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1. RAPPORT D'ACTIVITÉ SCIENTIFIQUE OTHU 2017/2021 / NOVEMBRE 2021

Author

Bacot, Laetitia, Barraud, Sylvie, Branger, Flora, Braud, Isabelle, Breil, Pascal, Bonneau, Jeremie, Cherqui, Frederic, Chatain, Vincent, Couvidat, Julien, Cournoyer, Benoit, Coquery, Marina, Lassabatere, Laurent, Lipeme Kouyi, Gislain, Masson, Mathieu, Marmonier, Pierre, Marjolet, Laurence, Meynier Pozzi, Adrien, Mermillod-Blondin, Florian, Namour, Philippe, Navratil, Oldrich, Riviere, Nicolas, Walcker, Nicolas, Wiest, Laure, Groupe de Recherche Rhône Alpes sur les Infrastructures et l'Eau (GRAIE), Déchets Eaux Environnement Pollutions (DEEP), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), RiverLy - Fonctionnement des hydrosystèmes (RiverLy), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Équipe 5 - Impact des Aménagements et des Polluants sur les HYdrosystèmes (IAPHY), Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe 3 - Écologie, Évolution, Écosystemes Souterrains (E3S), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Environnement, Ville, Société (EVS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hôpital Haut-Lévêque [CHU Bordeaux], CHU Bordeaux [Bordeaux], TRACES - Technologie et Recherche en Analyse Chimique pour l'Environnement et la Santé, Institut des Sciences Analytiques (ISA), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and OTHU (Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine)

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE]Environmental Sciences
Published
2021

2. Assessment of 34 dissolved and particulate organic and metallic micropollutants discharged at the outlet of two contrasted urban catchments

Author

Marina Coquery, Céline Becouze-Lareure, Jean-Luc Bertrand-Krajewski, Abel Dembélé, Cécile Cren-Olivé, Déchets Eaux Environnement Pollutions (DEEP), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre International de Recherche Sur l'Eau et l'Environnement - CIRSEE (Le Pecq, France), SUEZ ENVIRONNEMENT (FRANCE), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), TRACES - Technologie et Recherche en Analyse Chimique pour l'Environnement et la Santé, Institut des Sciences Analytiques (ISA), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Centre International de Recherche Sur l'Eau et l'Environnement [Suez] (CIRSEE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)

Subjects
Environmental Engineering, WASTEWATER, 010504 meteorology & atmospheric sciences, STORMWATER RUNOFF, Stormwater, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, COMBINED SEWER OVERFLOWS, chemistry.chemical_compound, Environmental Chemistry, Waste Management and Disposal, 0105 earth and related environmental sciences, Fluoranthene, Pollutant, PRIORITY SUBSTANCES, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Particulates, Pollution, 6. Clean water, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, chemistry, Wastewater, 13. Climate action, Environmental chemistry, Environmental science, Combined sewer, Sewage treatment, Surface runoff
Abstract

International audience; The assessment of micropollutants in urban wet weather discharges is essential to improve the knowledge of the impact of such discharges on receiving waters. This study assessed the quality of combined sewer overflows (CSOs) in Ecully (residential catchment) and stormwater runoff in Chassieu (industrial catchment) during rain events by providing data on occurrence and total event mean concentrations (EMCt) of 34 priority substances (PS) (9metals, 13 pesticides, 6 PAHs, 4 alkylphenols and 2 chlorobenzenes) in dissolved and particulate fractions. Over 34 substances monitored, 3 were quantified in urban wet weather discharges of both catchments. For both catchments, 9 metals and 6 PAHs monitored were always quantified, reflecting their ubiquitous presence. For other organic pollutants, only 5 pesticides were quantified and only 2 alkyphenols were measured solely in dissolved fraction. A significant site-to-site difference was observed for metals, PAHs and alkylphenols. The highest concentrations were measured in stormwater runoff in Chassieu vs. Ecully. On the contrary, the diuron concentrations were highest in CSO discharges in Ecully. Distribution of the PS between particulate and dissolved fractions provides information for urban stormwater practitioners. Most PS in urban wet weather discharges were mainly linked to particles (PAHs, Pb, Ti for example). The comparison between daily flows of wastewater treatment plants during dry weather and CSOs daily flows in Ecully showed that stormwater was the most important source of contamination for fluoranthene, benzo(b)fluoranthene and benzo(k)fluoranthene and 7 metals (As, Cr, Co, Cu, Pb, Ti and Zn) in receiving water bodies, but not for pesticides and alkylphenols.

