[2024-2023] Water CVN’ Lab / « Water CVN’ Lab »

Porteur du projet :
Pierre-Alain Ayral

Water CVN’ Lab [2023-2024]

ContratSubvention,
appel à projet « Explore sustainable, desirable and just solutions »
Co-contractantFondation Agropolis

Contrats de recherche financés

Water CVN’ Lab

Programme de recherche porté par Pierre-Alain Ayral (Ingénieur de recherche, CNRS, UMR 7300 ESPACE)

Objectifs du projet de recherche


Ce programme de recherche vise à initier la création d’un laboratoire vivant sur la commune des Plantiers située dans les Cévennes. L’objectif est de voir comment le consortium est en capacité d’accompagner les citoyens à vivre dans un territoire en tension par rapport à la ressource en eau. L’équipe d’ESPACE accompagnera plus spécifiquement le déploiement d’une démarche de science citoyenne sur ce territoire.

Résumé du projet (en anglais)
With a typical Mediterranean hydrological regime, the upper watershed of the Gardons is characterized by extreme climatic variability: « flash » and « rapid » floods as well as periods of severe low water and drought (Laganier, 2014). These characteristics raise many questions concerning the future of these rivers, which are subject to strong environmental pressures linked to climate change combined with a seasonal variability of its population.

Les Plantiers was one of the municipalities particularly impacted by floods in 2020 and the severe drought in 2022. These interrelated impacts of global changes invites to reveal the spatial and temporal diversity of a « way of living » (Mathieu, 2014) with water at work through interlocking games of scale and time (socio-hydrological interactions, change of scales and transfer of impacts between upstream and downstream of the catchment area). In Les Plantiers, like other mediterranean territories, water is the object of an intense and continuous production of knowledge. Local and scientific knowledge should not be opposed (Agrawal, 1995) but rather articulated or hybridized as local hydrologic knowledge often exceeds the fragmented disciplinary horizons of scientific knowledge.

The main objective of the project is to support citizens and local authorities in their desire to dynamize their territory, to reduce tensions and to be able to collectively organize a multipurpose reflection of their future. First, it will be to co-construct a reference inventory based on local and scientific knowledge. The available knowledge will be capitalized, but also completed through participatory approaches to define a reference inventory of water management at the scale of the municipality.

Then, a Living Laboratory (LL) (Janin et al., 2017) will be co-designed with citizens, institutional actors, economic ones, elected authorities involved in the territory and scientists. The living lab will be used as an arena allowing actors to collectively experiment sustainable and desirable solutions to care and protect the water territory. Discussions among stakeholders will focus on the expected effects of each solution on the quantity and quality of available water, and interdependencies and communities of vulnerability between human and non-human uses.

Outputs of the projects will be the creation and mutualization of local knowledge on water issues and managements, leading to the creation of qualitative and quantitative collaborative database. The projects will also produce guides and itinerant photography exhibitions.

Expected outcomes of this LL designed in innovative, inter-sectoral and cross-disciplinary co-learning are numerous: enhancing mutual learning on locally adapted water management practices, student training, dissemination of knowledge and experimentation acquired during the LL to a larger community of both scientists and citizens. Following the ENoLL label, the Water CVN’Lab of “Les Plantiers” could be scaled up to the association of municipalities “Causse-Aigoual-Cévennes” and replied to other territories.

Bibliography

Laganier O., 2014, Un couplage de modèles hydrologique et hydraulique adapté à la modélisation et à la prévision des crues à cinétique rapide – Application au cas du bassin versant du Gardon, (France). Autre. École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne. Français. NNT : 2014EMSE0749. tel-01126972

MATHIEU N., 2014, « Chapitre 6. Mode d’habiter : un concept à l’essai pour penser les interactions hommes-milieux », dans : Robert Chenorkian éd., Les interactions hommes-milieux. Versailles, Éditions Quæ, « Indisciplines », 2014, p. 97-130. DOI : 10.3917/quae.cheno.2014.01.0097. URL : https://www.cairn.info/les-interactions-hommes-milieux–9782759221875-page-97.htm

AGRAWAL A., 1995, Dismantling the divide between indigenous and scientific knowledge. Development and change, 26(3), 413-439.

