What kind of water models are needed for the implementation of the European Water Framework Directive? Examples from France
Quels types de modèles sont nécessaires à la mise en oeuvre de la Directive Cadre Européenne sur l'Eau ? Exemples en France
Résumé
The European Water Framework directive (WFD) promotes an integrated management approach, defines the river basin as the relevant management unit, and sets the objective of good ecological status for all waters in Europe before 2015. Based on research activities underway in France, this paper presents five examples of issues related to water modelling for the implementation of the WFD. The new concept of "good ecological status" calls for a necessary shift from a classical biogeochemical modelling to an ecological modelling, and for new kind of models which can describe the biological response of aquatic ecosystems to physical disturbance. The integrated management approach demands new kind of models, based on a more global approach, adapted to the scale of work and management to be done; this is illustrated with the rainfall-runoff models. In the field of hydraulics, the complexity is addressed through the creation of models, consisting of several modules, which are optimised as a function of the application desired. Finally, the need of tools in the process of allocating water resources among several actors in a river basin, as foreseen in the WFD, may be addressed by the use of multi-agent systems. All these examples show clearly that the hydrosystem complexity, the study of which requiring the use of physical, ecological, social and economic sciences, cannot be solved easily with a unique type of water modelling. Research is still needed to address this complexity, but also to provide in the same time tools and results for water managers.
La Directive Cadre Européenne sur l'Eau préconise une approche intégrée de la gestion, définit le bassin versant comme unité pertinente de gestion, et fixe pour objectif le bon état écologique pour tous les milieux aquatiques européens d'ici 2015. Basé sur des activités de recherche en cours en France, ce papier présente cinq exemples de questions liées à la modélisation pour l'application de la DCE. Le nouveau concept de " bon état écologique " implique le passage d'une modélisation biogéochimique classique à une modélisation écologique, ainsi que la création de nouveaux types de modèles capables de décrire la réponse biologique d'écosystèmes aquatiques à une perturbation physique. L'approche par gestion intégrée réclame de nouveaux types de modèles, basés sur une approche plus globale, adaptée à l'échelle de travail et de gestion ; ceci est illustré par les modèles pluie-débit. Dans le domaine de l'hydraulique, la complexité est abordée par la conception de modèles regroupant plusieurs modules optimisés en fonction de l'application désirée. Enfin, le besoin d'outils dans le processus d'allocation des ressources en eau entre les différents acteurs du bassin, comme prévu dans la DCE, peut être abordé par l'utilisation de systèmes multi-agents. Tous ces exemples montrent clairement que la complexité de l'hydrosystème, dont l'étude requiert l'utilisation des sciences physiques, écologiques, sociales et économiques, ne peut être résolue facilement avec un seul type de modèle. La recherche est encore nécessaire pour aborder cette complexité, mais aussi pour fournir en même temps outils et résultats pour les gestionnaires de l'eau.