# Un outil d'aide à la décision pour élaborer une stratégie collective de sécurisation de l'AEP

Noémie Neverre, Cyril Bourgeois, Alexandre Boisson, Jean-Daniel Rinaudo

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Noémie Neverre, Cyril Bourgeois, Alexandre Boisson, Jean-Daniel Rinaudo. Un outil d'aide à la décision pour élaborer une stratégie collective de sécurisation de l'AEP. TSM. Techniques Sciences Méthodes – Génie urbain, génie rural, 2025, TSM 4 2025, pp.47-59. 10.36904/tsm/20250447. hal-05076709

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Submitted on 21 May 2025

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# Un outil d'aide à la décision pour élaborer une stratégie collective de sécurisation de l'AEP

## A decision-support tool for developing a collective strategy for drinking water security

■ N. NEVERRE<fnref n="1" />,<fnref n="2" />*, C. BOURGEOIS<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, A. BOISSON<fnref n="3" />, J.-D. RINAUDO<fnref n="1" />,<fnref n="2" />

Projet présenté au 103ᵉ congrès de l'Astee - Quimper 2024

**Mots-clés:**
Eau potable
Changement climatique
Modèle hydro-économique
Bilan ressources-besoins
Aide à la décision
Modélisation participative
Adaptation

**RÉSUMÉ**

Les tensions croissantes sur les ressources en eau posent de nouveaux défis aux acteurs de l'alimentation en eau potable (AEP), les invitant à réfléchir collectivement à une échelle plus large que celle à laquelle ils fonctionnent actuellement. Pour accompagner ces évolutions, cet article propose une démarche d'aide à la décision originale, combinant approche participative et modélisation. La démarche s'appuie sur la co-construction et l'utilisation participative d'un modèle hydro-économique simulant le fonctionnement du système d'approvisionnement en eau potable, prenant en compte les interdépendances entre les collectivités (ressources partagées, interconnexions). L'approche permet d'explorer différents scénarios prospectifs pour réfléchir de façon collective à la sécurisation de l'AEP à une échelle pertinente. La démarche a été mise en œuvre dans le Sud-Finistère, mobilisant les différents acteurs de la gestion de l'eau potable du territoire. Elle a permis de construire une vision partagée des enjeux de gestion de l'AEP sur le territoire, d'anticiper et de quantifier les déficits ressources-besoins des collectivités pour différents scénarios d'évolutions futures co-construits avec les parties prenantes. Différents types de résultats et d'indicateurs, notamment des cartographies, sont analysables en sortie de simulation pour identifier les éventuels facteurs limitants et points de blocage. Face à ces diagnostics, la démarche a permis d'évaluer l'efficacité de multiples mesures et combinaisons de mesures d'adaptation proposées par les acteurs. Les simulations fournissent une base d'information objective sur les effets attendus des mesures, facilitant le dialogue entre des parties prenantes pouvant avoir des *a priori* divergents quant à leur efficacité, et alimentant ainsi la réflexion sur les actions à entreprendre pour orienter favorablement l'avenir. La démarche proposée a été évaluée positivement par les participants. Elle est reproductible sur d'autres territoires.

**Keywords:**
Drinking water
Climate change
Hydro-economic model
Supply-demand balance
Decision support
Participatory modelling
Adaptation