Published
2019

3. Impact of urban growth and high residential irrigation on streamflow and groundwater levels in a peri-urban semi-arid catchment

Author

Isabelle Braud, Francisco de la Barrera, Sonia Reyes-Paecke, José F. Muñoz, Flora Branger, Santiago Hormazábal, Nancy Hitschfeld, Sebastián Vicuña, Pedro Sanzana, Jorge Gironás, Fabrice Rodriguez, Ximena Vargas, CENTER SUSTAINABLE URBAN DEVELOPMENT SANTIAGO CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), PONTIFICAL CATHOLIC UNIVERSITY OF CHILE SANTIAGO CHL, UNIVERSITY OF CONCEPCION CHL, Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, COLOGNE TECHNICAL UNIVERSITY COLOGNE DEU, MAPA IDRC 107081-001, Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (CONICYT) C14U02, Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (CONICYT) CONICYT FONDECYT 1131131 ENL009/15, IRSTEA-Lyon, Centro UC Interdisciplinario de Cambio Global, CEDEUS/FONDAP/15110020, and CIGIDEN/FONDAP/15110017

Subjects
Irrigation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, URBAN GROUNDWATER, 0207 environmental engineering, Drainage basin, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Streamflow, 11. Sustainability, RESIDENTIAL IRRIGATION, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, geography, geography.geographical_feature_category, Ecology, PERI-URBAN GROWTH, Groundwater recharge, 6. Clean water, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, ANDEAN CATCHMENTS, 13. Climate action, GROUNDWATER RECHARGE, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Water resource management, Groundwater
Abstract

International audience; The impact of urbanization on groundwater is by no means simple to understand, as it depends on a variety of factors such as climate, hydrogeology, water management practices and infrastructure. In semi-arid landscapes, the urbanization processes can involve high water consumptions and irrigation increase, which acts as a new groundwater recharge. We assessedes the hydrological impacts of urbanization and irrigation rates in an Andean peri-urban catchment located in Chile, in a semi-arid climate. For this purpose, we built and validated a coupled surface-groundwater model that allowed verifying a strong stream-aquifer interaction in areas with shallow groundwater, higher than some sewers and portions of the stream. Moreover, we also identified a significant local recharge associated with inefficient urban irrigation. From the evaluation of different future scenarios, we determined that increasing irrigation efficiency will decrease the current groundwater levels, while the median (Q50%) and low flow (Q95%) discharges will reduce from 408 l/s and 43 l/s to 389 l/s and 22 l/s respectively. Overall, our results show the relevance of integrating the modelling of surface and subsurface water resources at different spatial and temporal scales when assessing the effect of urban development and the suitability of urban water practices.

Published
2019

4. Sensibilité de la modélisation hydrodynamique 2D des inondations urbaines aux variables de forçage: leçons de deux cas de terrain

Author

Pierre Henri Bazin, André Paquier, Kamal El Kadi Abderrezzak, RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), EDF (EDF), PARIS EST UNIVERSITY SAINT VENANT LABORATORY FOR HYDRAULICS CHATOU FRA, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), and Projets ANR RIVES et HY2VILLE

Subjects
SHALLOW WATER EQUATIONS, Flood myth, Field (physics), MODEL UNCERTAINTY, 0208 environmental biotechnology, Geography, Planning and Development, 02 engineering and technology, Forcing (mathematics), 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, URBAN FLOOD MODELLING, 020801 environmental engineering, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, 13. Climate action, Rainfall simulator, Climatology, HYDRAULIC MODELS, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Sensitivity (control systems), Shallow water equations, RAINFALL SIMULATOR, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology
Abstract

