Défi : Observatoire de l’eau

Observatoire du bassin versant de la Veyre
Porteurs du projet : 
Cyril Aumar (BRGM), Angelica Bianco (LaMP, OPGC), Clément Floquet (FREau, UCA), Philippe Labazuy (LMV), Delphine Latour (FREau, LMGE, UCA), Erwan Roussel (Geolab)


Les têtes de bassin versant représentent des zones cruciales et essentielles au bon fonctionnement de l’ensemble de l’hydrosystème et à l’état global de la ressource en eau. Néanmoins, avec des pressions climatiques croissantes, elles se trouvent actuellement fragilisées et voient leur qualité se dégrader. L’acquisition de données est donc primordiale afin de combler le manque de connaissances sur leur fonctionnement et leur rôle. L’objectif global de l’Observatoire de la Veyre est de caractériser la quantité (flux) et la qualité de l’eau à travers le couplage des différents compartiments le long du continuum nuages/précipitations/eaux de surface/eaux souterraines/exutoires sur tout le bassin versant de la Veyre. L’enjeu est d’évaluer la vulnérabilité et la résilience de ces systèmes face au changement climatique et, en particulier, aux évènements extrêmes, et in fine de mettre à disposition de la communauté des données utiles pour les modèles. Les mesures produites seront aussi utiles pour alerter la société civile et aider les décideurs à mettre en place des actions concrètes vis-à-vis de la gestion de la ressource en eau.

L’objectif à court terme de l’Observatoire de la Veyre est l'équipement et le monitoring du bassin versant topographique et hydrogéologique de la Veyre et du lac d’Aydat, sur lequel des mesures sont en cours depuis 2015. Bien que ce bassin versant hydrogéologique ait fait l’objet d’études pluridisciplinaires dans le cadre du projet FEDER CAPRICE, ce qui a permis d’en préciser la géométrie, il reste encore mal contraint compte tenu de la complexité des relations entre eaux de surfaces et eaux souterraines. Ce dernier s'étend jusqu’aux puys de La Vache et Lassolas au nord-ouest et comprend également une alimentation depuis le secteur de Pessade (Sancy), au sud-ouest. Afin de mieux comprendre les liens entre les circulations souterraines (aquifères dans les coulées volcaniques) et les lacs en surface, les lacs de la Cassière et l'étang de Montlosier seront donc aussi instrumentés en plus du lac d’Aydat. La qualité et la quantité des eaux atmosphériques (nuages et pluie) seront caractérisées par des mesures de télédétection, depuis le site de OPME. Une dizaine de pluviomètres seront mis en place afin d’avoir un maillage fin des apports en précipitations sur le bassin versant. Il est envisagé de combiner cette installation à un programme de science participative. Des piézomètres seront également installés pour évaluer la qualité et la quantité d’eau dans les nappes phréatiques souterraines. Le lien entre les eaux précipitantes et les eaux souterraines sera assuré par un monitoring des eaux de surface (cours d’eau, zones humides et lacs) sur ce bassin versant. Il s’agira de suivre les flux d’eau mais également la qualité physico-chimique et biologique de ces eaux.

Pour accéder aux données du CEBA

Hist'Eaurix

Porteur du projet :
Antoine Vergne (FREau, UCA)



Au sein de la FREau, le défi « Observatoire de l’eau en territoire volcanique » rassemble différents projets et réseaux d’observations pluridisciplinaires qui permettent un suivi long terme de la qualité et de la ressource en eau à chaque compartiment (e.g. Atmosphère, Eaux de surface et souterraine). Depuis 2024, une dimension historique a été ajoutée à l’observatoire via le projet Hist’Eaurix (Créé par Pierre Amato) afin de compléter les approches en cours et d’offrir une perspective plus large sur le fonctionnement à long terme de différents sites d’études phares, tels que les lacs d’Aydat et Pavin. La collecte réalisée au cours du projet Hist’Eaurix a permis de mettre en avant un important réservoir de données dites « anciennes », non exploitée ou largement dispersée.

