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Présentation du projet TIGRE

Le projet TIGRE (Thermie en rivière : analyse géostatistique et description de régime), mené par l’INRAE et l’université de Tours, en partenariat avec l’OFB, a permis pour la première fois de réunir, critiquer et valoriser un grand nombre de données de températures en rivière issues de plusieurs réseaux de mesure déployés à l’échelle nationale par différents gestionnaires la fin des années 2000 (OFB, DREAL, Agences de l’Eau, fédérations de pêche…).

La base de données du projet comporte aujourd’hui près de 3000 stations de mesures (elle n’est pas exhaustive sur le plan national et pourra être complétée à l’avenir).

Le projet s’est articulé autour de quatre axes principaux :

1) La collecte et la mise en forme des fichiers de données de température transmis par les producteurs de données puis la détection des valeurs aberrantes à l’aide d’une succession de tests automatisés et d’une inspection visuelle.

2) La reconstitution de chroniques de températures moyennes journalières aux stations de mesure, continues sur la période 2009-2018, passant par une correction des données aberrantes ou la prédétermination des valeurs manquantes à partir de relations entre la température de l’eau et la température de l’air (base de données SAFRAN).

3) La caractérisation des régimes thermiques aux stations sur la période 2009-2018 au moyen de différentes statistiques (moyennes mensuelles, valeurs extrêmes, fréquences au dépassement). 

4) L’extrapolation spatiale de deux indicateurs écohydrologiques sur environ 115 000 tronçons du réseau hydrographique national, ayant une longueur moyenne de 2.5 km (RHT, Pella et al., 2012) : la moyenne inter-annuelle (2009-2018) des températures moyennes maximales annuelles sur 30 jours consécutifs (MT30jmax, exemple présenté ci-dessous) et sur 7 jours consécutifs (MT7jmax).

Pour en savoir plus sur les méthodologies mises en œuvre : https://florentinamoatar.files.wordpress.com/2020/12/projet-tigre_rapport_final_2020.pdf

Les résultats de ce travail visent principalement à permettre aux gestionnaires de cours d’eau d’apprécier les conditions de températures favorables au développement et à la survie des différentes espèces aquatiques, en particulier les espèces piscicoles, au regard de leurs caractéristiques biologiques respectives (préférences thermiques aux différents stades de développement). Ils viennent ainsi compléter la gamme des indicateurs écohydrologiques en rivières nécessaire à la bonne gestion des cours d’eau (caractéristiques hydrologiques et physico-chimiques).

Les résultats du projet TIGRE s’intègrent également à d’autres travaux réalisés pour évaluer les évolutions à longue terme de la température des grands fleuves sur les 30 à 40 dernières années, l’influence des activités anthropiques (étangs, seuils, barrages) sur le régime thermique, les influences locales de la végétation riparienne ou des apports de nappe, ou encore la modélisation thermique spatialisée à base physique, couplée à la modélisation hydrologique permettant de simuler l’influence du changement climatique. La liste des références bibliographiques associées à ces différents travaux est mise à disposition dans cette application via un onglet spécifique.

 

Contenu de l’application

Cette application met à disposition les principaux résultats du projet TIGRE sous la forme de fiches de synthèse au format pdf, consultables en ligne et téléchargeables :

- D’une part un jeu de fiches présentant les indicateurs écohydrologiques interannuels MT30jmax et MT7jmax, extrapolés le long du réseau hydrographique à l’échelle de chaque département de France métropolitaine.

- D’autre part les fiches synthétisant les données et caractéristiques thermiques de l’ensemble des stations de mesure bancarisées dans le cadre du projet (avec l’accord du producteur de la donnée) puis un historique annuel des conditions de développement et de survie d’une vingtaine d’espèce piscicoles au regard de deux indicateurs de températures extrêmes estivales (température maximale moyenne sur 30 jours et température maximale moyenne sur 7 jours).

Dans les deux cas, une notice explicitant le contenu des fiches est mise à disposition pour en faciliter la compréhension et l’interprétation.





