Blanc SIMI 6 - Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Système Terre, environnement, risques

Approche intégrée de quantification des ressources en eau et de leur impact sur les écosystèmes des îles Galápagos – GIIWS

GIIWS

Approche intégrée de quantification des ressources en eau et de leur impact sur les écosystèmes des îles Galápagos

Fonctionnement hydrodynamique des îles volcaniques & conservation des écosystèmes

Les objectifs de ce projet sont : i) de comprendre le fonctionnement hydrogéologique des îles volcaniques; ii) de montrer l'apport des investigations jointes en sciences de l'eau et sciences du vivant; iii) de relever le défi de la conservation, de la protection et du développement durable des écosystèmes endémiques fragiles.

Le programme scientifique consiste à : i) quantifier la recharge ; ii) réaliser une analyser conjointe des données morphologiques, géométriques, hydro-climatiques et des propriétés physiques des sols et des roches en utilisant toutes les méthodes directes ou indirectes d'investigation ; iii) valider la cohérence de l'ensemble des informations pour évaluer le potentiel hydrogéologique des îles via la mise en oeuvre d'un outil de modélisation numérique

Les résultats attendus concernent : i) une nouvelle compréhension des écoulements en milieu fracturé soumis à l'intrusion saline; ii) la validation du modèle géologique 3D par le modèle hydrogéologique; iii) une collaboration forte en les scientifiques des sciences de l'eau et celles du vivant.

Nos résultats apporteront les connaissances scientifiques indispensables à la gestion durable des ressources en eau. Il s'agira également d'améliorer les conditions sanitaires de la population humaine. De plus, la restauration des écosystèmes est devenue un jalon incontournable des projets de conservation et nos recherches apporteront les connaissances scientifiques indispensables pour faire le lien entre sciences de l'eau et du vivant.

7 papiers scientifiques, 27 communications/poster, 12 rapports d'étudiants (L, M PhD), 7 rapports d'activité, 9 documents de vulgarisation incluant un film scientific

Reconnues dans le monde entier pour ses écosystèmes uniques et ses espèces endémiques, les Iles Galápagos connaissent aujourd'hui des changements très rapides qui mettent en danger leur conservation. La croissance démographique est exponentielle, en parallèle avec l'augmentation du tourisme depuis les années 80s. La gestion durable des ressources naturelles, telles que l'eau douce, est essentielle afin d'assurer la protection des écosystèmes naturels et la santé des populations humaines dans le cadre d'un développement contrôlé. Jusqu'à présent, le manque de connaissances sur la dynamique de l'eau douce, par exemple, empêchait toute possibilité de réaliser une gestion raisonnable de cette ressource, malgré l'existence depuis plus de vingt ans de problèmes de contamination graves. C'est pourquoi le programme Iles Galápagos: Etudes Intégrées de l'Eau (GIIWS) a commencé il y a 7 ans, avec pour objectif de comprendre le fonctionnement hydrologique afin de fournir des informations permettant aux institutions locales de mettre en place des systèmes de gestion qui garantissent la préservation des écosystèmes.

Les résultats de la première phase du programme, ont révélés un système hydrologique dynamique, avec peu de manifestations en surface sur l'île de Santa Cruz, mais un réseau de drainage superficiel permanent sur l'île de San Cristobal. Sur les deux îles, un aquifère de base de faible profondeur a pu être identifié à travers une investigation géophysique. Sur l'île de Santa Cruz, cet aquifère est la source d'approvisionnement en eau pour les villes locales. C'est de l'eau saumâtre influencée par le signal des marées jusqu'à 5 km à l'intérieur des terres. Le système complexe d'aquifères perchés sur San Cristobal qui alimente le réseau d'écoulement superficiel est remplacé sur Santa Cruz par un aquifère perché sans affleurement. Des résultats préliminaires montrent la contribution de la brume et pluie fine pendant la saison froide au régime hydrologique, alors qu'auparavant, la contribution considérée comme majoritaire était les pluies torrentielles de la saison chaude. Un travail en botanique a par la suite confirmé cet apport intéressant. Les résultats novateurs de ce travail ont été publiés internationalement comme contributions aux domaines de la télédétection, de la géophysique et de l'hydrogéologie des milieux volcaniques insulaires.

Compte tenu du soutien et de l'enthousiasme du Parc National Galápagos et de la Fondation Charles Darwin pour notre travail, une deuxième phase du projet a commencé. L'objectif de cette phase est d'approfondir les connaissances acquises et de quantifier le différents compartiments du cycle de l'eau sur l'Ile de Santa Cruz. L'accessibilité du terrain sur cette île, l'existence de projets en écologie et les problèmes de gestion de l'eau au niveau urbain et rural, nous ont amenés à concentrer nos efforts sur cette île. Un autre aspect très important de cette deuxième phase est la collaboration active avec des chercheurs biologistes, ceci étant en accord avec la vocation trans-disciplinaire du programme. Certains processus hydrologiques dans ces écosystèmes uniques sont complexes et liés à l'interaction avec le milieux végétal. Afin d'apprécier ces processus et aussi l'impact que leur changement pourrait avoir sur les écosystèmes une participation active de la biologie dans le projet est essentielle. Avec l'apport de l'équipe soudée, engagée dans ce travail, un modèle numérique du fonctionnement hydrologique sera développé d'ici la fin du projet.

Un challenge scientifique avec des enjeux environnementaux importants, l'hydrologie des Iles Galápagos, patrimoine de l'humanité, reste encore très méconnu. En allant de l'avant pour travailler avec les chercheurs biologistes, nous espérons mettre en place des bases pour un nouveau domaine de recherche, hydro-écologie, avec des applications prometteuses pour les Iles, et permettant d'affronter les changements climatiques futurs.

Coordinateur du projet

Madame Sophie VIOLETTE (UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (Paris 6)) – sophie.violette@upmc.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation Paris B
Armines ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS (ARMINES)
CEMAGREF/IRSTEA CENTRE NATIONAL DU MACHINISME AGRICOLE, DU GENIE RURAL, DES EAUX ET DES FORETS - CEMAGREF
UPMC UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (Paris 6)

Aide de l'ANR 440 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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