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Revue Sciences Eaux & Territoires - Vient de paraître en ligneLa fragmentation du paysage se matérialise par une rupture de connexion au sein des réseaux écologiques. Le concept de trame verte et bleue est apparu comme un outil de protection et de restauration des continuités écologiques dans les territoires. De nouvelles trames écologiques ont récemment été proposées pour identifier d’autres discontinuités écologiques effectives. C’est notamment le cas de la trame turquoise associant la trame bleue et la partie de la trame verte en interaction fonctionnelle. La trame turquoise regroupe ainsi différents types d’habitats aquatiques et terrestres dont dépendent de nombreuses espèces d’amphibiens, d’odonates et autres invertébrés ou encore de chiroptères. Cette nouvelle trame bénéficie d’une attention croissante dans le monde opérationnel, alors même que sa définition et les méthodes de caractérisation ne sont pas encore stabilisées. Cet article propose de contribuer à une meilleure définition et compréhension de la trame turquoise. S’appuyant sur la méthode des graphes paysagers, aujourd’hui largement utilisée pour modéliser les réseaux écologiques et mesurer leur connectivité, le projet INTERFACE a permis le développement d’un protocole innovant de réseau multi-habitats pour tenir compte de l’hétérogénéité des habitats dans l’évaluation de la connectivité de la trame turquoise. Il permet ainsi d’aller au-delà de la délimitation d’une zone tampon autour des cours d’eau et d'identifier les zones fonctionnelles à préserver, les zones vulnérables et les points de conflits où il serait intéressant de restaurer des habitats aquatiques et/ou terrestres pour améliorer les connectivités.

Conçu par ARVALIS-Institut du végétal, Irré-LIS® est un modèle simple de bilan hydrique qui permet le pilotage de l’irrigation en tenant compte des conditions météorologiques et des données parcellaires fournies par l’agriculteur. L’outil en ligne a permis de piloter trente cinq mille hectares de culture irriguée, en 2019. Il est opérationnel aujourd’hui sur la pomme de terre, le maïs grain et fourrage, le maïs semence, le blé tendre, le blé dur, l’orge de printemps, le tabac et le soja.

Designed by the ARVALIS-Institut du Végétal, Irré-LIS® is a simple water balance model that can be used to control irrigation based on weather conditions and plot data provided by the farmer. The online tool was used to manage thirty-five thousand hectares of irrigated crops in 2019. It is currently operational for potatoes, grain and fodder maize, seed maize, soft wheat, durum wheat, spring barley, tobacco and soya.

Une cartographie de l’occupation du sol est souvent essentielle aux décideurs et gestionnaires d’espace pour appréhender les enjeux de maintien et de restauration des continuités écologiques favorables au maintien de la biodiversité. Dans cet article, les auteurs présentent une démarche méthodologique qui, à partir des différentes bases de données cartographiques disponibles, a permis de réaliser une cartographie précise de l’occupation du sol pour mieux étudier la connectivité des espaces naturels sur le territoire fortement urbanisé de la région Île-de-France.

Le plan climat présenté le 6 juillet 2017 par le gouvernement français s’est fixé un objectif de neutralité carbone en 2050. Dans ce contexte, le secteur forêt-bois est amené à prendre une importance stratégique. Cependant de grandes incertitudes persistent sur la stratégie à adopter comme l’illustre l’auteure de cet article. En faisant le point sur deux études indépendantes sur le sujet, son article montre en effet que la plupart des scénarios conduisent à une hausse temporaire des émissions de gaz à effet de serre du secteur forestier et pour finir à une absence d'amélioration du bilan carbone à l’horizon 2050, suivie cependant d’une amélioration potentielle à des horizons plus lointains, et donc plus proches des échelles temporelles de la gestion forestière.

Le manque de vision et de coordination territoriales est souvent mis en cause pour expliquer les difficultés pratiques auxquelles se heurte l’application de la séquence Éviter-Réduire-Compenser (ERC) en France. C’est dans ce contexte et en accompagnement des acteurs territoriaux et des élus locaux de la région Occitanie, qu’une équipe de recherche interdisciplinaire, mêlant économie, géographie et écologie, a élaboré une méthodologie et des outils afin de mieux anticiper et planifier l’application de la séquence ERC à l’échelle régionale.

