Projet ANR-11-CEPL-0012 – COQUEIRAL : COntraintes sur la Qualité de l'Eau dans l'environnement urbaIn de Recife. Comment faire face à la sALinisation et à la contamination des eaux souterraines dans les contextes de changements environnementaux planétaires et sociétaux.
Programme : Changements Environnementaux Planétaires et Sociétés (CEP&S)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Emmanuelle PETELET-GIRAUD (BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES - BRGM)
Partenaires : APAC BRESIL  Agencia Pernambucana de Águas e Clima BRESIL; Bureau de recherches géologiques et minières; CPRM BRESIL  Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais BRESIL; GEO-HYD; National Institute for Space Research; USP BRESIL  Universidade de São Paulo BRESIL; Universidade Federal de Pernambuco; Centre de Recherche Individus Épreuves Sociétés; Géosciences Rennes; Centre Armoricain de Recherche en Environnement
Montant : 499172.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Impact des changements planétaires et sociétaux sur la qualité des eaux souterraines côtièresLa pression démographique croissante en zone côtière induit une dégradation des ressources en eau, i.e. baisse des niveaux piézométriques, salinisation et contamination des eaux souterraines. Le projet COQUEIRAL propose de mieux contraindre ces mécanismes de dégradations (salinisation/contamination) à travers le filtre sociétal et structurel, via l’exemple de Recife (BR).
Améliorer la gestion des aquifères côtiers sous contrainte de l’évolution climatique et sociétaleLa Région Métropolitaine de Recife apparaît ainsi comme un «point chaud» typique illustrant les problèmes des pays émergents, tels que l'urbanisation, la répartition inégale de la richesse, la faiblesse des structures décisionnelles, les développements industriel et touristique rapides, induisant des pressions fortes sur les ressources en eau (quantité et qualité) dans le contexte des changements globaux sociétaux et environnementaux. Le projet COQUEIRAL propose d’étudier l'impact des activités humaines sur les aquifères côtiers surexploités selon 3 axes principaux : (1) l'analyse des pressions sur les ressources en eau souterraine et leurs raisons sociales et structurelles, (2) l'identification des sources et des mécanismes de la dégradation des ressources en eau souterraine en termes de qualité et de quantité, et (3) l’évaluation des impacts des changements globaux sur les ressources en eau à l’échelle régionale. COQUEIRAL traitera aussi la dégradation de ces ressources en eau en questionnant les conditions spécifiques d’urbanisation et d'administration de l'eau à Recife à plusieurs niveaux: (1) macro-sociologique de l'enjeu politique et institutionnel de gestion de l'eau(2) méso-sociologique des enjeux collectifs de l'eau et leurs perceptions, et (3) micro-sociologique, avec l'utilisation des représentations et les pratiques individuelles et collectives de l'eau. Dans le but d'améliorer les outils de gestion existants, COQUEIRAL proposera les grandes lignes de meilleures pratiques, basées sur des scénarios de l'évolution des ressources en eau souterraine issus des scenarios climatiques et sociologiques développés dans le projet.
Une approche couplée Sciences Sociales et Géosciences pour la gestion des aquifères côtiersLa démarche consiste en (1) l’acquisition de données qualitatives liées à l’urbanisation et aux modes de gestion et d’administration de l’eau à Recife en combinant les approches de terrain en sociologie, anthropologie et géographie urbaine, et en couvrant toutes les échelles, i.e. de l’individu dans sa perception de l’eau au quotidien, jusqu’aux enjeux politiques et institutionnel de la gestion de l’eau. (2) parallèlement à l'acquisition de nouvelles données géologiques, hydrologiques et hydrogéologiques, COQUEIRAL élaborera des méthodes pour déterminer (i) l'origine et les processus de salinisation, fondées sur une approche multi-traceurs (géochimiques et isotopiques : delta18O, delta2H, 87Sr/86Sr, 206Pb/204Pb, delta11B, delta34S-SO4, delta18O-SO4), pour identifier les sources et les voies de contamination, et pour évaluer le temps de séjour des eaux dans le système aquifère (CFC, SF6, 14C), et (ii) l’origine des contaminations inorganiques. (3) Sur la base des contraintes dérivées de cette approche, des modèles hydrogéologiques conceptuel et numérique tridimensionnel seront élaborés pour appréhender le fonctionnement du système aquifère dans son contexte sociétal et sous l'influence de son environnement. (6) Les scénarios climatiques élaborés à l’échelle régionale ainsi que les scenarios prospectifs de l’évolution démographique et de l’urbanisation seront intégrés au modèle hydrogéologique pour produire des scénarios d'évolution des ressources en eau souterraine de la RMR.
