Quantifier les usages de l'eau en territoire touristique de montagne

Les régions touristiques de montagne peuvent vivrent des épisodes de pénurie en eau sur des temps très courts (d’un jour à une semaine) en raison des fortes variations de la population temporaire durant les saisons touristiques, combinées aux ressources en eau limitées des hauts bassins versants. Puisque les bilans intégrés de l’eau effectués dans la littérature font face à un manque de données pour le volet ’usages’, cette thèse a pour but d’approfondir les connaissances et les méthodes de quantifica- tion des usages de l’eau. Une clarification terminologique des termes liés aux usages de l’eau, est tout d’abord proposée, autour du concept de cycle d’usage de l’eau. Ensuite, une combinaison d’approches a été utilisée pour étudier le cas particuler des usages en territoire de montagne, où les demandes en eau sont très variables en temps (influence de l’occupation touristique sur les usages de l’eau potable, saisonnalités propres à l’irrigation) et en espace (occupation du sol en fonction de l’altitude, topogra- phie, densités d’habitat). D’une part, des approches quantitatives sont menées, avec une campagne de monitoring des usages de l’eau potable et de l’irrigation dans les communes de Montana (Valais) et Megève (Haute-Savoie), via l’installation de compteurs d’eau, dataloggers et débitmètres. Ce monito- ring a permis d’obtenir des observations des usages à haute résolution temporelle et spatiale. D’autre part, des approches qualitatives (observation directe sur le terrain et entretiens avec les acteurs usa- gers de l’eau) ont permis d’approfondir les connaissances sur les pratiques d’usages et en particulier les déterminants de la demande en eau d’irrigation. Des outils ont été developpés pour structurer les données d’usage récoltées : le bassin d’usage cartographie leur répartition spatiale, le régime d’usage for- malise leurs dynamiques temporelles via des séries de données standardisées et la densité d’usage décrit leur intensité par rapport à leur emprise au sol. Une méthodologie simplifiée est également proposée pour modéliser les dynamiques de distribution d’eau potable d’un territoire à partir d’une typologie de régimes d’apports et des caractéristiques d’habitat. Les régimes et bassins d’usage définis à Mon- tana et Megève ont mis en évidence des différences de saisonnalité à une échelle plus fine que les études précédentes : à l’échelle intra-communale (par bassin d’habitation, par type d’habitat), jusqu’à l’échelle de l’usager. L’importante saisonnalité des usages de l’eau dans la station touristique a ainsi pu être détaillée et quantifiée. L’atout des régimes d’usage est aussi de pouvoir standardiser les valeurs de demande en eau afin de comparer les dynamiques temporelle d’usages différents sur un même gra- phique. Ainsi, il est possible d’identifier les pics d’usage à courte échelle temporelle, qui ne peuvent pas être identifiés avec des méthodes à pas de temps plus grossier. Il est important de détailler ces ré- gimes d’usage car les pénuries se produisant en zone touristique sont générées par des pics d’usage à des échelles de temps très courtes (jour, weekend, semaine). Par ailleurs, le calcul des densités d’usage a mis en évidence l’importante empreinte spatiale de l’arrosage des jardins à Montana. L’étude des pratiques d’irrigation a permis d’identifier les facteurs de décision d’arrosage des acteurs irrigants et leurs modes de fonctionnement. La connaissance de ces pratique a ensuite servi à affiner les méthodes empiriques d’estimation de l’irrigation. Ensuite, une étude comparative a mis en évidence les écarts existant entre l’estimation de l’irrigation et l’irrigation effective, observée durant les campagnes de monitoring. Dans le cas de Montana, les méthodes d’estimations utilisées dans les bilans intégrés de l’eau surestiment