JANIN C., PECQUEUR B, 2017, Les living labs: remise en question des processus de mise en marché et de politique publique. Canadian Journal of Regional Science/Revue canadienne des sciences régionales, vol. 40, n°1, p. 5-11.

 

Productions


 

Équipe scientifique

Porteur du projet


Pierre-Alain AYRAL

Participants UMR ESPACE


Jean-Marc DOMERGUE
Pierre-Alain AYRAL

Partenaires extérieurs


CIRAD
UMR G-Eau
UMR SENS
municipalité Les Plantiers

[2023-2022] SQual / « Science participative et Qualité des données »

Porteurs du projet :
Pierre-Alain Ayral et Didier Josselin

SQual [2022-2023]

ContratAppel à projet
Co-contractantINSHS, CNRS

Contrats de recherche financés

Science participative et Qualité des données

Programme de recherche porté par Pierre-Alain Ayral (Ingénieur de recherche, CNRS, UMR 7300 ESPACE) et Didier Josselin (Directeur de recherche, CNRS, UMR 7300 ESPACE)

Objectifs du projet de recherche


L’objet du projet SQual est de réfléchir à la stratégie à mettre en œuvre pour constituer un réseau de citoyens contributeurs, pour animer et pérenniser ce réseau et s’assurer de la qualité des données produites par ce réseau de producteurs volontaires de données. Il s’agira d’identifier des leviers pour que les sciences participatives constituent un échange riche entre les scientifiques et les participants à l’observatoire. La démarche mise en place devra contribuer, d’un côté, à augmenter la quantité de données fiables et donc la qualité des traitements induits pour la science et d’un autre côté, à faire progresser l’appréhension par la population des questions de rareté et de valeur de l’eau en tant que bien commun, dans le contexte du changement climatique.

Description de projet

Avec le changement climatique, la ressource en eau est de plus en plus sensible aux aléas, avec des évènements extrêmes (exemple ici des épisodes cévenoles ou méditerranéens) et avec la baisse observée et projetée par les modèles climatiques des niveaux d’étiage, notamment en période estivale. Observer régulièrement les cours d’eau des Cévennes avec des mesures physiques hydrométéorologiques est une des tâches dévolues à l’implantation cévenole de l’UMR ESPACE, dirigée par Pierre-Alain Ayral, ingénieur géographe au CNRS (Figure 1).

Figure 1. Les Cévennes, un site où l’eau fait le grand écart : des étiages extrêmes aux pluies diluviennes

Figure 1. Les Cévennes, un site où l’eau fait le grand écart : des étiages extrêmes aux pluies diluviennes

L’implantation Cévenole de l’UMR ESPACE est un observatoire hydro-socio-météorologique en Cévennes dédié à l’étude des extrêmes hydrologiques, de la ressource en eau et du changement climatique. Actuellement des observations sont réalisées sur 9 sites expérimentaux et 3 agents participent à la gestion de ces différents sites.

Appuyé par des infrastructures de recherche de l’INSU (OZCAR et OHM-CV)) et de l’INEE (RZA et ZABR) et identifié dans le réseau européen des plateformes d’observation environnementale European Long-Term Ecosystem Research (eLTER), des sites d’observations sont ainsi déployés pour suivre, sur le long terme, les crues et les flux hydro-sédimentaires associés (Chapuis et al., 2021), les basses eaux et les étiages (Ayral et al., 2019) mais également et plus récemment le lien entre la forêt et la ressource en eau (De Montbrun et al. 2022). Ces questionnent abordent largement les perceptions des populations que ce soit sur la ressource en eau (Martin et al., 2019), les sédiments (Serrhini Naji, 2021) ou l’impact des travaux forestiers (De Montbrun et al., 2022).et l’identification de trajectoires au travers par exemple de la mise en place de frises chrono-systémiques appliquées aux inondations et aux sécheresses (Thibaut et Ayral, 2023). L’implantation cévenole développe ainsi l’objectif d’accueillir et de favoriser en Cévennes une recherche interdisciplinaire et ouverte.

