Academic literature on the topic 'Gestion intégrée de l'eau par bassin versant'

Le programme d'assainissement des eaux de Québec (PAEQ), mis en place à la fin des années 1970, s'est d'abord attaqué au problème de la pollution ponctuelle d'origine urbaine. Plusieurs stations de traitement des eaux usées municipales ont été construites dans le cadre de ce programme réduisant de façon importante les charges de polluants d'origine urbaine. La question demeure toutefois de savoir dans quelle mesure les charges urbaines rejetées avant et l'après l'instauration de ce programme peuvent entraîner des dépassements de différents critères de l'eau. La présente étude a pour objectif d'examiner cette problématique pour le bassin versant de la rivière Chaudière en utilisant le système de modélisation intégrée GIBSI (Gestion Intégrée par Bassin versant à l'aide d'un Système Informatisé). Deux scénarios d'assainissement urbain ont été examinés, l'un représentatif de la période avant la mise en place du programme, le début des années 1980, et un autre représentatif de la période plus récente. Deux chroniques météorologiques ont été utilisées (années 1983 et 1994). L'estimation des probabilités de dépassement de différents critères de l'eau montre une nette réduction de ces probabilités après mise en place du programme. Pour la DBO5 et l'azote total, les charges urbaines rejetées actuellement n'entraînent pas de dépassement des critères de qualité de l'eau pour les deux années retenues. Toutefois, les résultats montrent que les charges en phosphore total d'origine urbaine peuvent à elles seules entraîner des probabilités de dépassement importantes lors d'étiage.

Dans un contexte de gestion intégrée de l'eau par bassin versant, on doit, avant d'implanter tout programme d'assainissement, comparer les solutions de rechange, distinguer les contributions des différentes sources de pollution aux problèmes de qualité de l'eau, et définir des objectifs environnementaux de rejet (OER) associés aux activités et aux pressions anthropiques. Dans le cas des sources de pollution d'origine ponctuelle, on détermine un OER et son risque de dépassement en fonction d'un débit d'étiage critique d'une période de retour donnée. Dans le cas de la pollution diffuse d'origine agricole, il n'existe pas de concepts similaires pour définir des OER. L'approche que nous proposons, c'est de simuler, à l'aide de chroniques météorologiques et de divers scénarios de gestion de ces rejets, les concentrations résultantes dans les cours d'eau et de calculer les probabilités de dépassement des critères de qualité de l'eau (CQE). Cette approche permet de caractériser la prise de décision pour la période de contrôle en matière du nombre moyen de jours de dépassement d'un CQE. Ceci représente une quantification plus exacte du risque car ce dernier est interprété en fonction de ce qui est mesuré en rivière, c'est-à-dire les concentrations de polluants. Dans cette étude, on illustre l'application de ce concept à partir d'un cas de figure dans le bassin versant de la rivière Chaudière (Québec, Canada) qui est simulé avec le système de modélisation intégrée GIBSI. Dans le cadre d'une analyse de scénarios de restauration des activités récréatives conduisant à des contacts directs et fréquents avec l'eau, on illustre comment on peut, en réduisant respectivement les pressions agricole et urbaine de 32 et 17%, abaisser globalement les probabilités de dépassement des critères esthétique et bactériologique de 0,32 à 0,19 et de 0,94 à 0, respectivement.

Résumé Dans la région méditerranéenne, l’ampleur des inondations passées ainsi que les prévisions d’une augmentation de leur fréquence imposent une prise en considération du risque d’inondation par les aménagistes et les décideurs locaux. Dans ce cadre, la détermination des zones susceptibles d’être affectées par les inondations est primordiale pour une meilleure gestion de ce risque. La méthodologie mise en place dans cet article permet de disposer d’un outil d’évaluation du risque d’inondation à l’échelle du bassin versant. Elle repose sur l’idée que le risque d’inondation est la résultante du facteur aléa (fréquence-intensité physique du phénomène naturel) et du facteur vulnérabilité (sensibilité d’un usage du sol aux dommages d’inondations). L’évaluation du facteur aléa repose sur la combinaison de deux notions : la récurrence d’une inondation et la submersion résultante. Une modélisation hydraulique permet de suivre l’évolution spatio-temporelle des caractéristiques d’une crue, tandis que l’évaluation de la vulnérabilité se réfère à l’occupation du sol : tout dommage économique direct ou indirect apparait lorsque l'eau inonde au moins une parcelle de terrain. Appliquée au bassin versant de Tahaddart (nord-ouest du Maroc), l’étude a montré la prédominance d’un aléa inondation élevé alors que la vulnérabilité, plus modérée, est de plus en plus ressentie avec l’expansion que connaît la région en matière d’urbanisme et d’infrastructures. Ainsi, environ 8 % de la superficie du bassin versant est sujette au risque d’inondation; presque la moitié est classée en risque élevé. Une carte de « risque d’inondation » a été produite afin de permettre aux aménagistes et aux autorités locales de proposer des mesures d’atténuation dans les zones susceptibles d’être affectées par les inondations et d’agir plus efficacement en cas de crue.

L'objectif de cette tribune est d'analyser la nouvelle approche concernant la gestion des ressources en eau qui a été adoptée par la communauté scientifique au seuil de ce nouveau millénaire. Après une révision de cette nouvelle approche, une méthodologie scientifique est proposée permettant d'exprimer le nouveau concept, qui est plutôt général et descriptif, en termes analytiques et quantitatifs, de façon qu'il soit appliqué dans des cas pratiques. Depuis quelques dizaines d'années déjà, il a été bien établi que la nouvelle approche va dans le sens de la gestion durable. Ceci veut dire qu'elle intègre des préoccupations sociales et environnementales aux critères traditionnels de performance technique et d'efficacité économique. La question qui se pose maintenant est comment le concept complexe de la durabilité, qui jusqu'à présent a été exprimé seulement de façon générale et qualitative, pourrait être formulé en termes analytiques et quantitatifs d'une méthodologie scientifique. Sur le plan méthodologique, la modification des critères dont on doit tenir compte dans un cadre cohérent d'hypothèses et de raisonnements, suggèrent une évolution vers un paradigme scientifique nouveau. Le cadre général de ce paradigme que nous proposons est celui de l'analyse quantitative du risque à plusieurs dimensions. Traditionnellement, l'objectif général de la gestion de l'eau, était la satisfaction de la demande dans diverses utilisations, comme l'agriculture, l'eau potable et l'industrie, en utilisant les ressources en eau disponibles de manière techniquement fiable et économiquement efficace. Dans cette approche, des solutions structuralistes et le plus souvent technocratiques, ont été proposées et réalisées dans plusieurs pays du monde. La construction de barrages et de réservoirs d'eau, la modification des lits des rivières et la dérivation des cours d'eau ont eu cependant, dans de nombreux cas, de sérieux impacts négatifs sur l'environnement et les conditions sociales. De plus, le gaspillage dans l'utilisation de cette ressource précieuse et la pollution galopante provenant de tous les secteurs d'utilisation de l'eau ont mis en question ce mode de gestion. Le concept de la gestion durable des ressources en eau a été évoqué, tout d'abord en 1972 à Stockholm, pendant la Conférence Mondiale des Nations Unies, puis à Rio, en 1992, avec l'Agenda 21. La nouvelle philosophie est basée sur la gestion intégrée de l'eau à l'échelle du bassin versant. Elle met l'accent sur la protection de l'environnement, la participation active des collectivités locales, la gestion de la demande, les aspects institutionnels, et le rôle de l'éducation continue tout le long de la vie de tous les utilisateurs d'eau. Sur le plan méthodologique, la gestion intégrée de l'eau reste encore un problème ouvert où plusieurs approches cherchent à définir un paradigme cohérent. Dans cette tribune, nous en proposons un que nous appelons " le paradigme 4E " : Epistémique, Economique, Environnemental, Equitable. Il est basé sur l'analyse quantitative du risque à plusieurs dimensions : scientifique, économique, environnementale et sociale. Ce paradigme utilise soit la théorie des probabilités soit la logique du flou (ou les deux à la fois) afin d'évaluer et d'intégrer les risques technico - économiques et socio-environnementaux dans une perspective de gestion durable des ressources en eau.