jusqu’à un facteur 10 les distributions réelles d’irrigation. Enfin, suite à l’expérience acquise lors de la mise en place des campagnes de mesure à Montana et Megève, des recommandations sont formulées pour le monitoring des usages de l’eau en territoire touristique de montagne. -- Mountain tourist areas may experience periods of water shortage (1 day to 1 week) due to large variations in the temporary population during the tourist seasons, combined with the limited water resources of the upper watersheds. Since the integrated water balances carried out in current research face a lack of data for the ’uses’ section, this thesis aims to deepen knowledge and methods for quan- tifying the uses of water. A terminological clarification of the terms related to the uses of water is first proposed, around the concept of water use cycle. Then, a combination of approaches was used to study the particular uses in mountain territory, where the water demands are highly variable in time (influ- ence of the tourist occupation on the uses of drinking water, irrigation seasons) and in space (land use according to the altitude, topography, habitat densities). On the one hand, quantitative approaches are chosen, with a monitoring campaign of the uses of drinking water and irrigation in the municipalities of Montana (Valais) and Megève (Haute-Savoie), with the installation of water meters, dataloggers and flowmeters. This monitoring gathered observations of water uses with high temporal and spatial res- olution. On the other hand, qualitative approaches (direct observation in the field and interviews with the water users) deepend the knowledge on the practices of uses and in particular the determinants of the water demand for irrigation. Tools have been developed to structure the collected water use data: the water use basin maps their spatial distribution, the water use regime formalizes their temporal dynamics via standardized data sets and the water use density describes their intensity relative to their spatial footprint. A simplified methodology is also proposed to model the drinking water distribution dynamics of a territory based on a typology of water delivery regimes and habitat characteristics. The regimes and basins defined in Montana and Megève highlighted water use seasonality on a finer scale than previous studies: at the intra-municipal scale (by watershed, by type of habitat), up to the use scaler. The important seasonality of the water uses in the tourist resorts could thus be detailed and quantified. The advantage of water use regimes is also to be able to standardize the water demand values in order to compare the temporal dynamics of different uses on the same graph. Thus, it is pos- sible to identify short time-scale usage peaks, which can not be identified with coarser scaled methods. It is important to detail these water use regimes because the shortages occurring in tourist areas are generated by peaks of use at very short time scales (day, weekend, week). In addition, the calculation of water use density underlined the important spatial footprint of garden watering in Montana. The study of irrigation practices has highlighted the decision-making factors of irrigants and their modes of operation. The knowledge of these practices allowed to refine the empirical methods irrigation esti- mation. Then, a comparative study highlighted the deviations between the estimation of irrigation and the actual irrigation observed during the monitoring campaigns. In the case of Montana, the estimation methods used in the integrated water balance models overestimate the actual irrigation distributions by a factor of 10. Finally, following the experience gained during the implementation of measurement campaigns in Montana and Megève, recommendations are formulated for the monitoring of water uses in mountain tourist territory

