+2+3
Model output
8
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
Suite
•
R²D²2050 : Risque, Ressource en eau et gestion Durable de la Durance en 2050
Financement : GICC 2010 (AO MEDDTL)
Pilotage : E. SAUQUET, Cemagref, Lyon
bases scientifiques pour stratégies
d’adaptation de la gestion sur un territoire
très contrasté du point de vue de la
ressource et des usages
Organismes / Laboratoires impliqués :
Cemagref Lyon, Cemagref Antony,
EDF R&D LNHE, EDF DTG, UMR 7619
Sisyphe/CNRS, CNRS/LTHE, Société du
Canal de Provence, ACTeon
Soutiens :
Agence de l'eau Rhône-Méditerranée et
Corse,
DREAL Provence Alpes Côte d’Azur,
Syndicat Mixte d'Aménagement de la Vallée
de la Durance
Contribution RIWER2030 :
- transfert méthodologie d’évaluation des MDES
- scénarios météo.+ hydrologiques futurs
La zone d’étude : la Durance
en amont de Mallemort
9
Grenoble, 29.11.2011
L T H E
…
http://www.lthe.fr/RIWER2030
10
Grenoble, 29.11.2011
L T H E