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Récupération de données piézométriques sur un ordinateur portable de terrain (2009). © BRGM

L’indicateur piézométrique standardisé (IPS) pour la gestion de la ressource en eau

31.10.2019
Les indicateurs piézométriques ont un rôle essentiel dans la gestion locale de la ressource en eau. Toutefois la diversité des critères utilisés pour leur détermination ne permet pas d’avoir une vision homogène de l’impact d’un déficit pluviométrique sur l’état des nappes libres à l’échelle nationale, contrairement à d'autres indicateurs. C’est ce qui a motivé la création de l'IPS (Indicateur Piézométrique Standardisé), qui permet d'avoir une vision homogène de l'état des nappes libres ou captives à l'échelle nationale.

Carte représentant l’année de l’épisode de sécheresse hydrogéologique le plus intense pour chaque point de suivi des eaux souterraines disposant de plus de 13 ans d'historique. © BRGM

Le besoin

Jusqu'en 2017, l’indicateur de situation des nappes, calculé pour le bulletin de situation hydrologique (BSH)-nappes, qui décrit la situation quantitative des hydrosystèmes en termes de niveau des nappes d’eau souterraine, était gradué suivant une échelle définie en termes de période de retour des niveaux (quinquennal sec, décennal sec, …). Mais une telle approche probabiliste nécessite de respecter un certain nombre d'hypothèses, notamment la stationnarité des chroniques piézométriques et l’indépendance des valeurs successives. Ces conditions ne sont pas toujours remplies, par exemple avec les nappes à cycles pluriannuels dont les niveaux sont fortement autocorrélés ou bien avec les nappes présentant une tendance continue à la hausse ou à la baisse. C’est pourquoi un nouvel indicateur de l'état des nappes a été défini : l’indicateur piézométrique standardisé (IPS).

Les résultats

Par son mode de calcul, l'IPS permet non seulement de remédier à ces points faibles, mais aussi d’être en cohérence avec les indicateurs de Météo France (SPI – indicateur standardisé des précipitations et SSWI – index standardisé d’humidité du sol), ce qui facilite, entre autres, la comparaison de l'état des nappes avec les épisodes climatiques. En plus de l'IPS, une trentaine de paramètres sont calculés, fournissant une description complète des chroniques piézométriques.

La méthode a été testée sur plus de 200 chroniques piézométriques de longue durée (>30 ans), enregistrées sur différents types de nappe, et a montré l'intérêt de l’indicateur, qui peut être utilisé, à une échelle soit mensuelle, comme indicateur conjoncturel en association avec le SPI et le SSWI, soit annuelle, comme indicateur tendanciel d'état des nappes. L’IPS présente plusieurs avantages : il est applicable à toutes les nappes, l'échelle de valeurs est commune à toutes les nappes, ce qui permet de les comparer entre elles, facilite le calcul de l’indicateur global à l'échelle d'une nappe et le rend utilisable comme indicateur d'état pour suivre la situation d'une nappe sur le long terme.

Idéalement, les calculs de l’IPS nécessitent des longueurs de chroniques supérieures ou égales à 30 ans. Mais en prenant une période de 15 ans, dont le biais est acceptable, il est possible de prendre en compte la plupart (234/250) des piézomètres utilisés pour le BSH actuel.

L’utilisation

L’indicateur piézométrique standardisé, utilisé depuis 2017 de manière systématique pour la réalisation du BSH-nappes national et par divers acteurs régionaux, répond au besoin d’évaluation de la situation quantitative de la ressource en eau souterraine à l'échelle nationale et fournit une information synthétique utilisée par les arrêtés préfectoraux pour limiter les usages de l’eau durant les périodes critiques de sécheresse. L’IPS permet en effet de quantifier la sévérité d’un épisode de sécheresse (durée, intensité, magnitude) et peut être utilisé également pour mieux définir un épisode de sècheresse hydrogéologique par le calcul de la durée et l’intensité de l’évènement extrême. L’indicateur peut être exploité également pour les épisodes de crues liées aux remontées de nappes. Disponible sous ADES (ades.eaufrance.fr), l’IPS comporte sept classes allant de niveaux très bas à niveaux très hauts. Les indicateurs globaux sont calculés à partir des indicateurs ponctuels qui lui sont attachés.

Ils en parlent

« L’IPS, tel que développé par le BRGM, change deux choses fondamentales : c’est un excellent indicateur d’état des eaux souterraines, il permet d’abandonner les approches statistiques et il permet des comparaisons entre différents points ou nappes ou ouvrages… Mais il ne permet pas de qualifier avec suffisamment de précision les étiages afin de savoir si de fortes difficultés sont à venir. Il lui manque la notion de vulnérabilité et de risque. Il faut donc encore le compléter pour prendre les meilleures décisions en termes d’arrêté préfectoral en cas de sécheresse par exemple. »
Xavier Marly, chargé de mission Eaux souterraines du bassin Rhin-Meuse, à la DREAL Grand Est

Carte du BSH au 1er avril 2019 présentant les indicateurs d’état ponctuels et globaux calculés par l’IPS selon 7 classes. © BRGM

Caractérisation des épisodes de sècheresses sur un point d’eau souterraine. © BRGM

Les partenaires

  • Agence Francaise pour la Biodiversité
  • MTES/DEB

RAPPORTS PUBLICS

Sévérité des sécheresses hydrogéologiques: développement et mise en œuvre d’indicateurs

Index Piézométrique Standardisé (IPS) - Bilans et comparaisons avec l'indicateur du BSH 

Proposition d'un indicateur piézométrique standardisé pour le Bulletin de Situation Hydrologique "Nappes"

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34