Methodologie de calcul des indicateurs d’impact sur la ressource en eau

Indicateurs sévérité et saisonnalité des étiages

La détection de tendances liées au climat dans les séries hydrologiques est difficile. Les phénomènes hydrologiques présentent naturellement une forte variabilité pouvant masquer la présence de tendances éventuelles.

Pour le suivi de cet indicateur, les stations d’observation ont été choisies, dans la mesure du possible dans chaque département, et faisant partie pour la grande majorité d’entre elles du réseau de référence de suivi des étiages de l’ONEMA. Ce dernier correspond à un ensemble de stations validées par des experts, et répondant à trois critères : un recul temporel d’au moins 40 ans, le fait que le cours soit peu ou pas du tout influencé par les activités humaines (agricoles, industrielles, barrages, etc) et une qualité des données indiquée comme bonne.

L’étiage correspond à une période où l’écoulement d’un cours d’eau est particulièrement faible. En période d’étiage, le niveau de débit moyen journalier est ainsi inférieur au débit moyen journalier que l’on observe habituellement, y compris en période de basses eaux.

Calculs des indicateurs

Les étiages sont déterminés selon deux familles d’indices :les indices de sévérité (déficit de volume, durée, minimum annuel) et de saisonnalité (début, centre et fin de l’étiage).

Ces indices nécessitent de déterminer un seuil méthodologique de bas débit. Le seuil adopté est celui utilisé par l’IRSTEA dans le cadre de ses méthodes de détection des événements hydrologiques extrêmes en lien avec le changement climatique. Il est calculé comme la valeur de débit en dessous de laquelle on trouve 15 % des plus faibles valeurs de débits journaliers annuels observées.

Déficit de volume

Calculé à partir des déficits de volume journaliers par rapport au seuil d’étiage calculé sur la période d’étiage considérée.

Minimum annuel des débits journaliers

Correspondant à la valeur minimale des débits journaliers enregistrés sur la période d’étiage considérée.

Nombre de jours d’étiage

Correspondant au nombre de jours sur la période d’étiage, où le débit journalier est inférieur au seuil de débit d’étiage

Date de début d’étiage

Date correspondant à l’atteinte de la valeur de 10 % du déficit de volume annuel sur la période d’étiage

Date de fin d’étiage

Date correspondant à l’atteinte de la valeur de 90 % du déficit de volume annuel sur la période d’étiage

Centre des étiages

Date correspondant à l’atteinte de la valeur de 50 % du déficit de volume annuel sur la période d’étiage

Source des données

Les données de la banque HYDRO proviennent des services de l'Etat, Directions Régionales de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL), Direction Départementale des Territoires (DDT), services de prévision des crues, directions départementales de l'agriculture et de la forêt, agences de l'eau, mais aussi d'Electricité de France ou d'organismes de recherche (IRSTEA, universités...), ainsi que des compagnies d'aménagement (la Compagnie d'aménagement des coteaux de Gascogne, la Compagnie nationale du Rhône, la Société du canal de Provence, la Compagnie d'aménagement du Bas-Rhône-Languedoc...).

Indicateurs gestion de l’eau

Le suivi de la ressource en eau permet de détecter les risques de sécheresse par le constat de la baisse excessive des niveaux des nappes ou des débits des rivières. Un dispositif de surveillance existe. Des bulletins bimensuels « bulletin sécheresse régional » (BSR) comparent les valeurs constatées à des seuils reflétant le niveau de gravité de la situation. Des arrêtés-cadres sécheresse facilitent la gestion de crise pendant les périodes d’insuffisance de la ressource en eau. Ils définissent par avance les mesures à mettre en œuvre en cas de sécheresse. Cet indicateur ressource en eau a pour objectif de présenter l’évolution sur une longue période des principaux indicateurs réglementaires utilisés par les dispositifs de surveillance des eaux de surface.

Calculs des indicateurs

Le débit de référence : le module

Le débit de référence moyen ou module, exprimé en m³/s, est le débit moyen inter-annuel calculé sur l’ensemble de la période d’observation de la station. Il donne une indication sur la disponibilité globale de la ressource en eau. Le module représente l’équivalent en m³/s de la quantité d’eau circulant pendant une année moyenne sur un tronçon de rivière. Il permet ainsi de documenter le bilan hydrologique global d’un bassin versant et également de définir des débits planchers nécessaires au calibrage des débits « réservés » pour la gestion des retenues et le maintien du fonctionnement minimal des écosystèmes ainsi qu’à tous les usages de l’eau à l’aval de la retenue.

Les données sur la sécheresse : Le VCN3 et le QMNA

  • Le VCN3 est le débit minimal (« moyen ») calculé sur 3 jours consécutifs. Il correspond au débit minimal (ou débit d’étiage) enregistré pendant 3 jours consécutifs sur l’année considérée. Le VCN3 permet de « caractériser une situation d'étiage sévère sur une courte période » c’est-à-dire le débit exceptionnellement faible d’un cours d’eau lors d’une période de basses eaux. Cet indicateur sert de référence pour la définition des seuils des arrêtés cadre sécheresse.
  • Le QMNA : débit mensuel minimal de chaque année civile calculé ici pour la période de 50 ans de 1966 à 2016. Le QMNA est une indication du débit mensuel d'étiage atteint par un cours d'eau pour une année donnée. Le QMNA5 est une valeur statistique particulière du QMNA. Exprimé en m³/s, c'est le débit mensuel minimal ayant la probabilité 1/5 de ne pas être dépassée une année donnée. C’est donc la valeur du QMNA telle qu’elle ne se produit, en moyenne, qu’une année sur cinq ou vingt années par siècle. Il est communément appelé « débit d’étiage quinquennal ».

Source des données

Pour le suivi de cet indicateur, les stations d’observation ont été choisies, dans la mesure du possible dans chaque département, et faisant partie pour la grande majorité d’entre elles du réseau de référence de suivi des étiages de l’ONEMA. Ce dernier correspond à un ensemble de stations validées par des experts, et répondant à trois critères : un recul temporel d’au moins 40 ans, le fait que le cours soit peu ou pas du tout influencé par les activités humaines (agricoles, industrielles, barrages, etc) et une qualité des données indiquée comme bonne. Les données de la banque HYDRO proviennent des services de l'Etat, Directions Régionales de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL), Direction Départementale des Territoires (DDT), services de prévision des crues, directions départementales de l'agriculture et de la forêt, agences de l'eau, mais aussi d'Electricité de France ou d'organismes de recherche (IRSTEA, universités, ...), ainsi que des compagnies d'aménagement (la Compagnie d'aménagement des coteaux de Gascogne, la Compagnie nationale du Rhône, la Société du canal de Provence, la Compagnie d'aménagement du Bas-Rhône-Languedoc...).

[Mise à jour : juin 2019]