**ABSTRACT**

Growing pressure on water resources is posing new challenges for stakeholders in the drinking water supply (DWS) sector, calling on them to think collectively on a larger scale than that on which they currently operate. To support these evolutions, the present article proposes an original decision-support approach, combining a participatory approach and modeling. The approach is based on the co-construction and participatory use of a hydro-economic model simulating the operation of the drinking water supply system, taking into account interdependencies between drinking water supply management entities (through shared resources and interconnection infrastructure). This approach makes it possible to explore different prospective scenarios, to collectively plan for future drinking water supply security on a relevant scale. The approach was implemented in Sud-Finistère (Brittany, France), engaging the different stakeholders involved with drinking water management in the region. It has built a shared vision of the challenges facing drinking water management in the region, and quantified the future water deficits for different prospective scenarios co-constructed with stakeholders. Various types of results and indicators, notably maps, are available for analysis to identify any limiting factors and bottlenecks. Building on these diagnoses, the approach has made it possible to assess the effectiveness of multiple adaptation measures and combinations of measures co-constructed by stakeholders. The simulations provide objective information on the expected effects of the measures, facilitating dialogue between stakeholders who may have differing preconceptions as to their effectiveness, thereby fuelling collective planning on the actions to be implemented to secure future drinking water security. The proposed approach was positively evaluated by the participants. It is replicable in other regions where needed.

## Introduction

Les systèmes d'alimentation en eau potable (AEP) à travers le monde font face à des défis croissants, notamment la réduction de la disponibilité des ressources en eau et

les problématiques de qualité, accentués par le changement climatique [WANG et al., 2018a; LEVEQUE et al., 2021; BERTELS et WILLEMS, 2022]. Beaucoup doivent également répondre à une demande croissante en eau potable, alimentée par la croissance démographique, le développement économique et des modes de vie

<footnote n="1">¹ BRGM - Université de Montpellier - Montpellier</footnote>

<footnote n="2">² 2G-Eau - UMR 183 - INRAE - CIRAD - IRD-AgroParisTech - Institut Agro Montpellier - BRGM - Montpellier</footnote>

<footnote n="3">³ BRGM, 2 rue de Jouanet, 35700 Rennes</footnote>

<footnote>* Auteur correspondant – Courriel : n.neverre@brgm.fr</footnote>
plus gourmands en eau [BORETTI et ROSA, 2019], une augmentation de la demande touristique [REYES et al., 2017], ou par le changement climatique [WANG et al., 2018b]. Dans ce contexte, il est à craindre que les systèmes d'approvisionnement et les infrastructures existantes ne soient pas suffisants à l'avenir. Il est nécessaire d'anticiper les besoins de sécurisation de l'approvisionnement en eau potable.

En France, une succession d'années sèches et des situations de reprise de la demande en eau après des années de tendance à la baisse ou de stabilisation [RIVALLAN et al., 2022] incitent les collectivités à anticiper l'avenir en réalisant des bilans ressources-besoins. Ces bilans sont généralement élaborés à l'échelle de chaque établissement public de coopération intercommunale (EPCI) ayant compétence en matière d'AEP. Cependant, des situations d'interdépendance (voire de concurrence) existent entre différents EPCI utilisant des ressources communes (aquifères, barrages, etc.) ou des infrastructures d'interconnexion. L'évaluation devrait ainsi être réalisée à une échelle territoriale pertinente, englobant l'ensemble des collectivités interdépendantes. Cette échelle pertinente ne correspond alors pas à une entité administrative existante. Elle concerne plusieurs types d'acteurs dont les champs d'action s'articulent à des échelles emboîtées (EPCI, syndicats, bassins versants, etc.). Ces acteurs, souvent peu habitués à travailler ensemble, prennent leurs décisions de manière indépendante au sein de leur périmètre d'action et ne perçoivent pas forcément leurs interdépendances ni les répercussions mutuelles de leurs actions. Il y a donc intérêt à réfléchir collectivement pour aborder les défis à venir de manière plus efficace.

Ces problématiques se retrouvent dans le Sud-Finistère (figure 1). Six EPCI disposant principalement de ressources souterraines peu profondes, dont la productivité diminue en été, s'appuient sur un syndicat de production, le Syndicat mixte de l'Aulne (SMA), pour sécuriser leur approvisionnement en eau potable grâce à la rivière Aulne. Cependant, l'augmentation de la demande en eau et la raréfaction des ressources locales, confrontées à des étiages prolongés et des problématiques de qualité, entraînent une hausse des besoins de sécurisation de chacun des EPCI auprès du SMA. Or la ressource de l'Aulne n'est pas illimitée, elle est tributaire du volume de stockage disponible en soutien d'étiage, du débit objectif d'étiage à respecter, de l'impact potentiel du changement climatique sur les débits, etc. Dans ces conditions, il n'est pas certain que le SMA pourra répondre aux besoins de sécurisation de l'ensemble de ses membres à l'avenir et que l'approvisionnement en eau potable du territoire sera garanti. Cette situation appelle à une planification collective à l'échelle de l'ensemble du territoire.