Au travers notamment du projet HydroPop, l’implantation Cévenole développe depuis 2017 des recherches en sciences participatives. En effet, depuis une vingtaine d’année, la géographie connaît une évolution notable et extrêmement saine dans la production de données numériques, non propriétaires, libres et ouvertes : le produsage (ou crowdsourcing), connu aussi sous le terme de Volounteer Geographical Information (VGI), défini par Mickael Goodchild en 1996. Cette approche participative consiste en la création de bases de données géographiques collaboratives par des contributeurs « lambda » qui vont sur le terrain, localisent et décrivent des infrastructures, des points d’intérêt, des réseaux, et tout ce qui peut exister sur terre à un moment, anthropique ou naturel. Impliquer la population dans l’observation des variations des ressources en eau est ainsi une des voies possibles pour compléter le dispositif de suivi des cours d’eau, à de fins de connaissances, de prévention et d’appropriation des dispositifs scientifiques sur les territoires. Appropriation qui fait sens au regard des enjeux actuels liés à l’adaptation au changement climatique.

L’UMR ESPACE a ainsi développé avec IMT Mines d’Alès, un programme interdisciplinaire de recherche en science participative, baptisé HydroPop (Actualités Alès ; Action Association Graie), autour de la ressource en eau (Figure 1), avec différents partenaires : le laboratoire Chrome (Université de Nîmes), les Établissements Publics Territoriaux de Bassin des Gardons et de la Cèze. Ce projet a été financé sur deux périodes successives (20172018 et 2109-2020) par l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse et labellisé par la Zone Atelier du Bassin du Rhône (ZABR).

Les objectifs d’HydroPop étaient multiples. Tout d’abord, il s’agissait d’anticiper l’absence d’eau et de gérer les risques et les situations de crise, en produisant des données fiables pour les gestionnaires des cours d’eau et les habitants. Impliquer la population (habitants, touristes) dans le suivi de la ressource en eau amène aussi à mettre celle-ci en posture d’adaptation face à ces évènements souvent conséquents en termes de risques et de qualité de vie. Et, en dernier horizon, l’objectif était de promouvoir une appropriation par tous des concepts, des méthodes et des données manipulées.

Chaque été de 2017 à 2020, sur un ensemble relativement restreint de sites, 20 à 40 observations ont été réalisées par des touristes ou des habitants. L’information du programme scientifique a été affichée dans les mairies et les relais d’information touristique (Figure 2). La démarche participative a été organisée selon 3 profils (Ayral et al., 2019) :

  • les lecteurs : ils envoient par SMS la date, l’heure, le code du site et la hauteur lue ; ce sont souvent des promeneurs ou des baigneurs intéressés par la démarche ;
  • les observateurs : recrutés par enquête ou media, ils connaissent bien certains bassins versants et renvoient des informations sur les algues, les assecs, les sources taries…
  • les experts (une dizaine de personnes) : ils sont très impliqués dans le processus en fonction de leurs compétences, leurs motivations et leurs localisations géographiques ; ils sont capables de mesurer des hauteurs, des vitesses, voire des débits d’eau, de déclencher des matériels spécifiques selon des protocoles scientifiques appropriés et de réaliser des observations régulières et fiables.

Pour poursuivre, entre autres, cette démarche, un projet de laboratoire vivant est en cours d’installation sur la commune des Plantiers dans les Cévennes en collaboration avec IMT Mines Alès et l’UMR HSM et les UMRs G-EAU et SENS. Dans ce cadre, l’implantation Cévenole de l’UMR ESPACE poursuivra sa démarche de sciences citoyennes en proposant une co-construction et un co-portage des observations avec les participants (citoyens) du laboratoire vivant en fonction des besoins en observations qu’ils auront exprimés.