International audience; This paper reports two urban floods in France: the September 2000 flood at the city of Marseille caused by heavy rainfall, and the November 2008 flood in Oullins induced by the Yzeron River overflow. A two-dimensional (2D) depth-averaged model was used to simulate flood hazard and to investigate the uncertainty associated to the forcing inputs. Using a rainfall simulator, several distributions of rainfall inputs over the whole domain were produced for the event of September 2000 in Marseille. Results showed these latter distributions changed the average peak water depth more than other input parameters. The Yzeron River water elevation was the main source of uncertainty in the case of Oullins, but the flow pattern in the floodplain was also influenced by the method representing the urban areas. For both cases, average uncertainty remains high (up to 20% for peak water depth or velocity) and local uncertainty is almost much higher.; Cet article traite de crues urbaines en France: la crue de septembre 2000 à Marseille et la crue de novembre 2008 à Oullins. Un modèle 2D a permis de simuler l'aléa d'inondation et étudier l'incertitude associée aux variables d'entrée. En utilisant un simulateur de pluie pour Marseille, on a pu montrer que la répartition de la pluie influait plus que les autres paramètres. A Oullins, le niveau d'eau dans la rivière était le principal paramètre mais le parcours de l'eau dans la zone urbaine était aussi important. Dans les deux cas, l'incertitude restait en moyenne de l'ordre de 20% sur les hauteurs d'eau et les vitesses maximales mais pouvait localement être bien plus forte.

Published
2019

5. Methanogenesis control in bioelectrochemical systems: A carbon footprint reduction assessment

Author

Xavier Saupin, Guy Raffin, Catherine Jose, Nicole Jaffrezic-Renault, Patrick Jame, Philippe Namour, Christophe Pages, Lucas Jobin, Institut des Sciences Analytiques (ISA), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Organique & isotopique, Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Interfaces & biosensors - Interfaces & biocapteurs, The authors thank the French National Research Agency (ANR 14-OHRI-0016 El Hamico), the Field Observatory in Urban Water Management (OTHU – www.othu.org/ – FED 4161), and the Rhône-Alpes Region ARC 3 Environment (Doctoral Research Grant 14-011315-01) for their scientific and financial support. The authors declare no competing financial interest., ANR 14-OHRI-0016,El Hamico,Gestion électrochimique de communautés microbiennes, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Isotopique & Organique - Isotopic & Organic, Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and ANR-14-OHRI-0016,El Hamico,Gestion électrochimique de communautés microbiennes(2014)

Subjects
GREENHOUSE GAS, Quantification methods, Methanogenesis, BIOANODE, 010501 environmental sciences, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Reduction (complexity), [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Microbial electrolysis cell, Chemical Engineering (miscellaneous), MICROBIAL ELECTROLYSIS CELL, Waste Management and Disposal, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Process Chemistry and Technology, Reduction rate, CARBON FOOTPRINT, Pollution, METHANOGENESIS, 0104 chemical sciences, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, 13. Climate action, Anode potential, Greenhouse gas, [SDE]Environmental Sciences, Carbon footprint, Environmental science, Biochemical engineering, ELECTROCHEMICAL CONTROL
Abstract

International audience; Are bioelectrochemical systems suitable to fight against the global warming provoked by the anthropogenic sources of CH4? None of the existing studies on this topic provide clear answers because the performance criteria of the electrochemical treatment and gas quantification methods used so far are questionable. This article redefines this performance criteria (carbon footprint - CF) and shows the importance of the materials and methods used to assess this criteria. Indeed, inappropriate gas quantification methods (pressure not taken into account, quantification only of CH4 and not of CO2) lead to errors on calculating the CF reduction rate from 22% to 68% in closed system. Moreover, this article demonstrates, based on suitable gas quantification methods and by means of triplicate MECs with the anode potential poised at +300 mV with respect to the Ag/AgCl reference, that it is possible to achieve a significant reduction in the CF of 22% of anaerobic biofilms producing CO2 and CH4.