Résumé de la soumission : En raison d'une pression démographique croissante, la région métropolitaine de Recife (RMR, 5ème région métropolitaine du Brésil), a subi d’importants changements d'utilisation des terres et de l’eau au cours des dernières décennies. Ces évolutions ont généré de nombreuses conséquences sur l'environnement, comme une baisse spectaculaire des niveaux piézométriques, la salinisation et la contamination des eaux souterraines. Cette dégradation des ressources naturelles est liée à l'augmentation de la demande en eau, ponctuellement amplifiée par des périodes de sécheresse induisant la construction de milliers de puits privés, et entravant les solutions politiques. La RMR apparaît ainsi comme un «point chaud» typique illustrant les problèmes des pays émergents tels que l'urbanisation, la répartition inégale de la richesse, la faiblesse des structures décisionnelles, les rapides développements industriel et touristique, induisant des pressions fortes sur les ressources en eau (quantité et qualité) dans le contexte des changements globaux sociétaux et environnementaux. Ainsi, le projet COQUEIRAL propose un programme de recherche interdisciplinaire visant à étudier l'impact des activités humaines sur les aquifères côtiers surexploités. Le projet est structuré en 3 principaux axes : (1) l'analyse des pressions sur les ressources en eau souterraine et leurs raisons sociales et structurelles, (2) l'identification des sources et des mécanismes de la dégradation des ressources en eau souterraine en termes de qualité et de quantité, en se concentrant sur les processus physiques et chimiques en tant que vecteurs de la réaction du système aux pressions extérieures et (3) l’évaluation des impacts des changements globaux sur les ressources en eau à l’échelle régionale. COQUEIRAL traitera de la dégradation des ressources en eau souterraines en questionnant les conditions spécifiques d’urbanisation et d'administration de l'eau à Recife à plusieurs niveaux: le niveau macro-sociologique de l'enjeu politique et institutionnel de gestion de l'eau, le niveau méso-sociologique des enjeux collectifs de l'eau et leurs perceptions, et le niveau micro-sociologique, avec l'utilisation des représentations et les pratiques individuelles et collectives de l'eau. Parallèlement à l'acquisition de nouvelles données géologiques, hydrologiques et hydrogéologiques, COQUEIRAL élaborera des méthodes pour déterminer l'origine et les processus de salinisation, fondées sur une approche multi-traceurs, pour identifier des sources et des voies de contamination, et pour évaluer le temps de séjour des eaux dans le système aquifère. Sur la base des contraintes dérivées de cette approche, des modèles hydrogéologiques conceptuel et numérique tridimensionnel seront élaborés pour appréhender le fonctionnement du système aquifère dans son contexte sociétal et sous l'influence de son environnement. Dans le but d'améliorer les outils de gestion existants, COQUEIRAL proposera les grandes lignes de meilleures pratiques, basées sur des scénarios de l'évolution des ressources en eau souterraine issus des scenarios climatiques et sociologiques développés dans le projet. La gestion des ressources en eau étant un point incontournable pour le développement régional, COQUEIRAL partagera les résultats de ce travail interdisciplinaire avec l’ensemble des acteurs concernés, à travers une variété de réseaux, y compris une exposition photographique. Les résultats obtenus dans le cadre spécifique de la région métropolitaine de Recife sont en grande partie transposables à des contextes similaires de «points chauds» de pressions humaine et climatique sur les ressources en eau souterraine dans les pays émergents. Au niveau français, le projet comprend également une PME comme partenaire (Geo-Hyd) et servira d’exemple pour de futures collaborations avec des entreprises régionales à une échelle internationale. Le projet demande la labellisation par le pôle de compétitivité DREAM.
Résultats : Le principal résultat attendu sera de proposer des méthodes pour améliorer les outils de gestion existants et des grandes lignes pour de meilleures pratiques de gestion de l’eau, en se basant et en croisant les résultats obtenus sur (1) la déterminer des origines et des processus de salinisation des aquifères, (2) le traçage des sources de pollutions inorganiques, (3) l’évaluation des temps de résidences des eaux dans les différents niveaux aquifères, (4) la création d’une base de données interopérable connectée aux outils SIG, (5) la modélisation des systèmes aquifères (modèles conceptuel et numérique 3D), (6) les usages et les perceptions de l’eau à différentes échelles et enfin (7) les scénarios d'évolution des ressources en eaux souterraines résultant des scénarios sociologiques et climatiques.
Il existe un fort intérêt local et régional dans les résultats du projet en raison du problème crucial abordé : les ressources en eau dans un contexte de croissance démographique et avec un accès à l'eau inégal. Les résultats seront largement diffusés vers différents interlocuteurs, allant de l’individu aux autorités locales et gestionnaires de l'eau, en utilisant divers moyens de communication, un site Web dédié, des réunions publiques, brochures, livre photographique, etc. Les résultats scientifiques dans les disciplines couvertes feront l’objet de publications dans des revues avec comité de lecture.
Perspectives : La perspective finale du projet, en plus des grandes lignes pour de meilleures pratiques de gestion de l’eau, est de délivrer un panel d’outils (bases de données interopérables, modèle hydrogéologique 3D couplé SIG, scénarios d’évolution… ) issus des approches multidisciplinaires développées dans le projet. Ces outils intégrateurs, volontairement évolutifs, pourront être nourris et adaptés en servant de base aux travaux futurs, sans perte de la capitalisation des travaux antérieurs et des résultats obtenus dans ce projet. A travers l’exemple développé à Recife, la perspective du projet est de démontrer la pertinence de développer des approches couplées intégrant l’humain au cœur des problématiques scientifiques environnementales.
Publications et brevets : Deux présentations ont été réalisées dans des congrès spécialisés. L’une au Brésil lors de la 22nd SWIM Conférence dédiée à la problématique de la salinisation des aquifères côtiers, l’autre en France  lors du colloque du Comité Français d’Hydrogéologie et de l’Association Internationale des Hydrogéologues dédié aux ressources et à la gestion des aquifères littoraux dans le cadre du 6ème forum mondial de l’eau