Fonctionnement hydro-glaciologique du bassin versant de l'Arve dans les Alpes françaises : variabilité climatique et sur la disponibilité de la ressource en eau

La reduction du volume des glaciers et la fusion printaniere plus precoce de la neige causee par le rechauffement climatique provoquent des variations du cycle hydrologique a la fois pour les tetes de bassin versant, mais aussi pour les zones situees plus a l’aval. Afin de predire correctement l’amplitude des changements possibles futurs et d’envisager une gestion adaptee, une bonne connaissance de l’interaction entre les glaciers, le climat et les ecoulements hydriques est necessaire. L’objectif de cette etude est d’evaluer l’effet de la variabilite climatique sur le fonctionnement hydro-glaciologique et ses consequences sur la disponibilite de l’eau du bassin versant de l’Arve (Alpes francaises) depuis 1960. Ce bassin s’etend sur une surface de 1958 km2 et est compose de cinq bassins versants emboites (Arveyron d’Argentiere, Arveyron de la Mer de Glace, Arve au Pont des Favrands, a Sallanches and au Bout du Monde), tous influences par la fusion glaciaire et nivale mais dans differentes proportions etant donnee la large gamme d’extension de couverture glaciaire s’etalant de 5 a 53%. Ce travail est base sur des longs jeux de donnees glaciologiques, meteorologiques, hydrologiques et de couverture de neige qui sont issues soit de mesures ponctuelles dans l’espace soit de donnees obtenues par teledetection.L’analyse des tendances a ete realisee sur des donnees hydrologiques et meteorologiques des cinq bassins versants emboites. Pour cela, le cycle saisonnier du debit est ajuste en utilisant une fonction mathematique de type “modele a pic asymetrique”. Les changements observes des debits ont ete relies aux variables meteorologiques ainsi que a l’evolution de la couverture glaciaire. Les resultats indiquent un comportement contraste entre les bassins versants selon les taux d’englacements, avec une tendance croissante des valeurs de debit dans les bassins versants fortement englaces (couverture de glacier >30%) et une decroissante pour les moins englaces. La sensibilite du cycle hydrologique au changement climatique futur a ete evaluee. Pour le milieu du 21e siecle, on prevoit que le volume annuel ecoule serait reduit de 16% pour l’Arveyron d’Argentiere et de 31% pour l’Arveyron de la Mer de Glace. Pour la periode estivale, la quantification detaillee de chaque terme de l’equation du bilan hydrologique, ainsi que leurs incertitudes, sur les bassins versants de l’Arveyron d’Argentiere et de l’Arveyron de la Mer de Glace-Leschaux a permis de souligner l’importance des transferts d’eau souterraine pour representer et predire le comportement hydro-glaciologique d’un bassin versant donne. Deux model d’ecoulement distribues de type degre-jour couples a un modele de routage hydrologique a reservoir lineaire ont etait utilise sur le bassin versant de l’Arveyron d’Argentiere sur la periode 1960–2009. La calibration est effectuee autant sur la base des donnees de debit qu’avec une approche multicritere avec les donnees de debit, de couverture neigeuse et du bilan de masse annuel, a pas de temps journalier. Les resultats montrent l’aptitude d’utiliser un modele classique degre-jour pour simuler le comportement hydro-glaciologique et la production d’eau sous-glaciaire d’un bassin versant fortement glaciaire. Pour la periode 1960–2004, une valeur de Kling Gupta Efficiency de 0.85 entre le debit simule et observe a etait obtenu. La calibration multicritere semble reduire les incertitudes des simulations.