Consultation des fiches de synthèse


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Bibliographie thermie en rivière


Rapports

Beaufort, A.,  F. Moatar, E. Sauquet, C. Magand, 2020. Thermie en rivière : Analyse géostatistique et description de régime : Application à l’échelle de la France, INRAE UR RiverLy, Université de Tours GéHCO, rapport final projet TIGRE, 63 pages + 53 pages d’annexes

https://florentinamoatar.files.wordpress.com/2020/12/projet-tigre_rapport_final_2020.pdf

Beaufort, A., F. Moatar, F. Curie. 2015.  Température des cours d’eau: analyse des données et modélisation: application au bassin de la Loire, rapport final OFB-Université de Tours, 66 pages

https://www.eaufrance.fr/sites/default/files/documents/pdf/Rapport_UnivTours_Temperature.pdf

Bustillo, V., F. Moatar, A. Ducharne, D. Thiery, E. Sauquet, J-PhVidal 2010. Impact du changement climatique sur l’hydrosystème Loire: Hydrologie, Régime thermique, Qualité des eaux, 56 pages (action 2 :  Thermie)

http://www.eptb-loire.fr/wp-content/uploads/2008/01/ICC-HYDROQUAL_action-2_Régime-thermique.pdf

 

Publications

Analyse et prédiction statistique des métriques de température

H. Seyedhasemi, F. Moatar, J.Ph Vidal, J. Diamond, A. Beaufort A. Chandesris, L. Valette. 2020. Using thermal signatures to identify the influence of dams and ponds on stream temperature at the regional scale. Science of Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142667

A Beaufort, F Moatar, E Sauquet, P Loicq, D. M. Hannah, 2020. Influence of landscape and hydrological factors on StreamAir temperature relationships at regional scale Hydrological Processes, vol 34 (3): 583-597, https://doi.org/10.1002/hyp.13608

Arevalo, E., Lassalle, G., Tétard, S., Maire, A., Sauquet, E., Lambert, P., Paumier A, Villeneuve B & Drouineau, H. (2020). An innovative bivariate approach to detect joint temporal trends in environmental conditions: Application to large French rivers and diadromous fish. Science of The Total Environment, 748, 141260.

Moatar F., Gailhard J. 2006. Water temperature behaviour in the River Loire since 1976 and 1881. C.R. Geosciences, Hydrology-Hydrogeology. 338: 319-328.

Moatar F., Meybeck M., Poirel A. 2009. Variabilité journalière de la qualité des rivières et son incidence sur la surveillance à long terme : exemple de la Loire Moyenne. Daily variability and its implication on long term river water quality surveys : the middle Loire example. La Houille Blanche n°4 : 91-100

Simulation et prédiction des impacts climatiques

Beaufort A., Curie F., Moatar F., Ducharne A., Melin E., Thiery D. 2016. T-NET, a dynamic model for simulating daily stream temperature at the regional scale based on a network topology. Hydrological Processes, Vol. 30, Issue 13, pages 2196–2210, doi 10.1002/hyp.10787;

Bustillo V., Moatar F., Ducharne A., Thiéry D., Poirel A. 2014. A multimodel comparison for assessing water temperatures under changing climate conditions  via the equilibrium temperature concept: case study of the Middle Loire River, France. Hydrological processes. Vol 28, issue 3, 1507-1524 Doi: 10.1002/hyp.9683.

Beaufort A., Moatar F., Curie F., Ducharne A., Bustillo V., Thiéry D. 2015. River temperature modelling by Strahler order at the regional scale in the Loire River basin, France River Research and Applications, DOI: 10.1002/rra.2888

Influence des échanges nappe-rivière et de la végétation riparienne sur le régime thermique

Moatar, F., Baratelli, F., Flipo, N., Sauquet, E., Vidal, J.P., Habets, F., 2016. Régimes hydrologiques, thermiques et leurs évolutions à long terme. Florentina Moatar, Nadia Dupont, coord., 320 pp. In: La Loire fluviale et estuarienne: un milieu en évolution Collection Synthèses Edition Quae, pp. 51 à 62.

Lalot E., Curie F., Wawrzyniak V., Baratelli F., Schomburgk S., Flipo N., Piegay H., Moatar F. 2015. Quantification of the contribution of the Beauce groundwater aquifer to the discharge of the Loire River using thermal infrared satellite imaging. Hydrology and Earth System Sciences. Volume 19, Issue 11, Pages 4479-4492

Loicq P., Moatar F., Jullian Y., Dugdale S.J., Hannah D.M. 2018. Improving representation of riparian vegetation in a regional stream temperature using LiDAR data.  Science of the Total Environment 624, 480-490

Critique des données de températures de l’eau

Moatar F., Miquel J., Poirel A. 2001. A quality control method for physical and chemical monitoring data. Application to dissolved oxygen levels in the river Loire (France). Journal of Hydrology. Vol. 252 (1-4), 25-36.

Moatar F. Modélisations statistiques et déterministes des paramètres physico-chimiques utilisés en surveillance des eaux de rivières: Application à la validation des séries de mesures en continu (Cas de la Loire Moyenne). 1997. Thèse de doctorat. Institut National Polytechnique de Grenoble, 290 pages