Depuis plus de dix ans, la province de Québec tente d’instaurer un modèle de gouvernance de la ressource-eau, basée entre autres sur l’approche dite de « gestion intégrée », internationalement reconnue et adoptée par plusieurs pays dans le cadre du Sommet de la terre de Rio de 1992. Nonobstant l’adoption de sa première Politique nationale de l’eau (PNE) en 2002, faisant de la gestion intégrée par bassin versant son modus operandi, le Québec rencontre des difficultés pour réaliser son objectif. Pourquoi? Plusieurs facteurs peuvent être avancés, dont la dépendance financière des organismes de bassin versant, le caractère volontaire des contrats de bassin, ou encore l’agrandissement du territoire à gérer, passant du bassin versant à une zone de gestion intégrée de l’eau englobant plusieurs bassins versants. Les questions qui se posent alors sont les suivantes : quelles institutions sont en place pour assurer l’organisation de la gestion intégrée de la ressource-eau? Quels ajustements institutionnels ont été apportés (ou non) par les acteurs pour répondre aux nouvelles exigences qui se sont ajoutées au fil des ans? Les résultats de cette étude montrent que plus d’une décennie après l’adoption de la PNE, l’adéquation entre les objectifs visés par l’État et les mécanismes institutionnels instaurés pour atteindre ces objectifs est, en moyenne, plutôt faible. Par ailleurs, l’adaptation aux nouvelles exigences semble se faire sans grande résistance ou, du moins, sans engendrer de transformation importante des institutions.

L’objectif de cet article est de mettre en évidence les liens entre la gestion intégrée des ressources en eau et l’approche de l’économie sociale. Cette étude a examiné les retombées positives d’un programme provincial néobrunswickois d’amélioration des systèmes de fosses septiques dirigé par des associations de bassin versant du littoral acadien (sud du golfe Saint-Laurent) entre 2003 et 2007. Tout d’abord, le contexte théorique permet de situer les concepts de gestion par bassin versant, de gestion intégrée des ressources en eau et d’économie sociale. Par la suite, une analyse des perceptions des retombées environnementales, économiques et sociales résultant de l’administration du programme provincial est effectuée grâce à une recherche partenariale participative, des entrevues et des groupes de discussion. Les conclusions de cette étude mettent en valeur la contribution de ces associations à l’économie sociale, au développement durable et à la gestion intégrée au Nouveau-Brunswick.

La dégradation de la qualité de l’eau des bassins versants est principalement due au développement socio-économique, dont découlent la croissance démographique, l’urbanisation, l’industrialisation et l’intensification de l’agriculture. La gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant (GIEBV) peut être appliquée pour limiter cet impact négatif. Le modèle GIBSI (Gestion Intégrée par Bassin versant à l’aide d’un Système Informatisé) est un outil qui peut être utilisé pour cette GIEBV. GIBSI inclut notamment un sous-modèle pour la production et le transport de l'azote et du phosphore (PO) ainsi qu’un sous-modèle pour la qualité de l’eau en rivière (Qual-GIBSI). Cette étude est axée principalement sur l’applicabilité de ces deux sous-modèles dans une zone tropicale avec un climat de type mousson dans un contexte de données restreintes. Cet exercice a comme objectif, entre autres, de valider si ces sous-modèles sont applicables dans ces conditions. L’application permet également de vérifier dans quelle mesure les normes de qualité de l’eau en rivière sont respectées. Le bassin versant de la rivière Cau au Vietnam est utilisé comme cas d’application. Nous avons démontré à travers cette étude que, même sur ce bassin versant tropical soumis à la mousson où les données disponibles sont limitées en quantité et en qualité, les modèles PO et Qual-GIBSI peuvent apporter des informations utiles pour la gestion de la qualité de l’eau.

Le Comité Rivière a été mis en place à Saint-Raymond, Portneuf (Canada) à la suite d’une inondation par embâcle survenu en 2014. Composé de résidents et de représentants municipaux, ce comité se présente comme un espace de concertation en phase avec les principes de la gestion intégrée de l’eau par bassin versant. La mise en place du comité, son animation par l’organisme de bassin versant (OBV) et sa mise en relation avec des experts en hydrologie sont des facteurs favorables à une transformation de la manière de problématiser le risque, d’organiser les ressources pour y faire face et d’élaborer des solutions qui se distinguent des solutions traditionnelles, réactives et à court terme. Ce processus correspond à une expérimentation de gouvernance en émergence. Reprenant les moments-clés de cette émergence, l’article éclaire à la fois le potentiel des expérimentations de gouvernance locale et les obstacles à la mise en oeuvre d’une gestion intégrée du risque d’inondation.

En décrétant que la « gestion intégrée de l’eau » serait l’un des piliers de la Politique nationale de l’eau, le gouvernement du Québec (2002) formalisait du même coup le recours à la participation de la société civile dans un nouveau mode de gouvernance de cette ressource vitale. Or, l’apparition de nouveaux espaces délibératifs obligeait les acteurs concernés par cette ressource à revoir leur implication et même à ajuster leurs interactions. En utilisant les concepts généraux de l’analyse des organisations pour l’étude de trois organismes de bassin versant, nous décrivons les ajustements et les tensions observés à l’intérieur même des nouveaux organismes de bassin versant, et plus largement à l’échelle des régions. Nous verrons qu’au cours des premières années d’existence de ces organismes, les enjeux procéduraux dominent la dynamique interne alors que, sur la scène régionale, le comportement stratégique des acteurs découle d’une tension entre deux visions du modèle : 1) des organismes qui soutiennent la règle publique ou 2) la prise en charge du bassin versant par la communauté.

Résumé Les conditions particulières prévalant lors de l’application d’une approche de gestion par bassin versant au Québec (Canada) font appel à de nouvelles méthodologies intégrées pour faciliter l’analyse et le partage des informations, les conditions de négociation entre les parties prenantes et la mise en oeuvre des choix d’aménagement ou de gestion retenus. Cet article met en perspective la modélisation des processus décisionnels territoriaux à l’échelle des bassins versants (BV). Il dégage certains enjeux méthodologiques se rattachant à cette problématique de gestion dans sa dimension informationnelle, dans le contexte du Québec. Il montre l’interconnexion des préoccupations décisionnelles aux conditions d’utilisation d’une plate-forme géomatique à même de modéliser de tels processus territoriaux dans le cadre d’un système intégré d’aide à la décision (SIAD). Finalement, il recommande l’évaluation de l’utilisation d’un tel système (SIAD-BV) pour faciliter l’émergence des conditions d’application de l’approche de la gestion intégrée par bassin versant au Québec, à partir des discussions réalisées avec des intervenants des bassins Chaudière et Outaouais.