Description des actions, des dispositifs et des résultats envisagés

Même si les résultats du projet Hydropop ont été intéressants, nous sommes encore loin de la constitution d’un vivier pérenne de citoyens contributeurs. Si le projet a réalisé des avancées significatives vers la population permanente ou temporaire, qui s’est traduite la plupart du temps sur une échelle quantifiant la hauteur d’eau, d’un autre côté, nous ne disposons pas de retours détaillés ni de statistiques généralisantes sur les niveaux d’intégration des différents profils de nos citoyens partenaires. Sur une échelle partant de la participation sous forme de jeu, jusqu’au sentiment fort d’intégration à un projet scientifique, via une sensibilisation effective au problème de rareté de l’eau dans les Cévennes, nous ne savons pas où se situent eux-mêmes nos participants. De plus, des questions se posent quant à la relative rareté des experts, en nombre comme en localisation géographique. Tous ces éléments impactent fortement notre connaissance de la qualité des données produites et, en conséquence, sur la faisabilité de leur appariement aux données récoltées par l’équipe de spécialistes de l’UMR ESPACE.

L’objet du projet SQual, dans la continuité d’Hydropop et en parallèle du montage du laboratoire Vivant sur la commune des Plantiers, est de réfléchir à la stratégie à mettre en œuvre pour constituer un réseau de citoyens contributeurs, pour animer et pérenniser ce réseau et s’assurer de la qualité des données produites par ce réseau de producteurs volontaires de données. Il s’agira d’identifier des leviers pour que les sciences participatives constituent un échange riche entre les scientifiques et les participants à l’observatoire, c’est à dire contribuant, d’un côté, à augmenter la quantité de données fiables et donc la qualité des traitements induits pour la science et d’un autre côté, à faire progresser l’appréhension par la population des questions de rareté et de valeur de l’eau en tant que bien commun, dans le contexte du changement climatique.

Métho

Références bibliographiques

  •  Ayral P.-A., Pottier B., Sauvagnargues S., Martin P., Brachet N., Cicille P., Didon-Lescot J.-F., Domergue J.-M., Douguédroit A., Grard N., Lopez  C., Mvoula, S., Spinelli, R., 2019. A participatory Webmapping platform for the low flow monitoring in Cévennes area (France). Geo-Eco-Trop 43, 489–502
  • Chapuis M., Domergue J.-M., Dubus N., Josselin D., Mannoni P.-A., Ayral P.-A., Aprin L., Lauret , Cerceau J., Lopez C., Boudevillain B., Boubkraoui S., Legout C., Nord G., Le Bouteiller C.,         Klotz         S.,         Liébault         F.         (2021,         en         ligne). https://www.zabr.assograie.org/action/dhysed-7-identification-des-specificites-des- dynamiques-hydro-sedimentaires-dans-les-cevennes/.
  • De Montbrun A., Mathieu F., Ayral P.-A., Artigue G., Domergue J.-M., Fonzes J.-C., Gonçalvez-Bocayuva I., Grard N., Peron L., Pliquet L., Romangin I., 2022. Deux chantiers pour observer les liens entre travaux forestiers, eau et perceptions des populations. Forêt Méditerranéenne XLIII, 249–256.
  • Martin P., Ayral P.-A., Cicille P., Didon-Lescot J.-F., Douguédroit A., Sauvagnargues S., 2019. HydroPop : De l’hydrologie populaire et participative ? Rapport final Projet HydroPop ZABR Agence de l’Eau RMC
  • Serrhini Naji G., 2021. Monographie historique du transport sédimentaire en Cévennes : une approche par les hybrides (Mémoire de fin d’étude). UTC. 72 p.
  • Sui D., Elwood S. A., Goodchild M., Crowdsourcing Geographic Knowledge: Volunteered Geographic Information (VGI) in Theory and Practice, 2013, DOI: 1007/978-94-007-4587- 2, ISBN: 978-94-007-4586-5
  • Thibaut K. , Ayral P-A. 2023. La frise chrono-systémique, un outil à la croisée des disciplines. Cas d’applications aux extrêmes hydrologiques. 1er séminaire en ligne de l’Association Francophone de Géographie Physique, 17/04/2023.

