Comprendre et prédire la température des rivières : une étude au long cours dans le bassin de la Loire

Bienvenue sur le portail technique "eau et milieux aquatiques" de l'Agence française pour la biodiversité.

Comprendre et prédire la température des rivières : une étude au long cours dans le bassin de la Loire

À partir des données de température d’eau disponibles sur le bassin de la Loire, une équipe de l’université de Tours développe des modèles pour comprendre le fonctionnement thermique des cours d’eau et anticiper leurs évolutions dans le contexte du changement climatique.

Depuis plusieurs décennies, et plus encore depuis la canicule de 2003, la température de l’eau des rivières est reconnue comme un paramètre déterminant pour leur écologie – métabolisme, distribution des espèces ... – mais aussi pour de nombreuses activités socioéconomiques : production d’électricité ou d’eau potable, pêcheries, usages récréatifs. En France, elle fait l’objet d’un suivi systématique dans le cadre du Réseau national thermique (RNT) mis en place en 2008 par l’Onema : plus de 400 points de mesure sur l’ensemble du territoire, où des sondes immergées relèvent la température toutes les heures. Il en découle des séries de données précieuses pour comprendre les facteurs qui contrôlent les évolutions de la température sur un bassin donné, dans le temps et dans l’espace. Dans cette optique, l’université François-Rabelais de Tours mène depuis plusieurs années, avec le soutien de l’Onema, un travail d’exploitation des données du RNT à l’échelle du bassin de la Loire, soit 128 stations.

Des influences différentes selon les stations

Une analyse statistique des données a débouché sur une classification des stations en 6 groupes (voir figure), selon les facteurs de contrôle de la température qui dominent localement : conditions météorologiques, alimentation du cours d’eau par les eaux souterraines et/ou couvert végétal. L’examen des températures moyennes mensuelles pour chaque groupe met notamment en évidence de moins grandes variations annuelles pour les stations davantage influencées par les eaux souterraines. L’équipe a ensuite développé un modèle numérique pour simuler de proche en proche la température de l’eau au niveau des stations et pour chaque tronçon de la BDCarthage, en fonction des conditions locales (température de l’air, précipitations, nébulosité, débit et morphologie de la rivière…) et amont en prenant compte des affluents.

Application au changement climatique ...

Baptisé T-Net, ce modèle ouvre des perspectives pour évaluer les effets des décisions de gestion – changements d’utilisation des sols ou modifications de la végétation des rives, prélèvements et rejets d’eau… – sur la température de la rivière et donc sur sa biologie, au travers de descripteurs comme les températures moyennes mensuelles ou la température maximale journalière. Il contribuera également à la prévision des impacts du changement climatique sur les écosystèmes. L’équipe l’a ainsi utilisé pour simuler les réponses des cours d’eau à un ensemble de projections climatiques distinctes, issues du scénario « modéré » du 4e rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC). Le modèle T-Net annonce dans ce cas une augmentation moyenne de 2,9 °C de la température de l’eau sur le bassin de la Loire à l’horizon 2100.

... et préservation de la biodiversité

Ces travaux de modélisation, associés aux connaissances disponibles sur les préférences des espèces (poissons, plantes, batraciens…) en matière de température d’eau, apportent une contribution aux recherches en cours sur les réponses de la biodiversité au changement global et les façons d’en limiter les impacts. Ils pourraient par exemple aider à mieux localiser les zones géographiques pouvant servir de « refuge » aux espèces menacées au cours des prochaines décennies. Encore perfectible, l’outil sera affiné à mesure que de nouvelles données seront disponibles. Son périmètre d’utilisation devrait être étendu prochainement à la France entière. Une analyse complémentaire des données IGN permettra de déterminer à partir de quelle largeur de rivière l’influence de l’ombrage des berges devient négligeable. Des modules seront développés pour mieux simuler l’influence des barrages réservoirs et de la fonte des neiges, prépondérante sur d’autres bassins comme celui du Rhône.

Contact : florentina.moatar@univ-tours.fr; benedicte.augeard@onema.fr

Décembre 2015
Les temps forts 2014