Published
2018

6. Representation of the Drainage Network in Urban and Peri-urban Areas Using a 2D Polygonal Mesh Composed of Pseudo-convex Elements

Author

Sanzana, P., Villaroel, S., Braud, Isabelle, Hitschfeld, N., Gironas, J., Branger, F., Rodriguez, F., Vargas, X., Gomez, T., Bagdhadi, N., Zribi, Mehrez, Irstea Publications, Migration, Pontificia Universidad Católica de Chile (UC), RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), COMPUTER SCIENCE DEPARTMENT UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), CENTRO DE DESARROLLO URBANO SUSTENTABLE CONICYT FONDAP SANTIAGO CHL, Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE CHL, and PONTIFICA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE SANTIAGO DE CHILE CHL

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE] Environmental Sciences, [SDE]Environmental Sciences
Abstract

International audience; L'accroissement de la population et le développement économique ont conduit à une augmentation de l'urbanisation et à la transformation de zones rurales en paysages urbanisés. Ceci induit un certain nombre de problèmes liés à la gestion de l'eau [XIA 07]. Parmi les principaux problèmes associés à l'urbanisation, on peut mettre en avant l'augmentation des débits de pointe de crue [SMI 01], les constructions en zone inondables, la diminution de l'infiltration et de la recharge vers les nappes [WMO 08], les changements du débit de base et du régime hydrologique [MEJ14], l'altération de la qualité des cours d'eau liée à l'augmentation de la pollution d'origine urbaine [LAF 06]. Pour gérer de manière durable ces territoires, on a besoin d'outils SIG (Systèmes d'Informations Géographiques) qui représentent les zones urbaines et périurbaines de manière réaliste. Actuellement, les outils SIG existants permettent de délimiter des bassins versants de taille plutôt moyenne à grande (plus de 10 km2 ), et d'en extraire le réseau de drainage. En revanche, pour les zones urbaines et périurbaines, composées d'une mosaïque d'éléments de petite taille (1-100 ha), les outils actuels ne représentent pas de manière adéquate la connectivité hydrologique entre les différents éléments du paysage.

Published
2018

7. Representation du réseau de drainage en zones urbaines et périurbaines à l'aide d'un maillage polygonal 2D formé d'éléments pseudo-convexes

Author

Sanzana, P., Villaroel, S., Braud, Isabelle, Hitschfeld, N., Gironas, J., Branger, F., Rodriguez, Fabrice, Vargas, X., Gomez, T., Bagdhadi, N., Zribi, Mehrez, Irstea Publications, Migration, PONTIFICA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE SANTIAGO DE CHILE CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), COMPUTER SCIENCE DEPARTMENT UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE CHL, RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE CHL, and Pontificia Universidad Católica de Chile (UC)

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE] Environmental Sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], DRAINAGE, [SPI] Engineering Sciences [physics], [SDE]Environmental Sciences, ZONE URBAINE, ZONE PERIURBAINE
Published
2018

8. Représentation du réseau d'assainissement urbain et péri-urbain par l'utilisation de Geo-Pumma dans les bassins versants du Mercier (France) et de l'El Guindo (Chili)

Author

Sanzana, P., Gironas, J., Braud, Isabelle, Branger, F., Rodriguez, F., Vargas, X., Hitschfled, N., Munoz, J.F., Vicuna, S., DIHA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE SANTIAGO CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), CENTRO DE DASARROLLO URBANO SUSTENTABLE CHL, Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), DIC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, and DCC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, GEO-PUMMA, [SDE]Environmental Sciences, MERCIER COURS D'EAU, CHILI
Abstract

International audience; Les processus hydrologiques dans les zones urbaines et péri-urbaines sont significativement affectés par des éléments artificiels comme les canaux, les tuyaux, les rues et les réseaux d'eau pluviale. Nous présentons Geo-PUMMA, un ensemble d'outils SIG en Python pour GRASS qui représentent explicitement les différentes composantes des zones périurbaines par un maillage vectoriel irrégulier. Geo-PUMMA rassemble informations spatialisées telles que le cadastre, les types de sols, la géologie et des modèles numériques de terrain. Geo-PUMMA fournit des Unités de Réponse Hydrologique (HRUs) et des Eléments Hydrologiques Urbains (UHEs) et permet d'améliorer le maillage initial pour une meilleure représentation des chemins de l’eau. Geo-PUMMA permet également l'extraction de propriétés morphologiques du bassin telles que la fonction largeur, aire drainée ou d’imperméabilisation. Geo-PUMMA est appliqué à deux bassins péri-urbains: le Mercier (10% d’urbanisation) situé près de Lyon, France, et El Guindo (40% d’urbanisation) situé dans la région du piémont andin, Chili. La comparaison des fonctions largeur et aire drainée entre les maillages initiaux et finaux montre une amélioration de la représentation de réseau de drainage à petite et moyenne échelle (120-150 m pour El Guindo et 80-150 m pour le Mercier).