Face à la grave crise de l’eau qui frappe l’humanité, aujourd’hui, l’étude de la gestion de l’eau et de la gouvernance devient de plus en plus nécessaire. En ce sens, la présente recherche se concentre sur l’identification et l’analyse des modalités de gestion de l’eau mises en place dans le sous-bassin du Río Salado, ainsi que leurs structures de gouvernance afin de proposer un modèle de gestion qui met en évidence les principaux facteurs qui facilitent la participation des citoyens et le renforcement des structures de gouvernance sur le territoire. Pour délimiter, analyser et interpréter la réalité étudiée, nous nous appuyons sur l’approche de la gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant (GIRE) et sur les concepts de gouvernance de l’eau et du Water Soft Path (voie douce de l’eau, en français). À l’aide de méthodes mixtes de recherche, les résultats montrent que sur le territoire il existe deux modèles de gestion de l’eau: l’un public, l’autre, social. Le premier est sous la responsabilité de la Commission nationale de l’eau (CONAGUA, en espagnol) et le deuxième, des utilisateurs agricoles et urbains-municipaux. Bien que le système de gouvernance du modèle public de gestion de l’eau englobe certaines des dimensions analytiques de la gouvernance de l’eau, cela ne couvre pas les besoins en eau des différents utilisateurs sectoriels et n’offre pas une possibilité réelle de participation citoyenne dans la prise de décision aux échelles sous-régionale et locale. Au contraire, le modèle de gestion sociale de l’eau montre un système de gouvernance innovant, basé sur des processus participatifs bidirectionnels (descendant et ascendant) et inclusifs qui permettent aux utilisateurs de gérer l’eau de manière efficace, inclusive et équitable. Ceci nous conduit à affirmer que cette manière innovante de gérer l’eau peut aider à améliorer l’opérativité du système de gouvernance du modèle public de gestion de l’eau mis en place sur le territoire.
In view of the serious water crisis currently facing the humanity, the study of water management and governance is becoming increasingly necessary. In this sense, this research focuses on identifying and analyzing the water management models implemented in the sub-basin of the Salado River; as well as its governance system, in order to propose a management model that highlights the main factors that facilitate citizen participation and the strengthening of governance structures in the territory. To delimit, analyze and interpret the reality studied, we rely on the Integrated Water Resources Management approach (IWRM) and the concepts of water governance and water soft path. With the help of mixed research methods, the results show that in the territory there are two models of water management: public and social. The first is the responsibility of CONAGUA and the second of agricultural and urban public users. Although the governance system of the public water management model presents some of the analytical dimensions of water governance, it does not cover the water needs of the different sectoral users and does not offer an effective opportunity for citizen participation in decisionmaking at the subregional and local scales. On the contrary, the social water management model shows innovative governance system, based on bidirectional participatory (top down and bottom up) and inclusive processes that allows local stakeholders to manage water efficiently, inclusively and equitably. All of which leads us to affirm that this innovative way of managing water can help to improve the operability of the governance system of the public water management model applied in the territory.
Ante la grave crisis del agua que enfrenta actualmente la humanidad, el estudio de la gestión y gobernanza del agua se torna cada vez más necesario. En ese sentido, la presente investigación se centra en identificar y analizar los modelos de gestión del agua implementados en la subcuenca Río Salado; así como sus sistemas de gobernanza con el fin de proponer un modelo de gestión que resalte los principales factores que facilitan la participación ciudadana y el fortalecimiento de las estructuras de gobernanza en el territorio. Para delimitar, analizar e interpretar la realidad estudiada nos apoyamos en el enfoque de Gestión Integrada de los Recursos Hídricos de Cuencas Hidrográficas (GIRH) y en los conceptos de gobernanza del agua y Water Soft Path. Con la ayuda de métodos mixtos de investigación, los resultados muestran que en el territorio existen dos modelos de gestión del agua: pública y social. El primero está a cargo de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y el segundo de los usuarios agrícolas y urbanos. A pesar de que el sistema de gobernanza del modelo de gestión pública del agua presenta algunas de las dimensiones analíticas de la gobernanza del agua, éste no cubre las necesidades de agua de los diferentes usuarios sectoriales, y tampoco ofrece una oportunidad efectiva para la participación ciudadana en la toma de decisiones tanto a la escala subregional como local. Por el contrario, el modelo de gestión social del agua muestra un sistema de gobernanza innovador, sustentado en procesos participativos bidireccionales (« top down » y « bottom up ») e incluyentes que permite a los actores locales gestionar el agua de manera eficiente, incluyente y equitativa. Todo esto nos lleva a afirmar que esta innovadora forma de gestionar el agua puede ayudar a mejorar la operatividad del sistema de gobernanza del modelo de gestión pública del agua aplicado en el territorio. Palabras clave: Gobernanza del agua, gestión del agua, gestión integrada de los recursos hídricos, cuenca hidrográfica, sistema de gobernanza del agua, participación y subcuenca Río Salado.

Bien plus qu’une simple question d’équilibre entre l’offre et la demande, l’analyse de la gestion des ressources en eau implique d’appréhender un système dont les éléments, naturels et sociaux, sont liés par des interdépendances complexes. La présente thèse porte sur les facteurs socio-relationnels, c’est-à-dire relatifs aux relations sociales (acteurs, natures, formes, objets des relations) qui participent à l’impasse de la gestion intégrée de l’eau par bassin versant (ci-après, GIEBV) au Québec. L’objectif principal de cette étude est de comprendre ce qui explique que la mise en œuvre de la GIEBV demeure inachevée plus d’une décennie après l’adoption de ce nouveau mode de gestion. Cette thèse permet d’approfondir la connaissance sociologique de la gestion durable des ressources naturelles dans la mesure où elle met l’emphase sur la capacité des acteurs à s’intégrer à un nouveau système d’action. Théoriquement, la démarche vise à valider la pertinence de (i) bonifier l’approche néo-institutionnaliste de l’action publique par l’introduction des variables informationnelle et identitaire, et (ii) de croiser les hypothèses de cette école de pensée avec celles de l’analyse structurale (dite réseau ou diktyologie). À la lumière de la littérature, nous postulons que l’idéal-type d’une mise en œuvre de la GIEBV que l’on pourrait qualifier d’achevée devrait reposer sur une intégration et une participation «effective» (i) d’acteurs forts (dotés de capacités et de pouvoirs d’influence), (ii) reconnus socialement et politiquement comme acteurs, (iii) bénéficiant d’un niveau de confiance élevé, (iv) dont les rôles et responsabilités sont clairement définis, (v) partageant des idées (valeurs, croyances) et des intérêts (buts poursuivis), (vi) ainsi qu’une identité commune se traduisant en sentiment d’appartenance au territoire de gestion, et (vii) partenaires dans un système d’échange d’informations (à niveaux multiples par essence) (viii) dont les interactions, institutionnalisées, s’inscrivent dans une temporalité longue. Les résultats montrent que le principal acteur désigné pour assurer la mise en œuvre de la GIEBV, à savoir les organismes de bassin versant (ci-après, OBV), s’avère être en fait un non-acteur autant par détermination que par autodéfinition. Mais l’analyse sociologique nous pousse à aller plus loin. L’OBV est un acteur faible si l’on s’en tient au sens strict du terme, parcouru de contradictions dues à l’ambigüité de son rôle : à la fois acteur passif, en tant que cadre d’action, organisation frontière et relais, et acteur organisationnel fortement mimétique, globalement dépourvu d’une identité d’acteur qui lui est propre. S’il est un acteur influent, il ne l’est qu’officieusement par le biais de son rôle informel et émergent de réseau d’information. L’OBV n’est actuellement ni un acteur collectif, ni un acteur stratégique. Il est un acteur-réseau en devenir. Ce rôle émergent explique alors pourquoi les OBV occupent une position néanmoins centrale dans le système de gestion de l’eau, dont la légitimité commence à s’établir depuis 2009. Par ailleurs, nous avons pu observer que, contrairement à notre proposition conceptuelle de départ sur l’articulation des variables d’action publique, ce sont les facteurs socio-relationnels d’«intérêts» et d’«information» qui ont le plus contribué à l’évolution de la gestion de l’eau vers un mode davantage intégré, alors que l’ambiguïté soutenue entourant les «idées», ou plus spécifiquement l’idée d’acteurs et de leur intégration, participe négativement à la mise en place du nouveau mode de gestion. L’interprétation de la GIEBV et du rôle des OBV, à la fois localement différenciée et institutionnellement isomorphe, donne lieu à un manque de cohérence à l’échelle provinciale, empêchant ainsi l’émergence d’un référentiel d’action collective. En plus de la précarité des OBV, le manque de cohérence pourrait ainsi expliquer l’absence d’un mouvement revendicateur de changement. Il en résulte que le nouveau mode de gestion demeure encore aujourd’hui au stade expérimental selon le classement de Matland (1995).
More than a simple matter of equilibrium between supply and demand, the analysis of water resources management implies to apprehend a system of complex interactions between natural and societal elements. The present thesis focuses on socio-relational factors (i.e. pertaining to the actors, natures, forms and objects of social relations) that contribute to the deadlock that has become integrated water resources management (hereafter IWRM) in Quebec. The main objective of this enquiry is to understand what explains the unsuccessful implementation of IWRM a decade after this new management approach was initiated. This thesis seeks to deepen the sociological understanding of IWRM inasmuch as its puts an emphasis on the capacity of actors to integrate a new system of action. Theoretically the employed method allows to validate the relevance of i) bonifying the neo-institutional approach with the introduction of new information and identity variables, and ii) cross-referencing the hypotheses of the neo-institutional school of thought with those of structural analysis (social network theory or « diktyology »). In the light of literature review, we postulate that an ideal-type of a complete implementation of IWRM should rely on the effective integration and participation of (i) powerful actors (that possess capacities and powers of influence), (ii) that are socially and politically recognised as actors, (iii) that benefit from a high level of confidence, (iv) whose roles and responsibilities are clearly defined, (v) that share common ideas (values, beliefs) and interests (goals pursued), (vi) along with a shared identity that results in a sense of belonging to the managed territory, and (vii) that are associated within an information exchange system (that is multi-leveled in essence) and (viii) whose institutionalised interactions exist within a long-term temporality. Results show that the principal actor designated to insure the implementation of IWRM, namely watershed councils (hereafter WSC), is proved to be in fact a non-actor, as well in terms of determination than by self-definition. But sociological analysis drives us further. WSC are weak actors in the strict sense of the term, subjected to contradictions caused by the ambiguity of their role: at once passive actors in their quality of frameworks, boundary organisations and relays, and strongly mimetic organizational actors, generally deprived of distinctive actor identities. If they are actors, it is only in an unofficially, by way of their informal role of information network. At this time the WSC are neither collective actors, nor strategic actors. They are network actors in the making. This emerging role therefore explains why WSC nevertheless occupy a central position in the system, the legitimacy of which is starting to ascertain itself since 2009. Futhermore, we were able to observe that, contrarily to what was stated in our initial conceptual proposition relating to the articulation of variables, it is revealed that socio-relational factors of « interest » and « information » contribute most to the evolution of water management to a more integrated, whereas a sustained ambuigity surrounding « ideas » and, or more specifically the idea of actors and their integration, participate negatively to the implementation of the this new management mode. From the interpretation of IWRM, both locally differentiated and institutionally isomorphic, arises a lack of coherence at the provincial scale, which prevents the creation of a global referential of collective action. In addition to the precarity of organisms, the observed lack of coherence could explain the absence of a social movement claiming for political change. This situation results in the fact that the new mode of management that is IWRM remains to this day in an experimental state according to the classification of Matland (1995).

