Bassins représentatifs, bassins expérimentaux
La méthode expérimentale, dans le contexte les Sciences de la Vie, n’est pas possible en hydrologie, tout du moins en milieu «naturel»: on ne maîtrise jamais l’ensemble des paramètres du cycle de l’eau, même à l’échelle d’un petit bassin versant. Pourtant, l’expérimentation est possible, si elle utilise d’autres voies. Elle est mise en œuvre lorsqu’on veut étudier les conséquences d’un facteur précis sur le cycle de l’eau : ce sera presque toujours l’occupation ou la gestion des sols, souvent la présence ou la disparition de la forêt. L’approche expérimentale est alors basée sur la comparaison de deux situations qu’on suppose identiques, sauf du point de vue du facteur dont on cherche à estimer le rôle. De telles études se font à partir de bassins dits « expérimentaux» ou « d’investigation », mais qui se veulent souvent aussi « représentatifs ».
Le bassin «représentatif»
En pratique, on applique maintenant le terme global de BVRE (bassin versant représentatif et expérimental) à tout petit bassin instrumenté servant de support à des recherches en hydrologie. Des approches conceptuellement différentes conduisent à classer les recherches menées à partir de BVRE en trois types principaux (tableau ci- dessous) :
Les trois principaux types de recherches menées à partir de BVRE
L’expérimentation porte sur un seul bassin. Avant d’y introduire des modifications d’usage du sol, le comportement hydrologique du bassin considéré est étudié pendant une période de référence ; des relations sont établies entre les valeurs de débits et les données météorologiques. Ces relations sont ensuite utilisées pour estimer les débits qui auraient dû se produire s’il n’y avait pas eu de modifications. La comparaison avec les valeurs observées donne une mesure de l’effet des perturbations. Le problème, dans ce cas, est de pouvoir prendre en compte valablement le poids des différences climatiques entre les deux périodes.
La méthode des bassins doubles (on dit quelquefois « appariés ») est généralement préférée, quand elle est possible. Deux bassins considérés comme semblables, et ne différant que par leur type d’occupation, sont étudiés en parallèle. Les différences de comportement hydrologique sont attribuées essentiellement aux différences d’occupation. L’avantage de cette méthode est de ne pas être biaisée par les facteurs.climatiques, qui sont identiques puisque les études sont simultanées. En contrepartie, il est évident que la similitude des bassins est toujours sujette à caution,
L’approche la plus satisfaisante est alors une combinaison de ces deux approches. Deux bassins versants, aussi semblables que possible à tous points de vue, sont suivis en parallèle pendant la période de référence : il est envisageable alors de connaître les différences initiales de comportement hydrologique. Lors d’une modification expérimentale, il sera possible de faire la part de cette modification dans les écarts de comportement observés, en les comparant aux écarts de comportement hydrologique initiaux.
Il existe ou a existé probablement plusieurs centaines de BVRE dans le monde. En France, les premiers ont été équipés par EDF dans les années 1950 pour y mener des études de ressources en eau (à partir de relations pluies-débits) à des fins hydroélectriques. La démarche était alors plus proche du bassin représentatif qu’expérimental, dans la mesure où il n’y avait, en général, pas de modifications volontaires. Ce type de bassin a pourtant été utilisé pour des recherches portant sur les processus d’écoulement puisque c’est à partir de l’étude de la formation des crues dans le petit bassin EDF d’Alrance, d’un peu plus de 3 km2 dans le sud du Massif central, que Cappus, en 1960 a proposé la théorie – révolutionnaire pour l’époque – dite des « aires contributives ». En France, le dispositif de BVRE comporte environ une douzaine de bassins ruraux, assez inégalement répartis .
Le plus ancien est celui de l’Orgeval, en Brie, crée par le Cerafer (devenu, depuis, le Cemagref) en 1962 et suivi depuis cette date.
Vidéo : Bassins représentatifs, bassins expérimentaux
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