Les mutations paysagères du bocage au cours des soixante-dix dernières années (agrandissement des parcelles, suppression des haies et des talus, etc.) tendent à amplifier les transferts d’eau et de sédiments issus du ruissellement sur les parcelles agricoles. Ces transferts peuvent alors générer de multiples aléas : inondation, pollution de l’eau, érosion des sols… En permettant une analyse des interactions qui lient les objets géographiques de différentes natures (haies, parcelles cultivées, mares, chemins, etc.) à l’échelle d’un territoire, l’analyse spatiale et ses outils de modélisation facilitent la mise en place de plans de gestion adaptése du bocage.

Les modèles permettront-ils prochainement d’aider les gestionnaires à optimiser leurs stratégies d’intervention sur le terrain pour freiner l’invasion par les renouées asiatiques ? C’est le pari que font les chercheurs d’Irstea en proposant un nouvel outil de modélisation qui permettra à terme de décrire la dynamique de croissance d’un massif de renouées soumis à différentes fréquences de fauche.

Du fait de leurs bonnes connaissances des espèces et des milieux et de la mise en place de protocoles de suivi à grande échelle et sur le long terme, les réseaux associatifs naturalistes disposent de bases de données fiables, précieuses pour les scientifiques. Ainsi, dans cette étude, la valorisation d’une importante base de données de présence d’amphibiens via la modélisation de leur niche écologique a permis d’établir des cartes de répartition potentielle de quatre espèces protégées en France : le crapaud calamite, le triton crêté, la rainette arboricole et la rainette méridionale dans six départements français. Les résultats acquis permettront non seulement de mieux comprendre la biologie et l’écologie des espèces mais aussi d’aider à l’élaboration de plans d’actions de conservation dans les territoires concernés.

La modélisation et la projection de changements d’usage et de couverture des sols s’est imposée depuis une vingtaine d’années comme un outil majeur dans l’analyse des pressions exercées par l’activité humaine sur les écosystèmes. Cette modélisation constitue de ce fait l’un des outils pertinents d’analyse des politiques de planification territoriale dans le but d’évaluer ou d’anticiper leurs impacts environnementaux, notamment les impacts sur les services écosystémiques. À partir des principaux résultats obtenus en termes de changement de couverture et d'usage des sols, cet article présente la logique d'une modélisation élaborée pour représenter différentes dynamiques du territoire isérois et montre l’utilité de ce genre d’approche pour l’aide à la décision publique dans la planification territoriale.

La forêt occupe près de 30 % du territoire français et fournit de nombreux services de production, de régulation et culturels. L’évaluation de ces services écosystémiques et de leurs évolutions pose des défis majeurs pour les scientifiques et les décideurs, qui plus est à l’échelle des petits territoires pour lesquels les données ou indicateurs élaborés à l’échelle nationale ne sont guère transposables. Des progrès importants ont toutefois été réalisés ces dernières années, reposant le plus souvent sur l’utilisation conjointe de bases de données, d’outils de télédétection et de modèles démographiques appliqués à différentes échelles. Cet article illustre, au travers de trois cas d’étude qui concernent la forêt de montagne, les avantages et limites de certaines de ces approches et propose ensuite des voies d'amélioration dans l'objectif d'appuyer les prises de décision pour des projets de développement territorial.

L’évaluation des pressions d’azote et de phosphore et de leurs impacts sur les masses d’eau continentales constitue un enjeu écologique et réglementaire majeur pour les acteurs de l’eau. Cet article présente l'intérêt de la boîte à outils Nutting pour estimer les flux et la rétention de ces substances au sein des bassins versants et du réseau hydrographique. Après avoir présenté la démarche de modélisation, il montre comment le modèle est utilisé, quelles données d’entrée sont nécessaires, et quelles possibilités, limites et perspectives offrent la boîte à outils Nutting aux acteurs de la gestion de l’eau.