La gestion de la ressource en eau au Québec a beaucoup évolué depuis le début des années 2000. L’implantation progressive de la gestion intégrée de l’eau par bassin versant (GIEBV) a permis de passer d’un mode de gestion sectoriel à un mode de gestion intégré basé sur le travail de concertation des acteurs de l’eau mené par les organismes de bassin versant (OBV). Le bassin versant de la rivière Boyer est un petit bassin versant agricole de 217 km² situé dans la MRC de Bellechasse au Québec. Cette rivière est un cas d’école pour les chercheurs qui s’intéressent aux impacts de l’agriculture sur les eaux de surface. En effet, la détérioration dramatique de la qualité de l’eau de la rivière Boyer suite au développement de l’agriculture intensive et les répercussions sur la faune aquatique ont déjà suscité beaucoup d’études scientifiques. Plusieurs mesures de type réglementaire ou liés à une mobilisation des acteurs ont été mises en place à différentes échelles d’intervention afin de restaurer la qualité de l’eau de la rivière Boyer, étant une des rivières les plus polluantes du fleuve Saint-Laurent. Cependant, la qualité de l’eau dans le bassin versant de la rivière Boyer demeure mauvaise à l’heure actuelle. Cela nous amène à nous demander si la GIEBV au Québec prévoit l’application des principes du développement durable et un suivi adéquat des effets de la décentralisation des pouvoirs sur l’évolution de la situation des bassins versants. Nous nous attardons plus spécifiquement à identifier les freins à l’application d’une GIEBV efficace dans le bassin versant de la rivière Boyer. Nous avonsmené 44 entrevues avec divers acteurs du monde de la gestion de l’eau aux échelles provinciale et locale et nous avons réalisé une analyse qualitative de leurs réponses. Nos résultats de recherche tendent à montrer que les effets de la décentralisation des pouvoirs et que la plupart des principes du développement durable que nous avons choisis d’examiner demeurent insuffisamment suivis ou appliqués par le biais de la GIEBV au Québec à l’heure actuelle. Les principaux enjeux socio-environnementaux de la gestion de la qualité de l’eau que nous avons découverts lors de notre recherche font état d’un équilibre difficile à atteindre entre économie et protection de l’environnement en milieu rural. Les appuis institutionnels à la GIEBV et, par le fait même, aux OBV, manquent à plusieurs égards afin de procurer une protection adéquate de la qualité de l’eau, ce qui affecte la perception de la valeur de la rivière Boyer. Par conséquent, l’application de plusieurs principes du développement durable présente des lacunes importantes dans le bassin versant étudié.
Water management changed significantly in the province of Quebec since the early 2000s. The progressive implementation of integrated watershed management (IWM) in Quebec allowed for the transition from a sectoral management to an integrated management of the resource, which is based on the coordination of stakeholders carried out by watershed organizations. The Boyer River watershed is a 217 km² agricultural watershed located in the RCM of Bellechasse, Quebec. The Boyer River is an interesting case for researchers interested in the effects of agriculture on the quality of surface waters. There are many governmental reports on the dramatic deterioration of water quality and the disappearance of certain species from the river following the development of intensive agriculture in the Boyer watershed. Several measures have been put in place at different scales of intervention to restore the Boyer River water quality, like the enforcement of legislative tools to ensure a sustainable development of the agriculture and the decentralisation of water quality management, for instance. However, in spite of the application of the previously mentioned measures, the Boyer River water quality remains bad at this time. That led us to wonder whether the IWM in Quebec provides for the application of the sustainable development principles and adequate monitoring of the situation of the watershed organizations. More specifically, we aimed to identify what stops the application of an effective IWM in the Boyer River watershed. We conducted 44 interviews with various water stakeholders at the provincial and local scales and we analysed the content of the interviews using qualitative analysis. Our results tend to show that the effects of power decentralization related to water quality management are currently not sufficiently monitored and that most of the sustainable development principles we studied are not adequately applied at the moment through the IWM in Quebec. The social and environmental challenges that we have discovered show that reaching a balance between the economy and the protection of the environment is a difficult task in rural areas. There is a lack of institutional support to the IWM as well as the watershed organizations to ensure a proper protection of water quality, which results in a low perception of the value of the river by the residents of the watershed. As a consequence, the implementation of several sustainable development principles is deficient in the Boyer river watershed.

Ce mémoire de maîtrise cherche à quantifier et analyser l'impact des anomalies de température dans la mer des Caraïbes (SSTC) sur l'hydrologie du bassin Artibonite et sur la gestion des infrastructures hydrauliques existantes et futures. L'approche proposée repose sur la modélisation hydro-économique du bassin et sur l'analyse par scénarios. La gestion du bassin est optimisée pour deux scénarios, avec ou sans prise en compte des SSTC dans le processus de prise de décisions. La comparaison des performances du système hydrique pour les deux scénarios révèle l'utilité de cette information hydro-climatique. Les résultats démontrent que les apports du bassin sont linéairement dépendants de ces anomalies mais que l'intensité de la relation est insuffisante pour améliorer significativement les performances du système, que ce soit en année sèche, normale ou humide.
This MSc thesis analyses the impact of temperature anomalies in the Caribbean region (SSTC) on the hydrology of the Artibonite river and on the performance of the water resources system including planned irrigation and hydropower projects. The method relies on hydroeconomic modelling and scenario analysis. The water resources system of the Artibonite River is optimized for two decision-making scenarios : with or without SSTC-based management decisions. Comparing the economic performance of the water resources system for these two scenario reveals the utility of this hydro-climate information. The results show that while the inflows of the basin are linearly dependent on these anomalies, the intensity of the relationship is insufficient to influence the decisions and hence improves the performance of the system, whether in dry, normal or wet year.