Ces données de diverses natures (e.g., chiffrées, textuelles, iconographiques) peuvent aussi bien concerner le domaine des sciences environnementales que celui des sciences humaines et sociales. Selon leur nature, les données feront l'objet d'un traitement différent, comme suit :

  • Les données textuelles et iconographiques seront partagées via une bibliothèque numérique dédiée.

(En cours de construction)

  • Les données chiffrées quant à elles, seront extraites et/ou collectées, rassemblées sous forme de tableurs afin d'être partagées à tous sur le CEBA.

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OBSERVAe
Porteurs du projet : 
Laurent Royer (LPCA) et Laure Moiroux-Arvis (TSCF-INRAE)

Le projet a pour objectif d’évaluer la plus-value apportée par les nouvelles technologies de communication satellitaire, bas coût, face aux enjeux d’observation et de gestion de la ressource en eau. Pour cela le projet vise à instrumenter une vingtaine de sites d’intérêt sur le bassin versant amont de la Dordogne avec des capteurs de niveau d’eau et de température autonomes. Grâce à la télétransmission satellitaire, ces données seront mises à disposition en temps quasi-réel sur des tableaux de bord sur le cloud (CEBA) hébergé au Mésocentre Clermont-Auvergne.

Les enjeux étudiés seront notamment la qualité de service, les coûts de déploiement et de maintenance ainsi que la bancarisation des données collectées.
 

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METAUX : Les métaux dans l’eau, projet de développement instrumental
Porteurs du projet : 
Fernandes M. (ICCF) - PI, Bianco A. (LaMP), Mailhot G. (LaMP), Brigante M. (ICCF), Voyard G. (ICCF)

Le projet a permis de mettre au point une méthode de chromatographie ionique couplée à une dérivatisation post colonne pour la détection de plusieurs métaux (Fe, Mn, Cu, Co, Ni, Zn, Cr) et, notamment, pour la spéciation du Fe(II) et Fe(III). Plusieurs tests ont été effectués pour vérifier la fiabilité et la robustesse de la méthode :
 

1- Vérification de la stabilité des réactifs (méthode de derivatisation),

2- Test sur des solutions standard,

3- Test sur Fe(II) et Fe(III),

4- Ajustement des conditions chromatographiques,

5- Evaluation LOD/LOQ,

6- Répétabilité.

La méthode a été testée sur deux échantillons d'eau de nuage collectés en septembre et octobre 2025. La méthode peut être utilisée pour d'autres échantillons récoltés dans le cadre de la FREau pour avoir une réponse complémentaire à l'ICP MS et AES, qui ne permettent pas la spéciation.
 

"Method for treating chromium present in effluents, and corresponding equipment. Prulho Romain, Champeau Benoit, Mailhot Gilles, Brigante Marcello, Guillaume Alexandre. Brevet international WO 2015/145051 A1. 1er octobre 2015."

Défi : Changements globaux
ATOL : Approche Intégrée de la Trajectoire d'eutrOphisation des Lacs de moyenne montagne.
Porteurs du projet : 
Delphine Latour (FREau, LMGE, UCA) et Cyril Aumar (BRGM)


