Évaluation des impacts du changement climatique sur les ressources en eau de Spa et Bru

Abstract

Le système terre est en train de basculer d’un état vers un autre, entraînant avec lui la modification du cycle hydrologique et par conséquent, des stratégies de gestion des ressources en eau. Mais qu’en est-il pour les Ardennes belges, où les précipitations sont particulièrement abondantes comparées au reste du pays ? Le déclin des réserves en eau est-il à craindre pour cette région? Dans le but d’évaluer les impacts du changement climatique sur les ressources en eau de Spa et de Bru, une détection de tendance sur les composantes du bilan hydrogéologique ainsi que sur d’autres variables dérivées, comme des indices d’aridité, fût menée au moyen de tests statistiques (régressions, tests de Mann-Kendall et de Pettitt). Les données utilisées s’étendent entre 1971 et 2100. Elles proviennent d’observations ainsi que de simulations. Ces dernières sont issues du Modèle Atmosphérique Régional (MAR) et du modèle sol et zone vadose EPICgrid, forcé par MAR de 2020 à 2050 en incluant différents scénarios climatiques. Il en résulte que l’ensemble des variables va dans la même direction, à savoir vers un tarissement de la ressource sur le long terme, même si toutes les tendances ne sont pas significatives. Ce déclin peut être expliqué par la combinaison de l’intensification de l’évapotranspiration, qui induit des sécheresses de plus en plus sévères, avec les changements de précipitations, notamment au travers de leur quantité annuelle et de leur saisonnalité. La manière dont la future végétation et le relief particulier devraient influencer l’évapotranspiration a également été étudiée et montre qu’une végétation plus ouverte composée d’arbustes devrait diminuer l’évapotranspiration réelle, tandis que le relief ne montre pas d’effet global sur les rayonnements solaires interceptés en surface. Les recommandations de cette étude visent à établir une stratégie d’adaptation pour l’avenir afin de concilier les ambitions de captage avec le renouvellement de la ressource, impactée par le changement climatique comme démontré par ce mémoire.

Climate change is expected to profoundly affect hydrological fluxes and therefore alter water resources management. In the Belgian Ardennes, where rainfall is abundant and water scarcity might not represent a major concern, global warming consequences must though be evaluated. In order to assess these potential effects on the Spa and the Bru springs, a trend detection was carried out using statistical tests (regressions, Mann-Kendall and Pettitt tests) on water cycle components along with other variables such as aridity indices. The data used range from 1971 to 2100 and include both observations and simulations. The Regional Atmospheric Model (MAR) and the EPICgrid soil and vadose zone model, forced by MAR from 2020 to 2050 and including different climatic scenarios, provided the simulated data. Even if trends are not all significant, they all point in the same direction, towards a long term resources decline. The depletion is due to intensified evapotranspiration leading to increasingly severe droughts and likely decreasing total annual precipitation as well as changes in their seasonality. In addition, the way in which future vegetation and the particular topography should influence evapotranspiration was also investigated. It showed that open shrublands should decrease the actual evapotranspiration while the topography shows no overall effect on the solar radiation intercepted at the surface. The recommendation of this study is to establish a strong adaptation strategy for the future in order to meet the catchment ambitions with the renewal of the resources, impacted by climate change as demonstrated by this thesis.