Le concept d'intégration dans la gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV) a été sélectionné pour décloisonner les différentes approches et mieux protéger les ressources en eau dans une optique de développement durable. Ce processus intégré, caractérisé par la transversalité de nombreux enjeux, est complexe. L'évaluation des politiques publiques rattachée à ce type de gestion, l'est tout autant. Au-delà des avancées réalisées dans les dernières décennies, plusieurs problématiques freinent toujours l'intégration de la GIEBV au Québec. Divers ouvrages scientifiques québécois ont abordé divers thèmes et solutions pour la GIEBV. À travers notre démarche, plusieurs de ces analyses ont été sélectionnées et structurées autour de quatre types d'intégration (verticale, de la connaissance, participative, territoriale). Cette approche a permis d'identifier certains enjeux fondamentaux de la GIEBV et de mettre en relation diverses recommandations sous forme de synthèse afin d'évaluer la Politique nationale de l'eau (PNE) de 2002. Dans une optique de responsabilisation des acteurs de l'eau, ces pistes de solutions peuvent bonifier l'approche de la nouvelle Stratégie québécoise de l'eau (2018-2032) et ainsi renforcer le caractère intégré de la GIEBV au Québec. Nos résultats amènent à voir que, malgré les efforts des 15 dernières années, l'intégration pour la GIEBV n'est pas suffisamment effective. Bien qu'une évolution plus marquée soit observée pour l'intégration participative, certaines avenues devraient toutefois être davantage considérées pour ce type d'intégration comme celles d'acteurs plus responsabilisés œuvrant dans une dynamique plus collaborative et une clarification du rôle des organismes de bassins versants (OBV). Pour sa part, l'intégration verticale serait plus efficace par une décentralisation des responsabilités vers le palier régional, une législation révisée afin d'assurer une plus grande concordance entre ministères et secteurs d'activités ainsi que par la mise en place d'un système de redevance diversifié. Pour l'intégration de la connaissance, les différents types de savoirs (scientifiques, locaux, experts) devraient être mieux valorisés dans toutes les étapes du processus de la GIEBV. Pour l'intégration territoriale, l'échelle du bassin versant devrait être davantage considérée comme la plus pertinente pour la planification territoriale et pour articuler davantage la réalité des sous-bassins versants en matière de GIEBV jusqu'aux différents ministères.

La gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant requiert de bonnes connaissances du territoire à l'étude afin d'inclure le suivi de la qualité de l'eau de la « source au robinet » dans la planification territoriale. Un accès efficace à tout type de données relatives à la qualité de l'eau, incluant l'occupation du sol et les risques (impacts anthropiques, environnementaux, etc.), permettrait aux intervenants de divers milieux de prendre en considération le portrait complet des informations disponibles pour une prise de décision éclairée. Inventorier, assembler, analyser et interpréter les données peut représenter un défi supplémentaire lorsque les informations à colliger proviennent de sources différentes, tout particulièrement pour les organismes de bassins versants (OBV) et les petites municipalités qui n'ont pas toujours les moyens d'avoir des spécialistes en gestion de bases de données et en systèmes d'information géographique (SIG). Ce projet de maîtrise porte sur le développement d'un cadre méthodologique concernant l'acquisition, la gestion et l'utilisation des données relatives à la qualité de l'eau dans les bassins versants où existent des prises d'eau potable. Après une étude approfondie des exigences gouvernementales concernant la protection des sources, il sera question d'optimiser la gestion des données en concordance avec le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (RPEP) du Québec. Dans un contexte où de nombreuses municipalités du Québec doivent répondre aux exigences du RPEP d'ici 2021, un logiciel spécialisé en gestion des données sur la qualité de l'eau a été adapté afin d'aider les gestionnaires de la ressource en eau qui ont le mandat de répondre au RPEP. Ce projet permettra d'optimiser le processus d'acquisition et de traitement de l'information requise (eau et territoire) pour l'évaluation de la vulnérabilité des prises d'eau potable. L'évaluation de la vulnérabilité des prises d'eau potable est une démarche fondamentale de la protection des sources d'eau et de l'harmonisation de cette dernière avec l'occupation du territoire. La méthodologie développée pour une étude de cas dans les Laurentides montréalaises est applicable à d'autres bassins versants du Québec et d'ailleurs.

