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OSUG - Terre Univers Environnement

Les valeurs de l’eau de stockage : une signature climatologique du déséquilibre temporelle entre ressource et demande

Thèse de Baptiste FRANCOIS soutenue en 2013

10 novembre 2016 ( maj : 22 décembre 2016 )

Encadrements : JD Creutin, B. Hingray, F. Hendrickx (EdF/LNHE)

Les bassins de montagne fournissent la majeure partie du potentiel européen pour la production d’hydroélectricité. La plupart des barrages alpins ont été initialement implantés pour gérer, par des opérations de stockage/déstockage, la forte inadéquation temporelle entre cette ressource et la demande correspondante. Aujourd’hui, les variations de stock visent à atteindre, sous diverses contraintes, le meilleur équilibre socio-économique possible entre ressource et demande, pour satisfaire aussi différents autres usages de la ressource, souvent en compétition (irrigation, loisir, mitigation des étiages et des inondations).

L’organisation temporelle, sur la période considérée, du schéma optimal de stockage constitue une signature classique de l’adéquation entre la ressource et la demande, pour le contexte socio-climatique considéré. L’identification du schéma optimal de stockage pour un contexte donné peut être réalisée a posteriori grâce à la programmation dynamique déterministe. Cette technique d’optimisation permet aussi d’estimer la valeur économique marginale de l’eau stockée dans le réservoir. Nous montrons que l’organisation temporelle de la valeur de l’eau de stockage fournit une signature additionnelle très informative permettant de mieux comprendre la signature de stockage optimal et de mettre en évidence les différents facteurs qui la déterminent, dont l’inadéquation temporelle entre ressource et de-mande.

Cette approche a été développée et appliquée dans le projet ANR RIWER2030 pour estimer l’impact du change-ment climatique sur le régime hydrologique du bassin supérieur de la Durance et sur la gestion d’une configuration simplifiée du barrage de Serre-Ponçon (http://www.lthe.fr/RIWER2030/). Les signatures de stock et de valeur de l’eau ont été déterminées sous différents scénarios hydro-climatiques futurs régionaux (modification du climat régional, v. Encadré A-HMCI-10 + modification de l’intensité des usages). Elles montrent que l’inadéquation temporelle entre ressource et demande est très sensible au scénario. Elles suggèrent qu’il sera nécessaire de modifier considérablement la stratégie de gestion de l’ouvrage à l’horizon 2050, e.g. par un démarrage anticipé de la phase de remplissage printanière du fait de l’avancée de l’onde de fonte nival et de l’augmentation de la demande estivale en hydroélectricité (climatisation).

Régimes hydrologiques actuel et futurs de la Durance supérieure sous divers scénarios de précipitation (ΔP) et de température (ΔT)

Signatures de stockage optimal

Signatures des valeurs de l’eau correspondantes pour un niveau de remplissage moyen de la retenue