Les transferts hydro-sédimentaires issus des processus de ruissellement érosif des sols agricoles génèrent de multiples aléas au sein des hydrosystèmes (érosion des sols, pollution de l'eau, inondations aux exutoires, etc.). Dans les espaces bocagers, ces transferts ne sont pas rares et les mutations paysagères enregistrées au cours des 70 dernières années (agrandissement des parcelles, suppression des haies, etc.) tendent à amplifier ces processus d'altération des ressources environnementales. Aménager ces espaces agricoles nécessite donc, en premier lieu, de s'intéresser aux rôles respectifs des entités qui composent ces paysages (parcelles agricoles, haies, fossés, mares etc.) et aux interactions qu'elles engendrent avec les processus biophysiques. Le recours à l'analyse spatiale, et à ses outils de modélisation notamment, a, en ce sens, un intérêt pertinent. Après avoir présenté un outil de simulation spatiale, quelques exemples de résultats seront présentés. Ces derniers doivent ainsi permettent aux différents gestionnaires de faciliter la mise place de plans de gestion adaptée et fournissent de solides arguments plaidant pour une reconquête des entités bocagères (haies, prairies, zones humides, etc.) au sein des espaces agricoles.

Cet article vise à présenter une démarche scientifique basée sur l'utilisation de modèles mathématiques pour répondre à une question écologique. Dans une première partie, nous décrivons la démarche générale en modélisation, et nous présentons différents modèles appliqués à la renouée du Japon ainsi que leurs apports. Ensuite, nous décrivons le modèle que nous proposons pour décrire la croissance d'une tache de renouée soumise à des actions de fauche, ainsi que son positionnement par rapport aux modèles existants. Enfin, nous présentons les types de réponses que l'étude de ce modèle pourrait apporter.

En région méditerranéenne, les forêts sont régulièrement la proie des flammes, avec des conséquences écologiques, économiques et sociales souvent désastreuses. Les zones où l'habitat est en contact étroit avec la forêt représentent plus particulièrement un danger et deviennent une véritable préoccupation pour les gestionnaires, qui ont besoin d'outils de localisation pour agir et limiter les risques d'incendies dans ces territoires. Cet article nous présente une méthode innovante d'évaluation du risque fondée sur l’observation et la description ainsi que sur une analyse spatiale et statistique de ces zones à risque.

Dans un contexte de pression urbaine et de déprise agricole, les interfaces habitat-forêt se multiplient en France méditerranéenne et deviennent une véritable préoccupation pour la gestion des territoires et du risque d'incendie de forêt. Dans le département des Bouches-du-Rhône, les chercheurs d'Irstea ont utilisé la méthodologie de cartographie diachronique pour y mesurer le développement spatio-temporel de ces espaces afin d'aider les décideurs à cibler les priorités d'actions de prévention.

Le projet national de recherche « Risque, Ressource en eau et gestion Durable de la Durance en 2050 » (R²D² 2050) s'est engagé dans une démarche couplant modélisation de l'anthropo-hydrosystème et élaboration de scénarios prospectifs associant acteurs locaux et experts. L'objectif visé est de quantifier les déséquilibres potentiels futurs entre offre et demande en eau sur les secteurs alimentés par la Durance et le Verdon. Ceci doit permettre d'initier une réflexion sur les politiques possibles de gestion de l'eau en réponse aux enjeux de développement et d'aménagement tout en préservant le capital naturel du territoire. Cet article se concentre sur l'étape de construction et de quantification des scénarios et les principaux résultats relatifs aux usages.

La théorie des graphes et les travaux de modélisation des déplacements des espèces offrent de nouvelles approches quant à la conservation et la restauration des continuités écologiques des habitats au regard des exigences écologiques des espèces. Le cas de l’écureuil roux en région Provence-Alpes-Côte d’Azur propose un exemple concret et éclairant des progrès et applications de ces outils.

La mise en place de la trame bleue nécessite le développement d’outils de modélisation de la continuité écologique des rivières pour les poissons. Comment fonctionnent ces outils et comment peuvent-ils contribuer à identifier les zones prioritaires à restaurer tout en tenant compte des usages antagonistes du milieu aquatique? Quelques réponses avec l’exemple d’une démarche de modélisation à partir du logiciel Anaqualand.