Le partage équitable des bénéfices dans les bassins fluviaux transfrontaliers est nécessaire pour résoudre les conflits entre les pays riverains et atteindre un consensus sur les activités de développement et de gestion du bassin versant. Le partage des bénéfices doit être discuté collectivement par tous les pays riverains pour être perçu non seulement comme efficace, mais aussi équitable. La littérature actuelle décrit principalement ce que l’on entend par le partage des bénéfices d’un point de vue conceptuel. Les arrangements institutionnels pratiques qui assurent le bien-être économique maximal, ainsi que les méthodes développées en collaboration pour encourager le partage équitable des bénéfices, ne sont toutefois pas présentés. L’objectif global de ce projet de thèse est de développer un arrangement institutionnel, qui comprend à la fois des politiques de répartition de l’eau et des mécanismes de partage des bénéfices, afin d’améliorer la gestion des ressources en eau transfrontalières et d’encourager la coopération entre les pays riverains. La méthodologie étend l’approche traditionnelle, basée sur des stratégies d’allocation très limitées en allouant efficacement les ressources en eau et le partage équitable des bénéfices découlant de l’utilisation de l’eau. Cette thèse détaille l’arrangement institutionnel développé et, à travers trois activités distinctes, les principales composantes de l’arrangement sont analysés. Dans l’arrangement institutionnel, une autorité de bassin fluvial (RBA) est l’opérateur d’un système axé sur le marché, dans lequel les politiques d’allocation économiquement efficaces sont identifiées et imposées aux usagers de l’eau, qui doit payer pour l’eau qui leur est alloué. Ces frais sont collectés et redistribués, via une règle de partage spécifique au bassin fluvial, afin d’assurer l’équité entre les usagers de l’eau. Le bassin du Nil oriental est utilisé comme étude de cas pour illustrer l’approche. Il y a des secteurs hydroélectriques et agricoles répartis dans trois pays (Egypte, Soudan et Ethiopie) et une longue histoire de non-coopération dans ce bassin. La répartition actuelle de l’eau repose sur des accords bilatéraux de l’époque coloniale, qui désignent l’Egypte et le Soudan comme les seuls bénéficiaires des eaux du Nil. La coopération future est impérative dans ce bassin pour profiter du potentiel hydroélectrique en Ethiopie, et du potentiel de l’agriculture au Soudan, ainsi que pour atténuer, autant que possible, les effets du changement climatique. Les résultats montrent que la gestion coopérative du bassin du Nil oriental, et de son infrastructure, augmenterait considérablement les bénéfices économiques à l’échelle du bassin et entraiînerait une répartition de l’eau plus efficace. L’arrangement institutionnel garantit que l’eau est retirée ouù elle a la plus grande valeur et que les investissements en amont dans des projets à faible productivité sont découragés. Le plus haut niveau de coopération est effectuée en vertu d’une institution supranationale et toutes les parties doivent se mettre d’accord sur la définition de l’équité dans le le partage des bénéfices. L’imposition d’axiomes spécifiques sur la base de cette vision collaborative de l’équité se traduit par une solution unique pour la répartition des bénéfices économiques. Une règle de partage élaborée avec la participation des parties prenantes peut être plus acceptable parce que la définition de la règle n’est pas contestée, comme ce serait le cas si les règles existantes avaientété appliquées avec leurs propres définitions de l’équité. Enfin, les résultats globaux montrent que la réalisation de compromis entre l’efficacité et l’équité peut se produire lorsque ces deux principes de répartition de l’eau sont couplés afin de maximiser les avantages de l’utilisation de l’eau, puis de réaffecter ces d’une manière équitable.
Le partage équitable des bénéfices dans les bassins fluviaux transfrontaliers est nécessaire pour résoudre les conflits entre les pays riverains et atteindre un consensus sur les activités de développement et de gestion du bassin versant. Le partage des bénéfices doit être discuté collectivement par tous les pays riverains pour être perçu non seulement comme efficace, mais aussi équitable. La littérature actuelle décrit principalement ce que l’on entend par le partage des bénéfices d’un point de vue conceptuel. Les arrangements institutionnels pratiques qui assurent le bien-être économique maximal, ainsi que les méthodes développées en collaboration pour encourager le partage équitable des bénéfices, ne sont toutefois pas présentés. L’objectif global de ce projet de thèse est de développer un arrangement institutionnel, qui comprend à la fois des politiques de répartition de l’eau et des mécanismes de partage des bénéfices, afin d’améliorer la gestion des ressources en eau transfrontalières et d’encourager la coopération entre les pays riverains. La méthodologie étend l’approche traditionnelle, basée sur des stratégies d’allocation très limitées en allouant efficacement les ressources en eau et le partage équitable des bénéfices découlant de l’utilisation de l’eau. Cette thèse détaille l’arrangement institutionnel développé et, à travers trois activités distinctes, les principales composantes de l’arrangement sont analysés. Dans l’arrangement institutionnel, une autorité de bassin fluvial (RBA) est l’opérateur d’un système axé sur le marché, dans lequel les politiques d’allocation économiquement efficaces sont identifiées et imposées aux usagers de l’eau, qui doit payer pour l’eau qui leur est alloué. Ces frais sont collectés et redistribués, via une règle de partage spécifique au bassin fluvial, afin d’assurer l’équité entre les usagers de l’eau. Le bassin du Nil oriental est utilisé comme étude de cas pour illustrer l’approche. Il y a des secteurs hydroélectriques et agricoles répartis dans trois pays (Egypte, Soudan et Ethiopie) et une longue histoire de non-coopération dans ce bassin. La répartition actuelle de l’eau repose sur des accords bilatéraux de l’époque coloniale, qui désignent l’Egypte et le Soudan comme les seuls bénéficiaires des eaux du Nil. La coopération future est impérative dans ce bassin pour profiter du potentiel hydroélectrique en Ethiopie, et du potentiel de l’agriculture au Soudan, ainsi que pour atténuer, autant que possible, les effets du changement climatique. Les résultats montrent que la gestion coopérative du bassin du Nil oriental, et de son infrastructure, augmenterait considérablement les bénéfices économiques à l’échelle du bassin et entraiînerait une répartition de l’eau plus efficace. L’arrangement institutionnel garantit que l’eau est retirée ouù elle a la plus grande valeur et que les investissements en amont dans des projets à faible productivité sont découragés. Le plus haut niveau de coopération est effectuée en vertu d’une institution supranationale et toutes les parties doivent se mettre d’accord sur la définition de l’équité dans le le partage des bénéfices. L’imposition d’axiomes spécifiques sur la base de cette vision collaborative de l’équité se traduit par une solution unique pour la répartition des bénéfices économiques. Une règle de partage élaborée avec la participation des parties prenantes peut être plus acceptable parce que la définition de la règle n’est pas contestée, comme ce serait le cas si les règles existantes avaientété appliquées avec leurs propres définitions de l’équité. Enfin, les résultats globaux montrent que la réalisation de compromis entre l’efficacité et l’équité peut se produire lorsque ces deux principes de répartition de l’eau sont couplés afin de maximiser les avantages de l’utilisation de l’eau, puis de réaffecter ces d’une manière équitable.
The equitable sharing of benefits in transboundary river basins is necessary to solve disputes among riparian countries and to reach a consensus on basin-wide development and management activities. Benefit-sharing arrangements must be collaboratively developed to be perceived not only as efficient, but also as equitable, and to be considered acceptable to all riparian countries. The current literature mainly describes what is meant by the term benefit sharing, in the context of transboundary river basins, and discusses this from a conceptual point of view. Practical, institutional arrangements that ensure maximum economic welfare, as well as collaboratively developed methods for encouraging the equitable sharing of benefits, are, however, not provided. The overall objective of this PhD project was to develop an institutional arrangement, that includes both water allocation policies and benefit-sharing mechanisms, to improve the sustainability of managing transboundary water resources and to encourage cooperation between riparian states. The methodology extends the traditional approach, which is based on highly constrained allocation policies, that merely complement existing management institutions, by efficiently allocating water resources and then equitably sharing the benefits derived from water use. This thesis details the institutional arrangement developed and, through three separate activities, the main components of the arrangement are analyzed. A river basin authority (RBA) is the operator of a market-based system, in which economically efficient allocation policies are identified and imposed on water users, who are charged for the water allocated to them. These charges are collected and redistributed, via a sharing rule specific to the river basin, to ensure equity among the water users. The Eastern Nile River Basin is used as the case study to illustrate the approach. There are important hydropower and agricultural sectors spread across three countries (Egypt, Sudan and Ethiopia), and there is a long history of non-cooperation in this river basin. Current water allocation is based on colonial era bilateral agreements that designate Egypt and Sudan as the only beneficiaries of the Nile waters. Future cooperation is imperative, in this basin, to take advantage of hydropower potential in Ethiopia, and agriculture potential in Sudan, as well as to mitigate, as much as possible, the effects of climate change in the near future. Results reveal that the cooperative management of the Eastern Nile River Basin and its infrastructure would significantly increase the basin-wide economic benefits and lead to more efficient water allocation. The institutional arrangement ensures that water is withdrawn where it has the greatest value (efficient water allocation is established) and that upstream investments in low productivity projects are discouraged. The highest level of cooperation is effectuated through a supranational institution and all parties must agree on the definition of fairness in the sharing of benefits.The imposition of specific axioms, based on this agreedupon vision of fairness results in a unique solution for the distribution of economic benefits. A sharing rule developed with stakeholder input may be more acceptable because the definition of the rule is not in question, as would be the case if existing rules were applied with their inherent definitions of equity. Finally, overall results show that achieving trade-offs between efficiency and equity can occur when these two principles of water allocation are coupled to first maximize the benefits from water use and then reallocate these in an equitable manner.
The equitable sharing of benefits in transboundary river basins is necessary to solve disputes among riparian countries and to reach a consensus on basin-wide development and management activities. Benefit-sharing arrangements must be collaboratively developed to be perceived not only as efficient, but also as equitable, and to be considered acceptable to all riparian countries. The current literature mainly describes what is meant by the term benefit sharing, in the context of transboundary river basins, and discusses this from a conceptual point of view. Practical, institutional arrangements that ensure maximum economic welfare, as well as collaboratively developed methods for encouraging the equitable sharing of benefits, are, however, not provided. The overall objective of this PhD project was to develop an institutional arrangement, that includes both water allocation policies and benefit-sharing mechanisms, to improve the sustainability of managing transboundary water resources and to encourage cooperation between riparian states. The methodology extends the traditional approach, which is based on highly constrained allocation policies, that merely complement existing management institutions, by efficiently allocating water resources and then equitably sharing the benefits derived from water use. This thesis details the institutional arrangement developed and, through three separate activities, the main components of the arrangement are analyzed. A river basin authority (RBA) is the operator of a market-based system, in which economically efficient allocation policies are identified and imposed on water users, who are charged for the water allocated to them. These charges are collected and redistributed, via a sharing rule specific to the river basin, to ensure equity among the water users. The Eastern Nile River Basin is used as the case study to illustrate the approach. There are important hydropower and agricultural sectors spread across three countries (Egypt, Sudan and Ethiopia), and there is a long history of non-cooperation in this river basin. Current water allocation is based on colonial era bilateral agreements that designate Egypt and Sudan as the only beneficiaries of the Nile waters. Future cooperation is imperative, in this basin, to take advantage of hydropower potential in Ethiopia, and agriculture potential in Sudan, as well as to mitigate, as much as possible, the effects of climate change in the near future. Results reveal that the cooperative management of the Eastern Nile River Basin and its infrastructure would significantly increase the basin-wide economic benefits and lead to more efficient water allocation. The institutional arrangement ensures that water is withdrawn where it has the greatest value (efficient water allocation is established) and that upstream investments in low productivity projects are discouraged. The highest level of cooperation is effectuated through a supranational institution and all parties must agree on the definition of fairness in the sharing of benefits.The imposition of specific axioms, based on this agreedupon vision of fairness results in a unique solution for the distribution of economic benefits. A sharing rule developed with stakeholder input may be more acceptable because the definition of the rule is not in question, as would be the case if existing rules were applied with their inherent definitions of equity. Finally, overall results show that achieving trade-offs between efficiency and equity can occur when these two principles of water allocation are coupled to first maximize the benefits from water use and then reallocate these in an equitable manner.