Les têtes de bassins versants représentent des zones critiques, essentielles au bon fonctionnement de l’ensemble des hydrosystèmes, au maintien de l’état global de la ressource en eau, tout en étant des zones à forts enjeux patrimoniaux. Dans le Massif Central, ces environnements de moyenne montagne se trouvent aujourd’hui fragilisés du fait des perturbations climatiques et des pressions anthropiques toujours plus importantes qui s’exercent sur les ressources de tous types (forêts, prairies, eau, biodiversité). Face à ces forçages à différentes échelles, les lacs sont des témoins privilégiés de par leur position de réceptacle témoignant des activités actuelles du bassin versant et aussi grâce à leurs archives sédimentaires, relative à leur fonctionnement passé, permettant de retracer les forçages anciens. Les dysfonctionnements rencontrés en tête de bassin versant se traduisent souvent par une eutrophisation, plus ou moins rapide, des écosystèmes aquatiques présents. Les flux de nutriments (phosphore, azote) à l’échelle des bassins versants qui alimentent ces lacs sont les principales causes de cette eutrophisation, mais leur origine est souvent complexe à identifier de par la multiplicité des sources possibles. Identifier les sources de nutriments et en caractériser les flux représentent ainsi un enjeu majeur pour analyser la trajectoire de l’eutrophisation de ces lacs et proposer des solutions de gestion durable. Afin de répondre à cette problématique, il est proposé une approche pluridisciplinaire mettant en jeu l’analyse d’archives sédimentaires lacustres couplée à l’étude du fonctionnement actuel de leurs bassins versants. Deux sites touristiques, sensibles à cette problématique d’eutrophisation récente, ont été identifiés à partir des suggestions du Parc naturel régional des Volcans d’Auvergne (PNRVA) : le lac du Guéry et le lac de La Godivelle d’en-bas. L’objectif est d’estimer les flux de nutriments passés à partir des bioindicateurs présents dans les sédiments lacustres et de les associer aux modifications historiques connues à l’échelle du bassin versant (changement de pratiques agricoles, modification des milieux naturels, événements climatiques remarquables). En parallèle, l’étude du fonctionnement actuel des bassins versants de ces deux lacs permettra de fournir des informations primordiales sur les flux actuels de nutriments, leurs sources et sur l’état d’eutrophisation des milieux. L’exploitation couplée de l’ensemble des résultats de ce projet fournira une base de connaissance sur les trajectoires d’eutrophisation des lacs de moyenne montagne en territoire volcanique, qui sera mobilisable pour mettre en place des actions de gestion durable (solutions fondées sur la nature, gestion des pratiques, restauration des milieux) sur l’ensemble de ces milieux et potentiellement transférables sur d’autres sites naturels sujet à ces problématiques sur le territoire du PNRVA.

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EVOLCLIB : Evolution de la disponibilité en eau et dynamique des invasions biologiques sur l’archipel volcanique du Cap-Vert

Porteur du projet : 
Sébastien Larrue (Géolab)
Partenaires :
Jean-Luc Baray (LaMP), Shenja Gecks (Géolab), Elham Ghasemifar (LaMP), Frank Vautier (IntelEspace, MSH), Boris Fumanal (PIAF), Julien Chadeyron (UFR LLSH)

 

L’archipel du Cap-Vert se compose de 10 principales îles volcaniques dont le climat est de nature sahélienne. Des modélisations réalisées au titre du Programme National d’Adaptation au Changement Climatique du Cap-Vert (PNACC) montreraient une diminution de 20% des précipitations sur l’archipel du Cap-Vert d’ici la fin du 21ème siècle. Cependant, aucune observation significative ne confirme in situ cette projection. En revanche, les températures ont augmenté de 0,7°C entre 1970 et 2023, passant respectivement de 22,3°C à 23°C. Depuis 1975, l’Etat capverdien même un Programme d’Action Nationale de lutte contre la désertification. Ces opérations se sont accompagnées de la plantation de plus de 32 millions d’arbres (espèces exogènes en provenance d’Australie et d’Amérique centrale notamment) afin de retenir les eaux de ruissellement (faciliter l’infiltration dans les sols), diminuer l’érosion (îles volcaniques aux versants pentus) et fournir de la ressource en bois pour la population (bois de feux et bois de construction pour une population qui reste rurale et agricole). La moyenne des précipitations sur les îles volcaniques masque en fait une grande disparité quant à la répartition réelle de ces précipitations in situ. Cette distribution est fortement influencée par la topographie et les effets d’exposition « au vent » et « sous le vent » (alizés). A titre d’exemple, l’île de Fogo reçoit entre 150 mm (« sous le vent » et au niveau de la plaine littorale) et 700 mm de précipitations (« au vent » et en altitude) entrainant ainsi une grande variation spatiale dans la distribution des espèces natives et invasives.