The Analogues Method: Reproducing the Seasonality of Drinking Water Distribution in Mountain Tourist Resorts

Few of the integrated water management surveys or water offer-demand models include a description of the seasonality of demand with sufficiently fine time steps (monthly and lower). The analogues method was developed in this study with as a case study the tourist resort of Megève (Haute-Savoie, France), presenting a strong seasonal variability in the demand for drinking water. The method is intended for decision-makers and urban planners, because it makes it possible to predict the seasonality of drinking water distribution in Alpine regions where data on water use is rarely available. It involves monitoring on a sample of domestic drinking water meters with a daily resolution, to identify the different demand regimes and use them as “patterns” to reproduce the municipal distribution signal.Analysis of the distribution of drinking water has highlighted two types of variability: high frequency (weekly) and low frequency (seasonal). The monitoring underlined the influence of the type of building and the permanence of the habitat on the drinking water distribution regimes. Finally, the analogues method is considered to be effective in reproducing the low and high frequency variability of the distribution. The size and representativeness of the user sample are the most important factors to be taken into account in its implementation

Upstream-Downstream Influence of Water Harvesting Techniques (Jessour) on Soil Water Retention in Southeast Tunisia

Weather parameters and soil moisture profiles were measured at an hourly time step during four agricultural years (September to October, from 2018–19 to 2021–22) in two Jessour (water harvesting cultivated terraces) of the same valley in Zmerten (southeastern Tunisia), characterized by an arid climate. One instrumented Jesr (singular of Jessour) was located upstream and the other one downstream. During each dry season, when crops experience water stress, the downstream Jesr had a higher available water content than the upstream one; in the downstream Jesr the soil profile moisture remained above the wilting point, whereas in the upstream soil surface, moisture levels decreased to below the wilting point. High accumulation/low intensity rains (causing saturation/excess runoff) flooded both upstream and downstream Jessour from 50 mm of cumulative rainfall, whereas high intensity/low accumulation rains (causing infiltration/excess runoff) activated the downstream Jesr from an intensity of 15.2 mm/h, and a combination of moderate intensity and moderate accumulation rains activated both Jessour from an intensity of 8 mm/h and a cumulative rainfall of 33 mm. We propose to set 50 mm of cumulative rainfall and/or 6.4 mm/h of intensity as threshold values for the activation of the Jessour system in Zmerten. However, significant soil moisture recharges can occur even without activation of the Jessour system.EEA BarilocheFil: Calianno, Martin. University of Lausanne. Institute of Geography and Sustainability and Interdisciplinary Centre for Mountain Research; SuizaFil: Calianno, Martin. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Ben Fraj, Tarek. University of Tunis. CGMED Laboratory; TúnezFil: Ben Fraj, Tarek. University of Sousse. Faculty of Arts and Human Sciences; TúnezFil: Fallot, Jean-Michel. University of Lausanne. Institute of Geography and Sustainability and Interdisciplinary Centre for Mountain Research; SuizaFil: Abbassi, Mohamed. University of Tunis. CGMED Laboratory; TúnezFil: Abbassi, Mohamed. University of Sousse. Faculty of Arts and Human Sciences; TúnezFil: Ghram Messedi, Aziza. University of Tunis. CGMED Laboratory; TúnezFil: Ghram Messedi, Aziza. University of Sousse. Faculty of Arts and Human Sciences; TúnezFil: Ben Ouezdou, Hédi. University of Tunis. CGMED Laboratory; TúnezFil: Ben Ouezdou, Hédi. University of Sousse. Faculty of Arts and Human Sciences; TúnezFil: Reynard, Emmanuel. University of Lausanne. Institute of Geography and Sustainability and Interdisciplinary Centre for Mountain Research; Suiz

Benefits of Water-Harvesting Systems (Jessour) on Soil Water Retention in Southeast Tunisia

In this paper, we quantify the water balance of Jessour at the scale of agricultural plots. Jessour (plural of Jesr) are ancestral hydro-agricultural systems in the Dahar plateau (southeastern Tunisia). They consist of small dams built across wadis and gullies, which retain rainwater and sediments, hence enabling cropping. Despite arid climate conditions, Jessour allow the culture of the olive tree beyond its ecological limits. Weather monitoring stations were set up and soil moisture sensors installed down to a depth of 1.25 m in the soil in two neighboring gullies in the village of Zammour: one with a Jesr and one without. Laser granulometry and organic matter analyses were carried out on samples collected near the soil moisture sensors. Measurements were recorded from 28 September 2017 to 21 September 2018. From 10 to 12 November 2017, the region received 123.3 mm rainfall. The Jesr retained the equivalent of 410.3 mm of soil moisture to a depth of 1.25 m whereas the value in the gully was 224.6 mm. Throughout the summer of 2018, the soil available water capacity (AWC) remained above 55 mm in the Jesr, while it dropped to zero in the gully. Jessour are thus very suitable hydro-agricultural systems to face the climate changes concerning this fragile region, located in the transition zone between the semi-arid to arid Mediterranean region and the Sahara

Impacts des aménagements hydro-agricoles en jessour sur le bilan hydrique dans le sud-est tunisien

Des mesures météorologiques et de la teneur en eau dans le sol à 8 profondeurs différentes ont été réalisées pendant une année dans 2 parcelles situées au fond de 2 ravins à 130 m de distance, l’un est aménagé en Jessour et l’autre est sans Jessour, en vue de quantifier les impacts de ces aménagements hydro-agricoles sur le bilan hydrique. Ces mesures ont montré que seuls 3 épisodes pluvieux majeurs (> 20 mm) ont entraîné une hausse significative de la teneur en eau dans le sol jusqu’à au moins 125 cm de profondeur. Pour ces 3 épisodes, cette hausse a été rapide et importante jusqu’à 125 cm dans la parcelle aménagée en Jesr, alors qu’une hausse semblable n’a été mesurée que pour un bref épisode pluvieux en août 2018 dans la parcelle sans Jesr. Pour les deux autres épisodes pluvieux plus longs survenus en novembre et décembre 2017, la hausse de la teneur en eau dans le sol a été nettement plus lente et modeste dans la parcelle sans Jesr au-delà d’une profondeur de 35 cm. Les Jessour semblent avoir des effets différents sur le bilan hydrique dans les sols selon les saisons