Dans un contexte de pression urbaine et de déprise agricole, les interfaces habitat-forêt se multiplient en France méditerranéenne et deviennent une véritable préoccupation pour la gestion des territoires et du risque d'incendie de forêt. Dans le département des Bouches-du-Rhône, les chercheurs d'Irstea ont utilisé la méthodologie de cartographie diachronique pour y mesurer le développement spatio-temporel de ces espaces afin d'aider les décideurs à cibler les priorités d'actions de prévention.

Les stations d’épuration sont des systèmes dynamiques, soumis à d’importantes variations temporelles. La modélisation de leur fonctionnement, qui consiste à représenter mathématiquement l’évolution dans le temps de variables d’intérêt représentant les phénomènes biologiques, physiques et chimiques qui se déroulent dans les ouvrages, est utilisée pour mieux comprendre les processus mis en jeu et optimiser le traitement des eaux résiduaires.. Focus sur les activités du groupe de travail Good Modelling Practice de l’IWA, auquel participe activement les équipes d’Irstea, notamment dans l’élaboration d’un protocole pour l’utilisation des modèles de boues activées en pratique.

Produits industriels, détergents, hydrocarbures, pesticides, médicaments : les stations d'épuration domestiques sont-elles efficaces pour éliminer toutes les substances chimiques issues des activités humaines retrouvées dans les milieux aquatiques? Cet article présente les principales connaissances récemment acquises relatives au comportement et au devenir des micropolluants dans les différentes filières de traitement des eaux ainsi que les perspectives d'amélioration des procédés.

Le procédé à cultures fixées fluidisées (MBBR) est une nouvelle technologie proposée depuis quelques années par plusieurs constructeurs pour l’épuration des polluants carbonés et azotés. Cet article nous présente les résultats des travaux d’évaluation et de modélisation menés par les équipes d’Irstea afin d’améliorer la conception, le dimensionnement et l’exploitation de cette filière en fort développement.

Les crues entraînent des dommages humains et des dégâts matériels importants. Pouvoir prédire avec précision les crues est donc précieux afin d’intervenir en temps utile pour protéger les biens et les personnes. Cet article nous présente le travail de mise au point et d'application, sur le bassin versant expérimental de l'Orgeval, du modèle hydrologique GRP « Génie rural pour la prévision » développé par l’équipe Hydrologie d’Irstea à Antony.

En région méditerranéenne, les forêts sont régulièrement la proie des flammes, avec des conséquences écologiques, économiques et sociales souvent désastreuses. Les zones où l'habitat est en contact étroit avec la forêt représentent plus particulièrement un danger et deviennent une véritable préoccupation pour les gestionnaires, qui ont besoin d'outils de localisation pour agir et limiter les risques d'incendies dans ces territoires. Cet article nous présente une méthode innovante d'évaluation du risque fondée sur l’observation et la description ainsi que sur une analyse spatiale et statistique de ces zones à risque.

Comme dans de nombreux pays européens, la Finlande a subi de profonds changements au niveau paysager pendant le vingtième siècle à la suite de modifications des pratiques forestières. Ces changements paysagers ont conduit à la situation actuelle où un nombre significatif d'espèces animales forestières sont menacées.

Comme dans de nombreux pays européens, la Finlande a subi de profonds changements au niveau paysager pendant le vingtième siècle à la suite de modifications des pratiques forestières. Ces changements paysagers ont conduit à la situation actuelle où un nombre significatif d'espèces animales forestières sont menacées.

Optimiser la conception des ouvrages de protection contre les avalanches est une priorité pour la sécurité en montagne. À partir d'une étude réalisée dans le cadre des travaux de renforcement de l'ouvrage paravalanche du glacier de Taconnaz, construit voilà vingt ans et montrant aujourd'hui ses limites, les auteurs nous démontrent ici comment une méthode combinant données historiques, statistique et modélisation peut être utilisée pour améliorer un dispositif paravalanche.

Optimiser la conception des ouvrages de protection contre les avalanches est une priorité pour la sécurité en montagne. À partir d'une étude réalisée dans le cadre des travaux de renforcement de l'ouvrage paravalanche du glacier de Taconnaz, construit voilà vingt ans et montrant aujourd'hui ses limites, les auteurs nous démontrent ici comment une méthode combinant données historiques, statistique et modélisation peut être utilisée pour améliorer un dispositif paravalanche.