Le projet vise à répondre aux deux questions suivantes :
1. Comment a évolué la distribution spatiale des précipitations intra-îles et inter-îles entre 1970 et 2024 ? La collaboration avec le LaMP (e.g. Fichiers ECMWF ERA5 précipitations & modélisation Computing Atmospheric Trajectory tool [CAT] du LaMP) permettra de mesurer cela ;
2. Comment cette évolution des précipitations a-t-elle influencée la distribution spatiale actuelle des espèces d’arbres et arbustes envahissants à l’échelle inter-îles (et si possible, intra-îles) ?

L’enjeu est double :
1. Anticiper la disponibilité spatiale de la ressource en eau (évolution des précipitations) et en bois (typologie des espèces en progression/régression projetée) pour la population ;
2. Conservation de la biodiversité native (habitats des endémiques colonisés par les espèces invasives).
 

POC "Evénements extrêmes"

Porteurs du projet : 
Philip LABEL (INRAE), Christian IASIO (BRGM), Anne-Sophie GOMEZ (CELIS - UCA)

Le projet est conçu comme une preuve de concept interdisciplinaire mobilisant sept disciplines (hydrogéologie, histoire, économie, physiologie, sociologie, écologie, météorologie) sur 18 mois, pendant lesquels ont été réalisées 8 réunions, impliquant en total 13 participants. Il s’appuie sur une exploration sémantique de la connaissance et sur l’analyse de relations phénoménologiques interdisciplinaires, combinant données physiques (pluviométrie, carottes d’arbres, réanalyses ERA5) et approches narratives (histoire -analyse de chroniques et des images des journaux locaux-, mise en scène théâtralisée).

Le projet a produit :

  • données ouvertes, iconographies, mesures et observations, déposées sur la plateforme CEBA, accessibles à l’ensemble des partenaires ;
  • un mémoire de Master 2 (LaMP) portant sur l’identification et la caractérisation des épisodes de précipitations extrêmes à l’échelle de bassins versants via des méthodes statistiques et les données ERA5, ;
  • un article (voir DOI ci-dessous) ;
  • un exemple de graph de connaissances élaboré par le BRGM concernant les informations issues du carottage d’arbres centenaires afin de relier marqueurs biophysiques des sécheresses et chronologie des événements historiques ;
  • une conférence « dérapante » (théâtralisée) pour la médiation et la dissémination des résultats, portée par CELIS, LISIS et la compagnie Singe Debout, à destination du grand public.
 

Portion du graphe de connaissances illustrant les sources d’informations sur les effets environnementaux dans le Puy-de-Dôme liés aux sécheresses des années 1930 (« The Dirty Thirties »).

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Défi : Approches pluridisciplinaires
Aquapoétique : les visages de l’eau en lettres et sciences humaines
Porteurs du projet : 
Oriane Chevalier (CELIS) et Anaïs Tahri (GEOLAB)


Ce projet pluridisciplinaire est né en septembre 2024 de la collaboration entre des doctorantes du CELIS et de GEOLAB et il vise à interroger la façon dont les représentations de l'eau et de la vie aquatique se manifestent dans l’écriture. C'est dans ce cadre qu'ont été organisés le séminaire "Les visages de l'eau : dialogue France-Chine" durant l'année 2024-2025 et le colloque international "Vie aquatique" en septembre 2025. Outre ces évènements scientifiques, le projet anime des ateliers d’écriture et de vulgarisation, s’adressant au grand public. En conjuguant recherche et création afin de penser le rapport entretenu avec l'eau, ces diverses activités proposent d'explorer les thèmes suivants :
 

-           Rapport à l’eau et représentations sociales de l’eau

-           Observation et (re)découverte de la vie aquatique

-           Usages de l’eau et impact sur les écosystèmes à différentes échelles (macro- et microscopique)