"Thèse en cotutelle, doctorat en génie des eaux: Université Laval Québec, Canada Philosophiae doctor (Ph.D.) et Institut national polytechnique de Toulouse, Toulouse, France, Docteur."
La gestion intégrée de la ressource en eau implique de distinguer les parcours de l’eau qui sont accessibles aux sociétés de ceux qui ne le sont pas. Les cheminements de l’eau sont nombreux et fortement variables d’un lieu à l’autre. Il est possible de simplifier cette question en s’attardant plutôt aux deux destinations de l’eau. L’eau bleue forme les réserves et les flux dans l’hydrosystème : cours d’eau, nappes et écoulements souterrains. L’eau verte est le flux invisible de vapeur d’eau qui rejoint l’atmosphère. Elle inclut l’eau consommée par les plantes et l’eau dans les sols. Or, un grand nombre d’études ne portent que sur un seul type d’eau bleue, en ne s’intéressant généralement qu’au devenir des débits ou, plus rarement, à la recharge des nappes. Le portrait global est alors manquant. Dans un même temps, les changements climatiques viennent impacter ce cheminement de l’eau en faisant varier de manière distincte les différents composants de cycle hydrologique. L’étude réalisée ici utilise l’outil de modélisation SWAT afin de réaliser le suivi de toutes les composantes du cycle hydrologique et de quantifier l’impact des changements climatiques sur l’hydrosystème du bassin versant de la Garonne. Une première partie du travail a permis d’affiner la mise en place du modèle pour répondre au mieux à la problématique posée. Un soin particulier a été apporté à l’utilisation de données météorologiques sur grille (SAFRAN) ainsi qu’à la prise en compte de la neige sur les reliefs. Le calage des paramètres du modèle a été testé dans un contexte differential split sampling, en calant puis validant sur des années contrastées en terme climatique afin d’appréhender la robustesse de la simulation dans un contexte de changements climatiques. Cette étape a permis une amélioration substantielle des performances sur la période de calage (2000-2010) ainsi que la mise en évidence de la stabilité du modèle face aux changements climatiques. Par suite, des simulations sur une période d’un siècle (1960-2050) ont été produites puis analysées en deux phases : i) La période passée (1960-2000), basée sur les observations climatiques, a servi de période de validation à long terme du modèle sur la simulation des débits, avec de très bonnes performances. L’analyse des différents composants hydrologiques met en évidence un impact fort sur les flux et stocks d’eau verte, avec une diminution de la teneur en eau des sols et une augmentation importante de l’évapotranspiration. Les composantes de l’eau bleue sont principalement perturbées au niveau du stock de neige et des débits qui présentent tous les deux une baisse substantielle. ii) Des projections hydrologiques ont été réalisées (2010-2050) en sélectionnant une gamme de scénarios et de modèles climatiques issus d’une mise à l’échelle dynamique. L’analyse de simulation vient en bonne part confirmer les conclusions tirées de la période passée : un impact important sur l’eau verte, avec toujours une baisse de la teneur en eau des sols et une augmentation de l’évapotranspiration potentielle. Les simulations montrent que la teneur en eau des sols pendant la période estivale est telle qu’elle en vient à réduire les flux d’évapotranspiration réelle, mettant en évidence le possible déficit futur des stocks d’eau verte. En outre, si l’analyse des composantes de l’eau bleue montre toujours une diminution significative du stock de neige, les débits semblent cette fois en hausse pendant l’automne et l’hiver. Ces résultats sont un signe de l’«accélération» des composantes d’eau bleue de surface, probablement en relation avec l’augmentation des évènements extrêmes de précipitation. Ce travail a permis de réaliser une analyse des variations de la plupart des composantes du cycle hydrologique à l’échelle d’un bassin versant, confirmant l’importance de prendre en compte toutes ces composantes pour évaluer l’impact des changements climatiques et plus largement des changements environnementaux sur la ressource en eau.
Integrated water resource management requires distinction between water paths that are directly available for society and those which are not. Water pathways, from precipitation to the oceans or the atmosphere, are highly variable from one place to another. The complexity of water pathways can be simplified by focusing on two main categories of water resources: blue water, which is the stock and flow moving into the hydrosystem that is directly available (e.g. rivers, lakes, aquifers and groundwater flow), and green water, which is the invisible flow of water vapor leaving the hydrosphere to the atmosphere. The latter includes the water used by forests, grasslands, rain fed crops, and the water in soils. However, many hydrological studies focus only on blue water, particularly the discharge or more rarely the ground water recharge, ignoring all green water components, therefore missing the overall picture. At the same time, climate change highlighted in recent years have been found to impact water pathway distributions by affecting different components of the hydrological cycle at the watershed scale. The study presented here exploits the SWAT hydrological model to assess the variation of different components of a hydrosystem facing climate change. The study area is the watershed of the Garonne River, where data is available. The first part of this work focused on refining the implementation of the model in order to better tackle the problem at hand. Particular attention has been paid to the use of gridded weather data (SAFRAN product) as well as to the simulation of snow present in the mountainous portion of the watershed. Calibration of the model parameters was tested through a differential split sampling method, based on calibration and validation using climatically contrasted periods, in order to test the robustness of the model. These steps led to a substantial improvement in the simulations performance over the calibration period (2000-2010) and demonstrated the robustness of the model within a climate change context. The improved SWAT model was next used to produce simulations over a hundred-year period (1960-2050), an analysis carried out in two steps: First, the past period (1960-2000) simulation, based on observed climatic data, was used to validate discharge simulations for which very good performance was obtained. Analysis of the different components of the hydrological cycle showed a strong impact on flows and stocks of green water, with a reduction of the water content in soil and a substantial increase in evapotranspiration. Blue water is mostly impacted in terms of snow stock and discharge flow, which both showed a substantial decrease. Secondly, hydrological projections were performed (2010-2050) based on a selection of climate scenarios and models, submitted to dynamic downscaling. Analysis of these projections partly confirmed the conclusions drawn from the historic period: i.e. a substantial impact on green water, with a decrease of the soil water content and an increase of potential evapotranspiration. The projections also revealed that the soil water content during the summer season is such that it reduces the actual evapotranspiration, highlighting possible future deficits of green water stocks. Furthermore, if the analysis of blue water components always presented a substantial decrease in the snowpack, discharge appears to increase during autumn and winter periods. These results indicate an "acceleration" of blue surface water components which is likely related to an increase in extreme rainfall events. In this study, an analysis of the variation of the main hydrological cycle components have been proposed at a watershed scales, confirming the importance of taking into account all these components to evaluate the climate change impact and more broadly environmental changes on water resources.