Pour accompagner cette réflexion collective, cet article propose une démarche d'aide à la décision originale, combinant approche participative et modélisation. La démarche s'appuie sur la co-construction et l'utilisation participative d'un modèle hydro-économique [GRÉMONT et al., 2015] simulant le fonctionnement du système d'approvisionnement en eau potable du territoire [NEVERRE, 2024], permettant ainsi d'explorer collectivement différents scénarios prospectifs.

Ce modèle s'inspire des modèles d'expansion de capacité de production (« capacity expansion models »)

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1. Carte du territoire du Sud-Finistère sécurisé par le Syndicat mixte de l'Aulne (SMA)</figcaption></figure>
développés en Angleterre pour de grands systèmes régionaux d'approvisionnement en eau [PADULA et al., 2013; MATROSOV et al., 2013]. Ces modèles aident à sélectionner des mesures pour répondre aux besoins en eau à horizon 20-30 ans. Ces modèles avancés d'aide à la décision sont possibles dans le contexte anglais, où quelques compagnies opèrent en tant que monopoles à l'échelle régionale et ont un long historique de collaboration [PADULA et al., 2013]. L'originalité de la démarche proposée ici est double. Premièrement, il s'agit de parvenir à élaborer un tel outil d'aide à la décision dans un contexte de gestion non centralisée. Grâce à la mise en œuvre d'une approche de modélisation participative, la démarche doit permettre de construire et d'utiliser le modèle avec des parties prenantes non spécialistes, qui n'ont pas l'habitude de collaborer entre elles, qui connaissent seulement une sous-partie du système et disposent de données limitées et hétérogènes. Les connaissances locales partielles sont intégrées dans l'outil de modélisation et améliorent ainsi la compréhension collective du système. Deuxièmement, alors que les modèles d'expansion de capacité visent à fournir directement au gestionnaire unique un portefeuille de solutions pour répondre aux besoins futurs en eau potable, la démarche proposée ici doit également offrir des évaluations quantifiées de l'impact de scénarios futurs en l'absence d'adaptation. Construire un diagnostic partagé des risques de pénurie et des besoins de sécurisation est un préalable essentiel avant de pouvoir élaborer une stratégie collective d'adaptation basée sur ce diagnostic.

Cet article présente les étapes de la démarche participative et de la construction du modèle, puis illustre son application pour anticiper les déficits ressources-besoins futurs et évaluer l'efficacité de mesures de sécurisation dans le Sud-Finistère. Plutôt que de constituer une étude de cas approfondie, l'article est conçu comme un démonstrateur du potentiel de l'outil d'aide à la décision.

# 1. Méthode

## 1.1. La démarche de modélisation participative

La démarche proposée comporte une phase d'enquête préliminaire, la co-construction du modèle hydro-économique de l'approvisionnement en eau potable du territoire [NEVERRE, 2024], et une succession de quatre ateliers participatifs (figure 2).

L'enquête préliminaire permet de recueillir les perceptions individuelles des acteurs locaux sur les enjeux liés à la gestion de l'eau sur le territoire ; de définir la composition du groupe de travail qui participera aux ateliers, regroupant tous les acteurs concernés par la gestion de l'eau sur le territoire ; et de collecter les premières données nécessaires à l'élaboration du modèle. Ainsi, sur le territoire du Sud-Finistère, le groupe de travail a rassemblé des représentants et représentantes des EPCI du territoire, du SMA, du département du Finistère, des schémas d'aménagement et de gestion des eaux (SAGE) du territoire, dont celui de l'Aulne (Epaga), de l'agence de l'eau Loire-Bretagne, de l'agence régionale de santé et de la direction départementale des Territoires et de la Mer.

