Développement d'une approche d'ensemble multi modèle pour une meilleure évaluation des impacts des changements climatiques des bassins non jaugés

«RÉSUMÉ: La conception des ouvrages hydrauliques et autres types d’aménagements dans les cours d’eau est profondément influencée par le régime hydrologique, en supposant que le climat reste stationnaire. Toutefois, les preuves scientifiques incontestables démontrent une augmentation globale de la température et une transformation de la répartition temporelle et spatiale des précipitations, résultant des changements climatiques d'origine anthropique. L'objectif global de cette thèse était d'approfondir la compréhension des études d'impact des changements climatiques sur les débits fluviaux et la production hydroélectrique induite, en particulier dans de vastes bassins non jaugés. Pour ce faire, le bassin du fleuve Congo en Afrique centrale a été choisi comme cas d'étude. Ce projet de recherche se compose de trois parties distinctes, chacune ayant contribué à la réalisation d'au moins un des sept articles scientifiques regroupés dans cette thèse, dont six constituent le corps principal de l'oeuvre, et le septième figure en annexe. Dans la première partie, les réanalyses atmosphériques ainsi que les données NEX-GDDP ont été considérées comme des sources alternatives de données météorologiques. Dans un premier temps, quatre réanalyses globales de nouvelle génération (CFSR, ERA-Interim, ERA5-Land et JRA-55), et ensuite, 13 ensembles de données NEX-GDDP-CMIP6 (BCC-CSM2-MR, CanESM5, CNRM-CM6-1, GFDL-CM4-gr2, GFDL-ESM4, INM-CM5-0, IPSL-CM6A-LR, MIROC6, MIROC-ES2L, MPI-ESM-1-2-HR, MPI-ESM-1-2-LR, MRI-ESM2-0, NorESM2-LM) ainsi que leurs prédécesseurs NEX-GDDP-CMIP5 (tels que BNU-ESM, CanESM2, CNRM-CM5, GFDL-ESM2G, GFDL-ESM2M, INM-CM4, IPSL-CM5A-LR, MIROC-ESM, MIROC-ESM-CHEM, MPI-ESM-MR, MPI-ESM-LR, MRI-CGCM3, NorESM1-M) ont été comparés aux données météorologiques d'observation. Par la suite, ces données ont été utilisées pour forcer deux modèles hydrologiques en vue de simuler les débits moyens au pas de temps journalier dans le bassin du fleuve Congo. Les résultats ont révélé que tous les ensembles de données étaient capables de reproduire de manière satisfaisante les cycles annuels de précipitations et de températures, et se sont avérés globalement adéquats pour la modélisation hydrologique.»

Abstract

«ABSTRACT:The design of hydraulic structures and other river developments is profoundly influenced by the hydrological regime, assuming climate stationarity. However, indisputable scientific evidence points to a global increase in temperature and alterations in the temporal and spatial distribution of precipitation due to anthropogenic climate change. The overall objective of this thesis was to enhance the understanding of climate change impacts on river flows, especially in extensive ungauged basins. The Congo River basin in Central Africa was chosen as the case study. This research project is divided into three distinct parts, each contributing to at least one of the seven scientific articles included in this thesis, with six forming the main body of work and the seventh presented in an appendix. In the first part, atmospheric reanalyses and NEX-GDDP data were considered as alternative sources of meteorological information. Initially, four state-of-the-art global reanalyses (CFSR, ERA-Interim, ERA5-Land, and JRA-55) and subsequently, 13 NEX-GDDP-CMIP6 datasets (BCC-CSM2-MR, CanESM5, CNRM-CM6-1, GFDL-CM4-gr2, GFDL-ESM4, INM-CM5-0, IPSL-CM6A-LR, MIROC6, MIROC-ES2L, MPI-ESM-1-2-HR, MPI-ESM-1-2-LR, MRI-ESM2-0, NorESM2-LM), along with their predecessors NEX-GDDP-CMIP5 (such as BNU-ESM, CanESM2, CNRM-CM5, GFDL-ESM2G, GFDL-ESM2M, INM-CM4, IPSL-CM5A-LR, MIROC-ESM, MIROC-ESM-CHEM, MPI-ESM-MR, MPI-ESM-LR, MRI-CGCM3, NorESM1-M) were compared to observed meteorological data. Subsequently, these data were used to force two hydrological models to simulate daily mean discharge in the Congo River basin. The results showed that all datasets were capable of satisfactorily replicating annual cycles of precipitation and temperature and were generally adequate for hydrological modeling.»