Productions


 

Équipe scientifique

Porteur du projet


Pierre-Alain AYRAL
Didier JOSSELIN

Participants UMR ESPACE


Didier JOSSELIN
Pierre-Alain AYRAL
Jean-Marc DOMERGUE
Nadine GRARD
Nathalie BRACHET

Collaborations engagées


IMT Alès / UMR Hydroscicences
UMR G-Eau
UMR SENS

[2022-2018] RADHY Buëch / « Représentation intégrée des Adaptations individuelles et des Dynamiques HYdrologiques sur le bassin du Buëch »

Porteur du projet :
Christine Voiron-Canicio

RADHY Buëch [2018-2022]

ContratSubventions, autre financement public

 

Co-contractantAgence de l’eau Rhône Méditerranée Corse – Equipes membres ou associées de la ZABR : unité RiverLy (Irstea Lyon), UMR G-EAU (Irstea Montpellier), UMR ESPACE (Université Côte d’Azur)

Contrats de recherche financés

Représentation intégrée des Adaptations individuelles et des Dynamiques HYdrologiques sur le bassin du Buëch

Programme de recherche co-porté par Christine Voiron-Canicio (Professeur, Université Côte d’Azur, UMR 7300 ESPACE)

Objectifs du projet


Le projet de recherche RADHY-Buëch a pour finalité de contribuer à la réflexion sur les futurs possibles et souhaités du bassin du Buëch pour la gestion de l’eau, et de proposer des scénarios d’adaptation locale au risque de sécheresse, en s’appuyant sur deux entrées principales : 1) Les résultats de simulations d’un modèle intégré, prenant en compte l’état de la ressource en eau grâce à une modélisation hydrologique et les décisions d’acteurs dans diverses situations hydrologiques, grâce à un système multi-agents. Cette modélisation, réalisée sur un territoire test du bassin du Buëch et adaptée dans un premier temps uniquement au milieu agricole, permet de simuler des scénarios d’actions qui contribuent à aider la réflexion sur le partage de l’eau en période de tension sur la ressource (Richard, 2020 ; Bonté et al., 2020). 2)  La prise en compte de la perception, par différents types d’acteurs de terrain, du territoire et de son futur face à la problématique de l’eau, contribue à la détermination de scénarios d’adaptation plus globaux. Dans ce deuxième volet de la recherche, porté par ESPACE, les acteurs sollicités sont non seulement les agriculteurs mais aussi des catégories d’acteurs relevant d’autres usages de la ressource en eau (alimentation en eau potable (AEP), hydroélectricité, tourisme, préservation des milieux aquatiques), afin d’avoir une vision globale de la problématique. La confluence des savoirs locaux et experts permet de mettre en lumière des pistes d’adaptation aux changements socio-environnementaux, qui répondent aux préoccupations et souhaits des diverses parties prenantes. Cet aspect de la recherche est conçu dans une démarche de géoprospective (ateliers participatifs, enquêtes et scénarisation des futurs possibles de la ressource et de la gestion de l’eau). Les deux volets du projet sont reliés à un troisième volet intégrateur : un tableau de bord dynamique, conçu comme une plateforme pédagogique rassemblant les résultats du modèle agro-hydrologique et améliorant leur intelligibilité. Les visions des futurs de l’eau par les acteurs du terrain y sont également associées. Lors d’ateliers de restitution des simulations, cet outil permet non seulement la visualisation de la connaissance capitalisée, mais encore les échanges, les discussions, et la mise en débat des enjeux de la gestion globale de l’eau sur le territoire.