Le premier atelier a pour objectif d'aider les acteurs à construire une vision partagée des enjeux de la gestion de l'eau sur le territoire. Il repose sur la présentation des résultats de l'enquête préalable, en particulier les différentes perceptions des enjeux du territoire exprimées par les acteurs, et la mise à disposition d'informations objectives (données chiffrées, statistiques et cartes) visant à clarifier l'état des lieux du territoire et à faciliter la conciliation des perceptions divergentes. Cette étape de construction d'un état des lieux commun est essentielle avant d'envisager une projection collective dans l'avenir. En parallèle, le modèle hydro-économique de l'AEP intégrant ces informations continue d'être élaboré. Sa construction est décrite en détail dans la section suivante.

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

AEP : alimentation en eau potable.

<caption>Figure 2. Vue d'ensemble de la démarche de modélisation participative</caption>
Après avoir établi une vision partagée des enjeux du territoire lors du premier atelier, le deuxième atelier a pour objectif de définir des visions de l'avenir (demande en eau, disponibilité des ressources, etc.). Il s'agit d'é laborer des scénarios quantifiés, basés sur des hypothèses d'évolution qui peuvent varier d'une zone à l'autre du territoire, et qui pourront être simulés à l'aide du modèle. Pour chacun des facteurs de changement à venir, il sera possible de construire les scénarios futurs les plus probables. En outre, compte tenu des incertitudes, il est également pertinent d'évaluer la résilience du système face à des scénarios plus extrêmes. L'intérêt du modèle réside en effet dans sa capacité à simuler une multitude de scénarios et à explorer une large gamme de futurs possibles. Les scénarios co-construits seront ainsi simulés avec le modèle afin d'en analyser les impacts.

Face aux résultats de ces simulations et aux éventuelles vulnérabilités identifiées pour l'avenir de l'AEP sur le territoire, le troisième atelier participatif a pour objectif de co-construire diverses mesures de sécurisation. L'atelier s'organise en deux phases. Dans une première phase, les résultats de la simulation des scénarios prospectifs sont présentés et discutés en plénière. Cette étape permet de fournir aux participants une évaluation quantifiée et spatialement détaillée des problématiques auxquelles ils devront faire face dans chaque scénario (cf. Section 2.1.2). Dans une deuxième phase, des mesures de sécurisation sont élaborées pour faire face aux vulnérabilités diagnostiquées. Tout d'abord, un brains storming en plénière permet de dégager de grandes catégories de mesures de sécurisation possibles. Ensuite, la construction et la quantification de mesures

précises peuvent être réalisées au sein de sous-groupes de travail thématiques, fonctionnant selon un processus de type « world café », permettant à chaque participant de passer successivement d'un groupe à l'autre, enri chissant ainsi le travail des groupes précédents. Les me sures ainsi co-construites seront alors simulées avec le modèle pour en évaluer l'efficacité.

Enfin, le quatrième et dernier atelier a pour objectif d'amorcer les réflexions sur une stratégie de gestion collective, en s'appuyant sur les résultats des simulations des mesures de sécurisation. Cet atelier s'organise lui aussi en deux phases. Dans une première phase, les résultats des simulations sont présentés en plénière. Ils permettent d'évaluer l'efficacité de différentes mesures et combinaisons de mesures de sécurisation face à différents scénarios d'évolutions futures (cf. Section 2.2.2). Dans une deuxième phase, ces résultats sont mis en débat. Les participants peuvent exprimer leurs pré férences individuelles et identifier les mesures qu'ils considèrent prioritaires à mettre en œuvre. Pour les me sures faisant consensus, le groupe de travail peut aller jusqu'à définir les étapes concrètes nécessaires à leur mise en œuvre.