Le groupe de travail Good Modelling Practice de l'International Water Association (IWA) a analysé les pratiques et l'expérience en matière d'utilisation des outils de modélisation du fonctionnement des boues activées, et a élaboré une procédure afin de mener à bien un projet de modélisation, de manière systématique, et en concertation avec l'ensemble des partenaires du projet. Le protocole proposé synthétise les procédures existantes et propose de réaliser ce type de projet en cinq étapes successives : (i) Définition du projet, (ii) Collecte et analyse des données, (iii) Construction et évaluation du modèle de la station d'épuration, (iv) Calage et validation du modèle et (v) Simulation et interprétation des résultats. Ce protocole est intégré dans un document scientifique et technique de l'IWA, qui sera publié fin 2012.

L'acquisition de connaissances nécessaires à l'amélioration de la conception, du dimensionnement et de l'exploitation de procédés en fort développement tels que les bioréacteurs à membranes, les biofiltres, les bioréacteurs à cultures fixées fluidisées (MBBR) et prochainement le procédé IFAS constitue une activité emblématique des équipes scientifiques du Cemagref. Les travaux sont réalisés dans le cadre de partenariats industriels ou en les associant sur des financements principalement publics et en lien avec des établissements d'enseignement supérieur ciblés. Des observations et des expérimentations sur de longues périodes menées sur sites sont couplées à des travaux de recherche menés en conditions contrôlées à l'échelle du pilote. Ils ont notamment conduit à la modélisation dynamique du fonctionnement de chacune de ces filières. Cet article présente à titre d'exemple le cas des bioréacteurs à cultures fixées fluidisées, appelés aussi MBBR.

Les stations d'épuration des eaux usées domestiques n'ont pas été conçues pour traiter les micropolluants. Elles en éliminent cependant une quantité non négligeable, essentiellement par adsorption sur les boues associée à une dégradation par voie biologique pour certaines substances. Cet article synthétise les principaux acquis récents concernant le comportement des substances prioritaires et émergentes dans les filières de traitement des eaux (primaires, secondaires, tertiaires) et dans les filières boues associées. Il présente également les recherches en cours et leurs perspectives

Si l'usage des végétaux en assainissement est relativement ancien, le développement de techniques maîtrisées est beaucoup plus récent. Les filtres plantés de roseaux étudiés depuis une trentaine d'années en France ont connu une évolution importante en raison de facteurs techniques (fiabilité des performances, robustesse de la filière, maintenance aisée...) et, dans une certaine mesure, un effet de mode « verte ». Depuis la mise au point de la filière et les rapides évolutions qui ont lieu actuellement, la recherche a beaucoup évolué. D'une analyse pragmatique des systèmes et des études de type essais-erreur, la recherche, grâce également à l'évolution de la métrologie, est passée à une approche déterministe pour préciser les mécanismes, puis de nos jours, à une approche mécanistique par la création de modèles dynamiques complexes. Cette évolution de la recherche a permis d'apporter des solutions pratiques à une demande sociétale forte pour faire évoluer les systèmes vers plus de performance ou élargir les domaines d'application des filtres plantés de roseaux.

Il y a une tendance dans l'industrie minière vers une utilisation accrue de l'évaluation des risques, aux différents stades d'un projet minier : c'est le cas de l'utilisation des géosynthétiques dans le domaine minier, par exemple sur les aires de lixiviation en tas. L'évaluation des risques fait appel à des modèles dont les paramètres sont souvent entachés d'incertitude. On propose une évaluation des risques de fuite au travers d'une barrière multicouche sur une aire de lixiviation en tas, en tenant compte de deux types distincts d'incertitude : aléatoire (reflétant de la variabilité) et épistémique (reflétant la nature incomplète/imprécise de l'information disponible). Le traitement conjoint de ces deux types d'incertitudes permet de contribuer de manière plus cohérente au processus d'aide à la décision.

Comme dans de nombreux pays européens, la Finlande a subi de profonds changements au niveau paysager pendant le vingtième siècle à la suite de modifications des pratiques forestières. Ces changements paysagers ont conduit à la situation actuelle où un nombre significatif d'espèces animales forestières sont menacées.