La méthode des analogues : reproduire le caractère saisonnier de la distribution d'eau potable dans les stations touristiques de montagne

Peu d’enquêtes intégrées sur la gestion de l’eau ou de modèles offre-demande en eau incluent une description de la saisonnalité des demandes à pas de temps suffisamment fins (mensuels et inférieurs). La méthode des analogues est développée ici avec comme cas d’étude la station touristique de Megève (Haute-Savoie, France), qui présente une forte variabilité saisonnière de la demande en eau potable. La méthode est destinée aux décideurs et aux urbanistes car elle permet de prédire la saisonnalité de la distribution en eau potable sur des territoires alpins où peu de données d’utilisation d’eau sont disponibles. Elle passe par un monitoring des apports sur un échantillon de compteurs d’eau potable domestiques avec une résolution journalière, pour identifier les différents régimes de demande et les utiliser comme « patrons » pour reproduire le signal de distribution municipale. L’analyse de la distribution d’eau potable a mis en évidence deux types de variabilité : de haute fréquence (à l’échelle hebdomadaire) et de basse fréquence (à l’échelle saisonnière). Le monitoring a souligné l’influence du type de bâti et de la permanence de l’habitat sur les régimes de distribution d’eau potable. Enfin, la méthode des analogues s’est révélée efficace pour reproduire la variabilité de basse et haute fréquence de la distribution. La taille et la représentativité de l’échantillon d’utilisateurs sont les facteurs les plus importants à prendre en compte lors de sa mise en œuvre

Supplementing flash flood reports with impact classifications

International audienc

Quantifier les usages de l'eau : une clarification terminologique et conceptuelle pour lever les confusions

International audienceCet article met en évidence les confusions existantes relatives aux termes employés dans les travaux sur les usages de l’eau : besoins, demandes, apports, consommation, prélèvements. Nous proposons un cadre terminologique adapté aux enjeux de la quantification de ces termes, nécessaire au suivi de la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE). Une revue de la littérature permet d’abord d’identifier les termes synonymes de l’usage de l’eau et leurs diverses interprétations. Ensuite, une proposition de terminologie est élaborée autour du concept du cycle d’usage de l’eau, dont la schématisation permet d’illustrer les particularités de chaque terme. Les résultats montrent que les confusions apparaissent principalement au niveau de l’usage même de l’eau, pour lequel les termes associés (besoin, demande, apport et consommation) sont souvent mobilisés de manière imprécise, voire indifférenciée. Les nuances permettant de distinguer ces notions sont décrites via un schéma général de cycle d’usage de l’eau, dont la demande est le moteur principal. Les particularités propres à certains usages sont ensuite schématisées : approvisionnement en eau potable (AEP), irrigation et usages environnementaux. Cette réflexion a été menée conjointement par un géologue, un géographe, une hydrologue et un économiste, ce qui permet d’entretenir le débat sur la terminologie des usages de l’eau et de proposer un essai de synthèse, tel un préalable nécessaire à toute recherche interdisciplinaire sur les « usages de l’eau »

Quantifier les usages de l’eau : une clarification terminologique et conceptuelle pour lever les confusions

This paper aims to highlight existing confusion over the terms used in assessments on water uses : needs, demands, supply, consumption, withdrawals. We suggest a terminological framework adapted to the challenges of water uses quantification, necessary to monitor integrated water resources management (IWRM). A state-of-the-art first draws an overview of synonyms of water use and their different interpretations. A proposal of consistent terminology is then provided based on the water use cycle concept, in order to illustrate the specificities of each term. Results show that confusions mainly arise at the water use stage itself, for which several different terms are used (need, demand, supply and consumption). Differences that distinguish these notions are described on a generic scheme of the water use cycle, where demand is the central notion. Features related to specific water uses are then presented through this cycle : drinking water, irrigation and environmental uses. A geologist, geographer, hydrologist and economist jointly conducted this reflection, thus feeding the debate on water uses’ terminology and synthesizing on what is meant by "water use" in an interdisciplinary manner