-           Philosophie de l’environnement

-           Écopoétique, écocritique, zoopoétique, sociopoétique, thalassopoétique…

-           Recherche-création : la vulgarisation scientifique comme moteur de l’écriture

La FREau est également partenaire : 
Observatoire des lacs volcaniques en lien avec les changements globaux
Porteurs du projet : 
Romain Souzy (PNRVA), Nadège Guimard (PNRVA), Xavier Jaladon (PNRVA), Clément Floquet (FREau, UCA), Delphine Latour (FREau, LMGE, UCA)


L’Observatoire des lacs volcaniques a pour objectif de suivre l’évolution de 14 lacs volcaniques sur le long terme en lien avec les changements globaux (climat et activités humaines) pour préserver ces sites remarquables et fragiles :

Gour de Tazenat, Aydat, La Cassière dans les Monts Dômes, Servières, Guéry, Chambon, Pavin et Creux de Soucy dans les Monts Dore, Chauvet et la Landie en Artense, Bourdouze, Montcineyre, La Godivelle d’en Haut et d’en Bas dans le Cézallier.
 

Les suivis mis en place dans l’observatoire permettront de mieux comprendre l’évolution de la qualité des lacs et définir les mesures de gestion adaptées pour assurer leur préservation, en particulier dans le contexte de changement climatique.

L’observatoire permettra d’harmoniser le niveau de connaissance de 14 lacs par des analyses de la qualité de l’eau et des sédiments, renforçant ainsi les suivis réalisés par les Agences de l’eau dans le cadre de la Directive Cadre sur l’eau.

Tous les lacs auront un suivi continu de la température de l’eau et du niveau d’eau par la mise en place d’une chaîne thermique et d’un capteur de niveau. Les suivis ont été divisés en deux niveaux.

Tout d’abord, le suivi de trois lacs ateliers - Aydat, Pavin, La Godivelle d’en Haut - qui bénéficieront d’un suivi plus poussé, à une fréquence mensuelle, en partenariat avec l’Université Clermont Auvergne. Les lacs Pavin et Aydat sont déjà suivis à cette fréquence depuis 2015 par l’UCA.

Ces trois lacs ont été sélectionnés car ils sont différents à plusieurs points de vue (activité, fonctionnement, typologie, hétérogénéité des connaissances, qualité, profondeur, alimentation…). Une étude complémentaire sur les microplastiques de ces trois lacs devrait débuter en 2026.

Ensuite, un suivi « classique » type DCE, viendra compléter les suivis réalisés par les Agences de l’Eau Loire Bretagne et Adour Garonne avec des mesures physico-chimiques, biologiques et sur les sédiments superficiels. Lors de ces années de suivis complémentaires, 4 campagnes de terrain seront réalisées. Pour 2026, ces suivis "classiques" type DCE seront réalisés sur les lacs Guréy, La Landie, La Godivelle d'en Bas et le Gour Tazenat.

Toutes les données recueillies seront mises à disposition des chercheurs, des gestionnaires et acteurs du territoire.

Le PNRVA et UCA ont chacun un rôle bien défini : animation générale, suivis scientifiques, lien avec les partenaires et les acteurs locaux ainsi que des actions de sensibilisation, de communication ou de valorisation pour le Parc. Un volet plus scientifique pour l’Université avec la gestion de la base de données, ce qui comprend la bancarisation et le traitement des données, la réalisation des suivis scientifiques pour les lacs ateliers, notamment dans le cadre d’appels à projet de recherche ou la mise à disposition du matériel pour certains sites.

À plus long terme, d’autres actions pourront être mises en place en fonction des besoins et des perspectives comme la mise en place d’un suivi participatif de la prise en glace des lacs ou le suivi de l’évolution de l’occupation des sols à l’échelle du bassin versant des lacs.
 


 

Pour accéder à la page officielle du Parc Naturel Régional des Volcans d'Auvergne

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