## 1.2. Construction du modèle hydro-économique de l'AEP du territoire

### 1.2.1. Représentation schématique du système et caractérisation de ses composantes

La première étape consiste à élaborer une représentation schématique du système d'approvisionnement en eau potable sur l'ensemble du territoire (figure 3), pre nant en compte les interdépendances existant entre les différentes unités de gestion (ressources communes,

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

SMA : Syndicat mixte de l'Aulne.

<caption>Figure 3. Schéma conceptuel du modèle du système d'approvisionnement en eau potable</caption>
interconnexions). Cela implique de recenser et de caractériser tous les éléments du système, en les représentant sous forme de nœuds (points de prélèvement, stations de traitement, unités de demande) et de liens (infrastructures de transport de l'eau entre les nœuds). Cette schématisation permet d'identifier quelles ressources peuvent être mobilisées pour répondre à quelles demandes, via quelles infrastructures.

En parallèle, il est nécessaire de caractériser toutes les contraintes affectant les capacités de production et d'approvisionnement (qu'il s'agisse de contraintes physiques, techniques, réglementaires, etc.). La schématisation s'accompagne donc de la création de bases de données décrivant les différents éléments du schéma (nœuds et liens). Pour chacun des points de prélèvement recensés, il s'agit de déterminer la nature de la ressource utilisée (cours d'eau, aquifère, etc.) et la capacité de pompage installée et autorisée. Les contraintes de gestion associées à la ressource, telles que des problèmes de qualité ou une baisse de disponibilité en période estivale, doivent également être caractérisées. Toutes les stations de traitement doivent également être recensées avec leurs caractéristiques spécifiques, telles que leur capacité de traitement et le type de traitement effectué (par exemple, désinfection simple, filtration au charbon, etc.). En ce qui concerne les « liens », il ne s'agit pas de représenter en détail toutes les canalisations individuelles, mais de caractériser la possibilité de transférer de l'eau d'un point à un autre. Pour chaque lien identifié, il est nécessaire de préciser les directions possibles du transfert ainsi que les éventuelles limitations de débit. La représentation schématique permet d'identifier des « unités de demande », c'est-à-dire des zones de demande en eau potable bénéficiant de sources d'approvisionnement homogènes. Ces unités peuvent correspondre à des communes, à des groupes de communes ou à des sous-parties de communes. Pour chaque unité, il convient de caractériser la demande en eau potable ainsi que le rendement des réseaux.

Sur le territoire du Sud-Finistère, cette représentation schématique du système effectuée en partenariat avec les acteurs du groupe de travail intègre 63 communes, 85 points de prélèvement, 47 stations de traitement, et 227 liens. Elle sert de base à l'architecture du modèle hydro-économique<fnref n="4" />, implémenté en langage informatique sous la forme d'un programme d'optimisation sous contraintes.

### 1.2.2. Définition du programme d'optimisation

Cette section présente les principes du programme d'optimisation en langage courant ; le détail des équations est consultable dans le rapport détaillé du projet [BOURGEOIS et al., 2023]. L'objectif du programme est de déterminer les volumes d'eau à prélever ainsi que leur distribution entre les différentes unités de demande, de façon à satisfaire au mieux la demande en eau potable, tout en respectant les contraintes relatives aux capacités de production et d'approvisionnement et en minimisant le coût total de l'approvisionnement. Le modèle fonctionne au pas de temps mensuel.

#### 1.2.2.1. Variables de décision

Les variables de décision sont de trois natures : 1) les prélèvements mensuels à effectuer au niveau de chacun des ouvrages de prélèvement du territoire ; 2) les volumes mensuels à lâcher des retenues ; 3) la répartition des volumes prélevés entre les différentes destina-tions desservies, via les infrastructures existantes.