La modélisation intégrée du système d’assainissement urbain offre la flexibilité nécessaire pour développer des solutions qui bénéficient le plus au système global, en mettant l'accent sur la quantité et la qualité de l'eau, Les modèles intégrés offrent des avantages par rapport aux modèles traditionnels des sous-systèmes individuels en facilitant l’analyse efficace des interactions entre ces différents systèmes individuels (c.-à-d. les bassins versants, les égouts, les stations d’épuration et les eaux réceptrices) dans une seule plateforme de modélisation. La complexité réduite de ce type de modèle diminue le fardeau de calcul par rapport à leurs homologues détaillés, ce qui permet une plus large gamme d'évaluations telles que l'analyse de scénarios, l'optimisation par contrôle en temps réel et l’analyse d'incertitude par approche Monte Carlo. Le potentiel de créer ces types de modèles intégrés représentatifs a été démontré dans de multiples études, mais les méthodes existantes pour développer ces modèles ne sont pas bien établies ni bien documentées et nécessitent donc un grand effort pour chaque nouveau cas d’étude. De plus, l'absence d'une méthode standardisée pour représenter la partie du modèle qui simule la quantité d'eau limite l'application de ces modèles pour des études de qualité de l'eau. Bien que la recherche soit nécessaire pour développer et optimiser toutes les méthodologies impliquées dans le développement de modèles intégrés de systèmes d'eaux usées urbaines, ce projet se concentre sur les modèles conceptuels simplifiés des bassins versants et des égouts pour la quantité d'eau. L'objectif de cette étude était de développer une procédure structurée pour traduire des modèles hydrologiques et hydrauliques détaillés en modèles conceptuels simplifiés utilisés dans la modélisation du système intégré des eaux usées urbaines. L'objectif était d'améliorer la répétabilité, la flexibilité et l'efficacité de l'approche générale, indépendamment de la plateforme de modélisation choisie. Cette tâche a été réalisée en extrayant les principales étapes et considérations tout en construisant deux modèles conceptuels simplifiés d'une étude de cas au centre d'Ottawa, au Canada. La partie urbaine centrale (6 400 ha) d'un modèle détaillé PCSWMM de la Ville d'Ottawa, contenant une combinaison d'égouts séparés, partiellement séparés et combinés, a été utilisée comme modèle de référence dans cette étude de cas. La tâche principale consistait à déterminer comment traduire ce modèle détaillé en modèle conceptuel simplifié de manière structurée, systématique et répétable en utilisant WEST comme plateforme. La procédure développée suit une séquence similaire à celle des protocoles examinés dans la revue de la littérature, tout en tenant compte des spécificités liées à l'agrégation des bassins versants et des égouts. Les quatre phases principales sont la définition du projet, le développement du modèle, la calibration et la validation. Deux versions du modèle conceptuel ont été créées : le premier a d'abord été créé avec un certain niveau d'agrégation, tandis que le deuxième était plus agrégé que le premier modèle, avec environ la moitié du nombre de bloques et de réservoirs. Les deux modèles ont été calibrés et comparés au modèle détaillé. Les résultats des simulations ont montré que le volume total et la dynamique des débits calculés par les modèles conceptuels ont bien émulé ceux du modèle détaillé (< < 10% de différence), tout en fournissant une réduction significative du temps de calcul (10 à 80 fois). La réduction du temps de simulation pour le modèle le plus agrégé n'était pas équivalente au niveau d'agrégation augmentée, principalement parce qu’il y a une quantité de code qui est présente dans les deux codes et prend donc le même temps de calcul. Comme généralement anticipé, des différences plus grandes, mais acceptables, ont été observées en validation. Ces différences ont été attribuées à plusieurs facteurs, tels que le manque de calibration avec des données sur une période longue, les représentations simplifiées des structures spéciales, les différences entre les mécanismes utilisés dans les modèles détaillés et conceptuels pour représenter le durée de pluie, et la configuration du code de modèle. Dans l'ensemble, la validation a été une réussite étant donné que la calibration a été effectuée à l'aide d'événements de courte durée alors que la validation a utilisé une longue série de données. En général, la procédure conçue a permis de réduire le travail manuel associé à la construction d'un modèle et à bien structurer la façon de construire des modèles conceptuels. Des connaissances pour chacune des différentes phases de modélisation ont également été acquises tout au long du processus du développement des deux modèles. Dans la phase ‹‹ Définition du projet ››, les objectifs du modèle conceptuel ont guidé la méthode de développement et de calibration du modèle. Les bassins versants et les égouts ont été délimités simultanément dans la phase de ‹‹ Développement du modèle ››, tout en tenant compte des emplacements des structures hydrauliques clés, des pluviomètres et des structures de débordement. La phase de ‹‹ Calibration ›› a permis l'avancement le plus systématique étant donné qu'un bon ordre de calibration a été défini et un ensemble limité de paramètres a été ciblé pour chacune des étapes de calibration. La phase de ‹‹ Validation ›› s'est révélée essentielle pour repérer des lacunes dans les hypothèses de base et les valeurs calibrées, afin de déterminer si le modèle est prêt à être utilisé ou doit être modifié. Une procédure efficace et structurée qui traduit les représentations des bassins versants urbains et des égouts de modèles détaillés en modèles intégrés conceptuels a été développée et appliquée avec succès à une étude de cas. Comme démontré dans ce projet, l'application de la procédure structurée mènera au développement efficace de modèles intégrés représentatifs, ce qui augmentera leur utilisation potentielle pour tester des scénarios réalistes. Pour raffiner et améliorer la procédure formulée, il est recommandé de l'appliquer à d’autres études de cas.
Modelling urban wastewater networks within integrated systems, focusing on both water quantity and quality, introduces flexibility to develop solutions with greatest benefit to the overall system. Integrated models provide benefits over traditional single sub-system models by facilitating efficient analysis of interactions between the individual components of urban water systems (i.e. catchments, sewers, treatment plants, and receiving waters) within a single modelling platform. The reduced complexity of this type of model decreases the computational burden compared to their detailed counterparts. This allows for a wider range of assessments such as scenario-testing, RTC optimization, and Monte Carlo uncertainty analyses. The potential to create these types of representative integrated models was proven in multiple studies, however, the current methods to develop these models are not well-established nor well documented, and therefore require significant work for each case study. Furthermore, the lack of a standardized method to represent the water quantity portion limits the wide-scale application of such models for water quality studies. Although research is required to further develop and optimize all methodologies involved with building Integrated Urban Wastewater System (IUWS) models, this project focuses on the simplified catchment and sewer conceptual models for water quantity. The objective of this study was to develop a structured procedure to translate detailed hydrologic and hydraulic models into the simplified conceptual models used in IUWS modelling. The aim was to improve repeatability, flexibility and efficiency of the general approach, regardless of chosen modelling platforms. This task was achieved by extracting the key steps and considerations while building two simplified conceptual models of a case study in central Ottawa, Canada. The central urban portion (6,400 ha) of a calibrated detailed PCSWMM model of the City of Ottawa, containing a mix of separated, partially-separated and combined sewer areas, was used as the reference model in this case study. The main task involved determining how to translate this detailed model into simplified conceptual models, using WEST as the platform, in a structured, systematic and repeatable way. The resultant developed procedure follows a similar sequence as the protocols reviewed in the literature review, while taking into consideration specifics related to aggregating catchments and sewers. The four main phases of this thesis are Project Definition, Model Development, Calibration and Validation. Two versions of the lumped model were created; the first was created with a certain level of aggregation, while the second was a further aggregation of the first model, resulting in about half the number of blocks and reservoirs. Both models were calibrated and compared to the detailed model as well as to each other. The simulation results showed that the volume and dynamics (ie. the shape of the hydrographs) of the conceptual models emulated those of the detailed model well (< < 10% differences), while providing a significant reduction in simulation-time speed-up (10 to 80 times faster than the detailed model). The simulation time reduction in the more aggregated model was not equivalent to the increased level of aggregation, mostly due to the fixed amount of basic calculation required in each model. As generally expected, larger but acceptable differences were found during the validation period compared to the calibration period. These differences were attributed to several factors, such as the lack of a long-time series calibration, oversimplified representations of special structures, the different mechanisms in the detailed and conceptual models used to represent wet weather flow, and the configuration of the model code. Overall, the validation was successful given the fact that the calibration was performed using events whereas the validation used an extended time series of 45 days. In general, the devised procedure helped reduce the manual labour associated with building a model and structured the approach to build the conceptual models. General findings from the various identified phases were also documented throughout the model building process. In the Project Definition phase, the conceptual model’s objectives guided the method of model development and calibration. The catchments and sewers were delineated concurrently in the Model Development phase, while taking into consideration the locations of the key hydraulic structures, raingauges and overflows. The Calibration phase allowed for the most systematic advancement of the model build, given that a good calibration order was defined and a limited set of parameters was targeted in each successive run. The Validation phase proved critical in pinpointing deficiencies in the initial assumptions and calibrated values, thus determining whether the model is ready for use or needs to be modified through one of the preceding phases. An efficient and structured procedure that translates catchment and sewer representations from detailed to conceptual models in IUWS was developed and successfully applied to a case study. As demonstrated in this project, applying the proposed structured procedure will lead to the efficient development of representative IUWS models, thus increasing their potential use to test real-life scenarios. To challenge and improve the formulated procedure, applying it to multiple case studies is recommended.

L’approche de gestion intégrée de l’eau par bassin versant est un nouveau modèle de gestion favorisée par l’État québécois afin de permettre une meilleure coordination des efforts liés à l’eau et ainsi de pallier aux difficultés rencontrées par l’ancien modèle de gestion sectorielle. L’organisme de bassin versant (OBV), structure désignée pour mettre en œuvre ce modèle, est constitué des principaux acteurs de l’eau et est également un lieu de mise en action des valeurs et des représentations sociales. Inspirée par une nouvelle approche de gouvernance de l’eau, cette recherche vise à examiner, à travers les pratiques et les discours de gestion, les valeurs et les représentations sociales véhiculées sur l’eau et sur sa gestion par différents groupes d’acteurs sociaux présents au sein d’une OBV. Le cas le l’OBV de la CARA sera mis en lumière à partir des points de vue d’acteurs issus des secteurs forêt-faune, agricole et riverain.