Published
2016

9. GEO-PUMMA: représentation des paysages urbains et périurbains pour les modèles hydrologiques distribués

Author

Sanzana, P, Gironas, J, Braud, Isabelle, Branger, F, Rodriguez, Fabrice, Vargas, X, Hitschfled, N, Munoz, J.F, Vicuna, S, DIHA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE SANTIAGO CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), DIC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, DCC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, and Cadic, Ifsttar

Subjects
[SDE] Environmental Sciences, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, HYDROLOGIE, [SDE]Environmental Sciences
Abstract

EGU General Assembly 2016, VIENNE, AUTRICHE, 17-/04/2016 - 22/04/2016; Geo-PUMMA is a GIS toolbox to represent the terrain used in distributed hydrological modeling in urban and peri-urban areas, which preserves the hydrological connectivity and extracts a realistic drainage network..Geo-PUMMA uses a vectorial approach that generates a polygonal mesh composed of physiographic units. Urban areas are represented using Urban Hydrological Elements (UHE) (Rodríguez et al., 2008). Rural and peri-urban areas are depicted using Hydrological Response Units (HRU) (Flüguel, 1995). (Figure 1). Geo-PUMMA improves the numerical stability of hydrological models as it considers several segmentation processes to address the following issues in mesh representation: thin units, elements extremely non-convex, too large elements and homogeneous properties within an HRU (slope, aspect, etc).

Published
2016

10. GEO-PUMMA: Urban and periurban landscape representation for distributed hydrological modelling

Author

Sanzana, P., Gironas, J., Braud, Isabelle, Branger, F., Rodriguez, F., Vargas, X., Hitschfled, N., Munoz, J.F., Vicuna, S., DIHA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE SANTIAGO CHL, IRSTEA LYON UR HHLY FRA, LUNAM UNIVERSITE IFSTTAR IRSTV NANTES FRA, DIC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, DCC FCFM UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), CENTRO DE DESARROLLO URBANO SUSTENTABLE CHL, Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, MODELE DISTRIBUE, [SDE]Environmental Sciences, urban areas, ZONE URBAINE, distributed model, suburban areas, ZONE PERIURBAINE
Abstract

International audience; Geo-PUMMA is a GIS toolbox to represent the terrain used in distributed hydrological modeling in urban and peri-urban areas, which preserves the hydrological connectivity and extracts a realistic drainage network. Geo-PUMMA uses a vectorial approach that generates a polygonal mesh composed of physiographic units. Urban areas are represented using Urban Hydrological Elements (UHE) (Rodríguez et al., 2008). Rural and peri-urban areas are depicted using Hydrological Response Units (HRU) (Flüguel, 1995). (Figure 1) Geo-PUMMA improves the numerical stability of hydrological models as it considers several segmentation processes to address the following issues in mesh representation: thin units, elements extremely non-convex, too large elements and homogeneous properties within an HRU (slope, aspect, etc).

Published
2016

11. L’hydromorphologie, une dimension-clé pour l’étude interdisciplinaire des petits hydrosystèmes périurbains (bassin de l’Yzeron, France)

Author

Schmitt, L., Grospretre, L., Breil, P., Namour, P., Lafont, M., Delile, H., Eschbach, D., Jacob Rousseau, N., Cournoyer, Benoît, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Université de Lyon, UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON GBR, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE]Environmental Sciences
Abstract

