La mise en place d’un programme de collecte d’informations complémentaires sur la recharge et les paramètres hydrodynamiques d’une nappe libre est pro-posé pour réduire l’incertitude prédictive des modèles de gestion. Cette solution opérationnelle pourra être mise en œuvre avec les méthodes présentées dans les Chapitres 6 et 7 à l’échelle d’un bassin (Fig. 8.1).
Le choix des deux méthodes présentées pour acquérir de l’information complé-mentaire sur la recharge et les paramètres hydrodynamiques d’une nappe libre (Chapitres 6 et 7) doit s’établir selon le contexte. Si l’étude de la nappe libre permet tout d’abord de valoriser des chroniques piézométriques long terme, elle permet aussi d’obtenir de l’information sur les paramètres hydrodynamiques de l’aquifère. Au contraire, l’étude de la zone non saturée permet uniquement
d’ob-tenir une information sur la recharge de la nappe mais possède l’avantage de pouvoir estimer la recharge sur des zones où les fluctuations piézométriques de la nappe ne sont pas exclusivement dépendantes des conditions climatiques et de se passer de la réalisation de puits (à proximité de puits de pompage, de rivière). Le placement optimal des stations expérimentales peut être défini (i) selon les zones caractéristiques du domaine d’étude (type de sol, de couvert végétal) et (ii) l’analyse du potentiel de réduction des incertitudes prédictives d’un modèle hydrodynamique opérationnel (data worth).
Dans le premier cas, l’étude de zones caractéristiques, le principe pourrait être d’identifier les zones d’affleurements et de les classer selon une particularité com-mune (e.g. occupation du sol, type de sol) afin de dégager des zones caractéris-tiques. C’est à la suite de ce découpage qu’il sera alors possible d’identifier des zones potentielles pour l’implantation de stations d’estimation de la recharge. A titre d’exemple, dans la région Nouvelle-Aquitaine, il pourrait être intéressant d’instrumenter la zone caractéristique “Forêt des Landes pour un sol sableux” qui couvre une grande étendue du territoire. Cette zone ayant une représentativité régionale, l’amélioration de la compréhension du processus de recharge permet-trait d’apporter une information profitable à la gestion quantitative de la nappe libre sous jacente et d’améliorer la fiabilité du modèle hydrodynamique de gestion à l’échelle régionale pour cette unité aquifère.
Dans le deuxième cas, le principe consisterait à utiliser des méthodes pour la quantification des incertitudes prédictives afin de dégager des zones où l’apport d’information complémentaire conduirait à une réduction importante de l’incer-titude prédictive du modèle (en anglais : data worth analysis). Cette approche a été utilisée dans le Chapitre 6 à partir d’une méthode linéaire afin de discriminer des observations non efficaces pour la réduction de l’incertitude du modèle couplé sol-surface.
Dans les deux cas, l’information complémentaire acquise doit être valorisée au sein du processus de calibration du modèle hydrodynamique de gestion afin de réduire l’incertitude prédictive. L’analyse des résultats (recharge et essais de nappes) per-mettrait également d’améliorer la compréhension des processus et du comporte-ment transitoire du système aquifère étudié.
Il est important de rappeler que les méthodes proposées dans le cadre de cette étude se sont focalisées sur l’étude des nappes libres. Dans le cas d’une démarche d’amélioration de la gestion quantitative d’un système aquifère multi-couche tel que le bassin Aquitain, il serait également nécessaire de réaliser un suivi long terme
8.3 Programme de collecte d’informations complémentaires sur la recharge et les paramètres hydrodynamiques d’une nappe libre
de la drainance entre nappe et une estimation des paramètres hydrodynamiques des aquitards qui jouent un rôle important dans l’alimentation des aquifères (libre ou captif) exploités [Bjørlykke, 1993; Hart et al., 2006; Larroque et al., 2013]. Le réseau de suivi proposé doit par conséquent s’inscrire au sein d’un plan d’ac-tion plus large pour l’améliorad’ac-tion de la quantificad’ac-tion des flux d’alimentad’ac-tions (recharge et drainance) et des paramètres hydrodynamiques des aquifères et des aquitards.
Figure 8.1: Schéma de principe de l’application d’un programme de collecte d’informations complémentaires sur la recharge et les paramètres hydrodynamique d’une nappe libre à l’échelle d’un bassin de gestion. Le bassin de gestion est dé-coupé en zones où les approches par modélisation couplée sol-surface (Chapitre 6) et l’analyse conjointe d’un essai de nappe et des fluctuations piézométrique (Chapitre 7) sont utilisées.
8.4 Limites et perspectives
8.4 Limites et perspectives
Une des limites de l’approche proposée concerne la fiabilité et la représenta-tivité spatiale des valeurs estimées de la recharge et des paramètres hydrodyna-miques avec une station expérimentale. En effet, la qualité de la régularisation est principalement basée sur la fiabilité des données renseignées [Anderson et al., 2015]. Il est donc nécessaire de compléter cette approche avec l’augmentation du nombre de données de pression et d’inclure des données transversales telles les débits en rivières et les informations de géochimies [Carniato et al., 2015; Chris-tiansen et al., 1995; Hunt et al., 2006; Labarthe, 2016].
Les perspectives de ce travail de thèse se rassemblent sous un objectif commun qui consiste à améliorer de la gestion quantitative durable d’un système aquifère par (i) la modernisation du processus d’estimation des paramètres et de la quan-tification des incertitudes et (ii) l’acquisition de données complémentaires fiables pour atteindre une incertitude acceptable. Le premier point, l’amélioration de la performance du modèle hydrodynamique de gestion, impliquera de mettre à profit l’utilisation de méthodes algorithmiques afin d’optimiser l’estimation des paramètres et permettre la quantification des incertitudes prédictives du modèle. Si l’incertitude, une fois quantifiée, apparaît comme trop forte par rapport au degré de précision souhaité pour mettre en œuvre une politique de gestion, une démarche de réduction des incertitudes devra être envisagée et les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse pourront y contribuer. Dans ce cas, le second point, l’acquisition de données complémentaires, impliquera de mettre en application les méthodes proposées lors de cette thèse afin d’améliorer la connaissance a priori de la recharge naturelle d’une nappe libre et des paramètres hydrodynamiques. Ces informations devront être collectées jusqu’à l’obtention d’une incertitude ac-ceptable pour mettre en œuvre une politique de gestion durable.