Modeling the rise of a critical state of the low flows situation under natural and anthropogenic presures in the mediterranean basin

L’eau et la vie sont inégalement réparties. Ceci entrave le développement des sociétés, et fait apparaître des situations de tension,dont l’intensité et la fréquence varient selon le contexte climatique, la densité des populations et donc de la demande. Avec le changement climatique en cours et la hausse des besoins en eau (dont la « réserve » à laisser aux milieux naturels), le niveau des tensions est susceptible de s’élever, et la fréquence des très basses eaux de s’accroître. Dans le sud-est de la France, l’aire soumise au climat méditerranéen est particulièrement concernée par la fragilité des ressources en eau en période estivale (une saison très peu arrosée et une forte attractivité touristique, etc.). De plus, une modification du régime climatique (diminution des apports pluviométriques, extrêmes plus marqués, etc.) affectera nécessairement davantage les bassins alimentés par des ressources très locales, tels les cours d’eau et les bassins de vie ne bénéficiant pas de l’influence des grands fleuves allogènes à l’aire climatique méditerranéenne (Rhône, Durance, etc.). La réflexion sur le manque ou la pénurie en eau, de qualité propre pour satisfaire les usages sur ces territoires, peut dès lors être portée sur la façon dont un tel risque se construit (succession des étapes, retentissement d’un facteur sur les autres, etc.), et sur la façon dont l’évolution des éléments structurels et des forçages extérieurs conduit ou non à s’approcher d’une situation indésirable.La démarche engagée ici propose de décliner cette approche particulière aux basses eaux. Il s’agit alors de répondre à un triple objectif : (1) identifier et compiler au sein d’une base de données spécifique les informations essentielles pour appréhender le phénomène ; (2) caractériser l’état moyen des basses eaux à partir de situations locales et par le biais de descripteurs statistiques robustes ; (3) déterminer les modalités de son évolution vers des états critiques. Ce travail conduit dans un premier temps au développement d’une modélisation probabiliste, laquelle est conçue pour être déployée dans différentes échelles spatiales et dans différentes temporalités. La réflexion est ensuite étendue aux modalités méthodologiques et techniques pour l’élaboration d’indicateurs analytiques et d’indices synthétiques d’évaluation de la situation de tension sur la ressource.La démarche aboutit enfin à des outils numériques simples et intuitifs, mobilisables à des fins opérationnelles comme support d’aide à la décision pour la mise en place de mesures d’anticipation et de régulation, et transposables à tout territoire méditerranéen.Water and life are unequally distributed. This hinders the development of societies, and leads to situations of tension, whoseintensity and frequency vary according to climatic conditions, population density and according therefore to demand. With theongoing climate change and the rising water requirements (the stock dedicated to the natural environment), the level of tensionis likely to rise, such as the frequency of very low water. The French Mediterranean territories are particularly concerned withthe fragility of water resources during summertime (a little watered season, a strong tourist appeal, etc.). In addition, everymodification in the climate regime (the decreasing of rainfall inputs, etc.) would necessarily affect more the small catchmentwith very local resources, such as rivers and living areas which don’t benefit from the influence of major rivers (Rhone, Durance,etc.).The reflection on water scarcity can therefore be focused on the structure of such a risk (sequence of steps, the impact of onefactor on the others, etc.), and on the conditions that make the system reach an undesirable situation.The approach adopted here suggests to decline this particular approach to low water. Three objectives are here stated: (1) identifyand compile, within a specific database, the essential information to understand the phenomenon; (2) characterize the meanstate of low water from local situations and through robust statistical descriptors; (3) determine the terms of its evolution tocritical states.The whole work leads first to the development of a probabilistic modeling, which is designed to be deployed in different spatialscales and in dfferent times. The reflection is then extended to the methodological and technical arrangements that would allowthe development of analytical indicators and synthetic indexes for assessing the resource level of tension.The approach finally results in simple and intuitive digital tools, that can be mobilized for operational purposes such asdecision-making support for the implementation of anticipatory measures and regulation, and that can transferable to anyMediterranean territory