Projet de recherche P6/13 (Action de recherche P6)
Le projet de recherche TIMOTHY est soumis par un consortium interdisciplinaire formé de microbiologistes, biogéochimistes, bioingénieurs, hydro-géologues, physiciens, et des spécialistes de la modélisation ecologique ainsi que des économistes environnementaux, et dont les activités de recherche visent à comprendre les modifications du fonctionnement des systèmes aquatiques en réponse aux changements anthropiques et climatiques.
L’objectif général du projet vise à développer, valider et appliquer des outils permettant de décrire et évaluer les changements passés (jusqu’aux années 1970 pour les données quantitatives plusieurs siècles en arrière pour ce qui est de la compréhension de la formation du paysage), présents et futurs (à l’horizon 2050) de la qualité des eaux continentales souterraines et de surface et marines côtières et de relier ceux-ci aux modifications des activités humaines sur le bassin versant. L’approche méthodologique comprendra et combinera la compilation de données historiques et l’acquisition de nouvelles données de terrain, l’étude de processus et des développements expérimentaux et numériques. Ce projet vise les objectifs spécifiques suivants :
1. La mise en œuvre et la validation d’une série de modèles couplés physico-biogéochimiques décrivant les sources et le devenir (transfert, transformation, rétention) des nutriments (azote, phosphore, silice) et de polluants clefs [métaux (cadmium, cuivre), xénobiotiques (PAHs, PCBs, dioxines), pathogènes (bactéries fécales)] le long du continuum aquatique continent-océan, en réponse aux changements anthropiques et naturels.
2. Le développement de nouveaux indicateurs biogéochimiques (dont les très prometteurs isotopes du Si et du Mg) pour tracer l’impact de l’activité humaine le long du continuum continent-océan.
3. L’utilisation d’indicateurs biologiques et géochimiques, existants et récemment développés, pour caractériser le niveau de qualité modélisé des eaux souterraines et de surface, et des eaux côtières marines.
4. La construction de scenarios comprenant ceux prévus par l’application des états membres de l’UE de la Directive Cadre sur l’Eau pour 2015, les scenarios du « Millennium Ecosystem Assessment 4 (http://www.maweb.org/en/index.aspx) pour 2030 et 2050 ainsi que les effets locaux attendus du changement climatique.
5. L’identification et l’évaluation de l’impact socio-économique de la pollution actuelle des eaux et l‘estimation des coûts nécessaire pour atteindre les objectifs de qualité fixés.
Comme premier site d’application de notre méthodologie nous avons choisi le bassin hydrographique de l’Escaut et les zones côtières adjacentes de la Manche orientale et de la Baie Sud de la Mer du Nord. L’échelle de temps couvrira presqu’un siècle, depuis les années 1970 jusqu’aux 50 prochaines années. Notre choix est motivé par les importants développements de l’industrie, de l’agriculture et des activités domestiques qui ont suivi la seconde guerre mondiale et qui ont eu un impact négatif sur le niveau de pollution des eaux souterraines et de surface ainsi que sur l’eutrophisation et la contamination des zones côtières réceptrices. Il se justifie également par l’amélioration attendue de la qualité de l’eau faisant suite à l’application de la Directive Cadre sur l’Eau de l’UE (200/60/CE). Choisir le bassin de l’Escaut et les zones marines adjacentes comme site d’étude test est aussi justifié par la disponibilité de larges bases de données, l’existence de modèles déterministes performants pour les différents hydrosystèmes qui composent le continuum aquatique Escaut-zone côtière belge et mer du Nord et l’existence d’une grande connaissance de cette zone acquise par les différentes équipes depuis les années 1970. Une fois validé sur le bassin de l’Escaut, la méthodologie proposée pourra être appliquée à d’autres continuums aquatiques continent-zone côtière.