National audience; Watersheds are multidimensional objects and their understanding requires an interdisciplinary approach. The study of the Yzeron’s watershed, under growing pressure from suburban sprawl, displays important landcover changes since the beginning of the 20th century. This changes modifies the watershed functioning in terms of hydrology, morphology, physical chemistry and biology: increase of flooding frequency of low to medium intensity, introduction of poor quality water, forming spectacular incisions upstream and sanding up downstream, etc. Results allowed us to give several innovative management guidelines and stress the importance of fluvial geomorphology in interdisciplinary researches of small periurban hydrosystems.; Les bassins versants sont des objets d’étude multidimensionnels dont la compréhension exige une approche interdisciplinaire. L’étude du bassin versant de l’Yzeron, marqué par un fort étalement périurbain, présente d’importants changements d’occupation du sol depuis le début du XXe siècle. Cette évolution modifie le fonctionnement de ce bassin sur les plans hydrologique, morphologique, physico-chimique et biologique : élévation de la fréquence des crues d’intensité faible à moyenne, dégradation de la qualité des eaux, formation d’incisions spectaculaires en amont, ensablement en aval, etc. L’ensemble des résultats conduit à des préconisations de gestion innovantes et montre l’importance de la géomorphologie fluviale dans l’étude interdisciplinaire des petits hydrosystèmes périurbains.

Published
2016

12. Utilisation de données de réseaux de mesures du niveau d'eau et de l'humidité du sol pour l'évaluation du modèle hydrologique distribué PUMMA: application au bassin du Mercier, France

Author

Braud, Isabelle, Fuamba, M., Branger, F., Batchabani, E., Sanzana, P., Sarrazin, B., Jankowfsky, S., IRSTEA LYON UR HHLY FRA, POLYTECHNIQUE MONTREAL CAN, PONTIFICIA UNVERSIDADE CATOLICA DE CHILE CHL, ISARA LYON FRA, RMS SAN FRANCISCO BAY AREA USA, Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), and ISARA-Lyon

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, MODELE DISTRIBUE, MODELE HYDROLOGIQUE, [SDE]Environmental Sciences, HUMIDITE DU SOL, hydrological model, MERCIER COURS D'EAU, soil water content, distributed model
Abstract

International audience; Context: Use of distributed hydrological models in a hypothesis testing framework (Clark et al., 2011) Evaluation of models using distributed data Objectives: Assessment of the value of distributed networks of surface soil moisture and water level sensors to identify problems with models parameters and representations Application to the PUMMA (Peri-Urban Model for landscape Management, Jankowfsky et al., 2014) distributed model in the Mercier catchment (6.6 km2, France).

Published
2016

13. Apports de la modélisation distribuée horaire à la comprehension du régime hydrologique du bassin périurbain de l'Yzeron - Ouest Lyonnais, France

Author

Kermadi, S., Labbas, M., Branger, F., Braud, Isabelle, Environnement, Ville, Société (EVS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Environnement Ville Société (EVS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), and Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)

Subjects
MODELE DISTRIBUE, SPATIAL DISTRIBUTION, VARIABILITE SPATIALE, HYDROLOGIE, J2000, MODELLING, SUBURBAN AREAS, MODELISATION, ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, DISTRIBUTED MODEL, HYDROLOGY, YZERON COURS D'EAU, [SDE]Environmental Sciences, ZONE PERIURBAINE
Abstract

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAUXXIIIème Colloque de l'Association Internationale de Climatologie, Liege, BEL, 01-/07/2015 - 04/07/2015; International audience; Des travaux précédents, réalisés avec un modèle hydrologique distribué initialement conçu pour les bassins ruraux, le modèle J2000 appliqué au pas de temps journalier, ont permis de mettre en évidence l'impact de l'augmentation des surfaces imperméables sur la composition des écoulements du bassin versant de l'Yzeron. Ce pas de temps étant peu efficace pour représenter la dynamique rapide des sous bassins urbains, un nouveau modèle, J2000P, spécifiquement dédiée aux bassins périurbains, a été développé. Il prend en compte la variabilité spatiale du coefficient d'infiltration, modifiée par l'imperméabilisation des surfaces, les réseaux d'assainissement et d'eaux pluviales ainsi que les déversoirs d'orage. L'application du modèle sur le bassin de l'Yzeron sur une période de 10 ans montre que le modèle est capable de reproduire le cycle hydrologique sur le bassin, avec de meilleures performances en conditions humides et en hiver et une tendance à sous-estimer les bas débits. Le modèle permet aussi de visualiser la variabilité spatiale des composantes du bilan hydrologique et en particulier les contrastes entre zones urbanisées, cultivées et sous forêt. Mots clés : périurbain, débit, modélisation hydrologique, imperméabilisation.