Méthodologies


  • Modélisation quantitative hydrologique et modèle multi-agents
  • Modélisation qualitative de type récit (scénarisation des futurs possibles selon la méthode des scénarios territorialisés)
  • Démarche géoprospective associant une enquête socio-spatiale sur la représentation des changements à venir sur le territoire du Buëch, la co-construction de diagnostic prospectif et de scénarios du futur en atelier, un tableau de bord dynamique comme outil de médiation et d’aide à l’action

Résultats


  • Conception d’une nouvelle méthode de géoprospective basée sur des enquêtes
  • Couplage scénario-modèle inédit. La scénarisation des représentations des futurs de l’eau sur le bassin-versant du Buëch et la modélisation agro-hydrologique, d’abord menées parallèlement, sont ensuite mises en regard et interrogées. Le rapprochement des deux visions et leur dialogue sont conduits en atelier réunissant l’équipe scientifique et les acteurs locaux, en s’appuyant sur les connaissances capitalisées tout le long de l’étude, et réunies dans un tableau de bord dynamique. La démarche est double, d’une part, faire comprendre aux non spécialistes de la modélisation, le fonctionnement de l’agro-hydrosystème actuel, et d’autre part, intégrer dans le modèle certains changements futurs imaginés par les usagers de l’eau – nouvelles données climatiques, nouveaux profils de réseaux d’irrigation et d’irrigants, seuils réglementaires, etc. – afin de déceler leurs impacts sur le fonctionnement futur de l’agro-hydrosystème, pour s’y préparer.

Productions


  • Publications

Voiron-Canicio C., Dubus N., Loubier JC., Robiquet Q., Favre P., Favre P., Reichenbach J., 2022, La géoprospective comme aide à la réflexion sur les futurs possibles de l’eau et de sa gestion : exemple d’une recherche en cours dans le bassin-versant du Buëch, revue Géocarrefour [en ligne], 96/2| 2022,  n° thématique « Chercheurs d’eaux au temps des changements globaux », URL : https://journals.openedition.org/geocarrefour/18874

Dubus N., Voiron-Canicio C., Loubier J.-C, Robiquet Q., 2021, RADHY-Buëch : « Vers la construction de scénarios des futurs possibles de la gestion de l’eau dans le bassin du Buëch : approche méthodologique », Séminaire scientifique ZABR – Observation sociale des territoires fluviaux, Lyon, 13 décembre 2021

Bonté B., Barreteau O., Braud I., Voiron-Canicio C., 2021, « Représentation intégrée des adaptations individuelles et des dynamiques hydrologiques sur le bassin du Buëch – Radhy Buëch. Journée eau & Connaissance AERMC, Lyon, le 15 Novembre 2021.

Loubier J.-C., Voiron-Canicio C., Dubus N., Bonté B., Barreteau O., Braud I., Richard B., Robiquet Q., 2020, « Modéliser et co-construire pour une meilleure gestion de l’eau », Conférence Smart Water 2020, Verbier, Suisse, Octobre 2020.

Robiquet Q., 2020, « Les futurs possibles de la gestion de l’eau dans le bassin du Buëch, co-construction et géoprospective », Mémoire de stage M2, UMR 7300 ESPACE, Master GEOPRospective, Aménagement et Durabilité des territoires, Université Côte d’Azur, Nice, 113 p.

Bonté B.,  Barreteau O., Richard B., Braud I., Voiron-Canicio C., Dubus N., Loubier J-C., Robiquet Q., 2020, « Coupler modèles hydrologiques distribués et modèles multi-agents: l’expérience du Buech (ZA Bassin du Rhône) », Communication orale au 5e colloque des Zones Ateliers – CNRS, 2000-2020, 20 ans de recherche du Réseau des Zones Ateliers. Du 3 au 5 Novembre 2020, en ligne. Enregistrement disponible : RTRMD. (2020, 4 novembre). Coupler modèles hydrologiques distribués et modèles multi-agents: l’expérience du Buech. [Vidéo]. Canal-U. https://www.canal-u.tv/105219

  • Site internet présentant le projet

http://vlhgislab.hevs.ch:8081/

Équipe scientifique

Porteur du projet


Christine VOIRON-CANICIO

Participants UMR ESPACE


Nathalie DUBUS
Jean-Christophe LOUBIER (HES SO Valais, membre associé à ESPACE)
Christine VOIRON-CANICIO

Partenaires extérieurs


Bruno BONTÉ
Olivier BARRETEAU
(G-EAU)

Isabelle BRAUD
Eric SAUQUET
(Ryverly)

Julien REICHENBACH
Pascal FAVRE
(HES SO Valais)