Published
2015

14. Dynamique des hydrosystèmes périurbains en réponse aux changements paysagers : l’exemple de l'Ouest lyonnais

Author

Namour, P., Breil, P., Schmitt, L., Lafont, M., Grospretre, L., Collin Bouffier, S., Brelot, C.I., Menjot, D., Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Université de Lyon, Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE]Environmental Sciences
Abstract

National audience; Watersheds are multidimensional objects and their understanding requires a multidisciplinary approach. The study of the Yzeron’s watershed, under growing pressure from suburban sprawl, displays increasing rates of soil impermeabilisation last fifty years. This change, particularly modifies watershed functioning (hydrology, morphology, physical chemistry and biology): increase of flooding frequency of low to medium intensity, introduction of poor quality water, forming spectacular incisions upstream and silting up downstream.; Les bassins versants sont des objets multidimensionnels dont la compréhension exige une approche pluridisciplinaire. L'étude du bassin versant de l'Yzeron, sous pression d'un étalement périurbain croissant, montre des taux d’imperméabilisation croissant des sols depuis le milieu de 20ème siècle. Cette évolution, modifie notamment le fonctionnement de ce bassin (hydrologie, morphologie, physico-chimie et biologie) : élévation de la fréquence des crues d’intensité faible à moyenne ; arrivée d'eaux de médiocre qualité; formation d'incisions spectaculaires en amont et d'ensablement en aval.

Published
2015

15. Geo-PUMMA : une boîte à outils pour la représentation des bassins urbains et périurbains dans la modélisation hydrologique distribuée

Author

SANZANA, P, Gironas, J, Braud, Isabelle, BRANGER, F, Rodriguez, Fabrice, VARGAS, X, HITSCHFLED, N, MUNOZ, J.F, VICUNA, S, Cadic, Ifsttar, DIHA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE CHL, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), and UNIVERSIDAD DE CHILE SANTIAGO CHL

Subjects
ZABR - OBSERVATOIRE OTHU, [SDE] Environmental Sciences, MERCIER COURS D&apos, EAU, HYDROGEOLOGIE, [SDE]Environmental Sciences, ZONE PERIURBAINE, PUMMA
Abstract

AGU 2015 Fall Meeting, SAN FRANCISCO, ETATS-UNIS, 14-/12/2015 - 18/12/2015; Urban growth implies land use changes with natural and agricultural lands becoming urbanized. Hydrological processes in these areas are significantly affected and artificial elements like channels, pipes, streets and other stormwater facilities modify the structure and connectivity of the surface drainage systems. Distributed hydrological modelling of periurban basins requires for an accurate spatial representation to take into account all these features and landscape changes. Classical approaches for terrain representation and drainage network extraction using grids do not necessarily allow considering irregular features and other elements of the complex peri-urban setting, which can also change with time. Thus, a more suitable approach to address these issues is needed. In this work we propose Geo-PUMMA, a set of GIS tools programmed in Python for GRASS that uses irregular meshes to explicitly represent the different components of the peri-urban terrain, particularly the elements affecting the flow paths (i.e. stormwater facilities, channels, streets and pipes). Geo-PUMMA gathers a series of geographical data treatment procedures which use spatial information maps (e.g. cadastral, soil types, geology and digital elevation models) to produce Hydrological Response Units (HRU) and Urban Hydrological Elements (UHEs) that make up a terrain representation more suitable for hydrologic modeling. Geo-PUMMA also allows the extraction of basin morphologic properties such as the width function, the area function and the imperviousness function, which accounts for the impervious contribution located at different distances to the outlet. Geo-Pumma is applied to 2 peri-urban catchments: the Mercier catchment (30% urbanized) located near Lyon, France, and the Estero El Guindo catchment (40% urbanized) located in the Andean piedmont in the Maipo River, Chile. Geo-PUMMA produces a terrain representation that is more representative of the actual drainage structure. Moreover, using the width function and the area function we conclude that Geo-PUMMA improves the drainage network representation particularly at small to medium spatial scales (i.e. 100-400 m for the El Guindo catchment and 50-200 m for the Mercier catchment).

Published
2015

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