#### 1.2.2.2. Contraintes

L'optimisation doit respecter un certain nombre de contraintes. Tout d'abord, le volume mensuel prélevé à un point de prélèvement doit rester inférieur ou égal à la capacité maximale de prélèvement en ce point, en prenant en compte à la fois la déclaration d'utilité publique (DUP), la capacité installée, la disponibilité de la ressource à ce moment de l'année, ou sa pollution éventuelle. De la même façon, le volume traité par une station de traitement doit rester inférieur ou égal à la capacité de la station. Enfin, afin de garantir la continuité des flux dans le système, une contrainte de conservation des volumes sur tous les nœuds intermédiaires du système (usines, réservoirs...) permet de s'assurer que les volumes sortant du nœud sont égaux aux volumes entrants.

#### 1.2.2.3. Fonction objectif

L'objectif du programme d'optimisation est la minimisation du coût total du schéma d'approvisionnement, c'est-à-dire la somme du coût d'approvisionnement et, de façon plus cruciale, du coût des situations de ruptures d'approvisionnement le cas échéant.

Le coût d'approvisionnement est modélisé à travers des fonctions de coût génériques associées au prélèvement, au traitement et au transport de l'eau. L'objectif n'est pas de calculer des coûts opérationnels précis, mais de favoriser les solutions d'approvisionnement les moins coûteuses. Concrètement, cela se traduit par des priorités telles que : privilégier une ressource peu profonde par rapport à une ressource très profonde, qui demande plus d'énergie pour le pompage; privilégier une

<footnote n="4">⁴ Il est important de noter qu'il s'agit d'un modèle exploratoire à moyen-long terme à des fins de prospective, pas d'un modèle opérationnel pour de la gestion à court terme. Le modèle hydro-économique n'intègre pas de modélisation hydraulique; les contraintes liées à l'hydraulique sont représentées de façon exogène (ex. : capacité maximale de transfert d'un point à un autre).</footnote>
ressource locale à une ressource lointaine ; privilégier une ressource de bonne qualité plutôt qu'une ressource nécessitant un traitement coûteux. Ainsi, lorsque plusieurs possibilités d'approvisionnement sont possibles, le modèle privilégiera la moins coûteuse.

L'objectif de satisfaire au mieux les demandes en eau potable est également pris en compte via une fonction de coût : le modèle cherche à minimiser les coûts liés aux situations de défaillance de l'approvisionnement. On considère le coût de la défaillance comme la perte d'utilité pour la population et les activités affectées, avec un coût croissant en fonction du volume d'eau manquant : le manque d'un premier mètre cube (ex. : impossibilité d'arroser sa pelouse) est moins pénalisant que celui des mètres cubes suivants (ex. : impossibilité de prendre une douche). En minimisant le coût total de la défaillance, le modèle cherchera ainsi à équilibrer l'allocation de l'eau disponible entre les différentes unités de demande interconnectées du territoire. S'il n'y a pas assez d'eau, il privilégiera une situation ou plusieurs unités sont confrontées à un léger manque, plutôt qu'une situation où une unité se retrouverait en pénurie totale. D'autres fonctions de pénalité peuvent aussi être intégrées pour refléter des objectifs de gestion spécifiques à chaque territoire, comme les coûts supplémentaires associés à l'achat d'eau auprès d'autres collectivités (coûts de transaction), afin de privilégier l'utilisation des ressources locales avant de recourir à des importations.

### 1.2.3. Caractérisation et représentation des dynamiques des ressources en eau

Pour définir les contraintes de disponibilité des ressources, différentes méthodes peuvent être utilisées en fonction du cas d'étude, selon le type de ressources, les problématiques de gestion rencontrées et les données disponibles [NEVERRE et al., 2019; NEVERRE et MATHEY, 2022; BOURGEOIS et al., 2023].

Sur le territoire du Sud-Finistère, deux approches ont été mobilisées [BOURGEOIS et al., 2023] : une pour les ressources souterraines, et une pour les ressources soutenues par une retenue en étiage, de façon à définir des contraintes relatives aux capacités maximales de prélèvement mensuel pour chaque point de captage.

Une étude hydrogéologique a été menée pour évaluer la diminution de la productivité des ressources souterraines durant l'été. Les résultats montrent que les puits et captages situés à faible profondeur (5 à 10 m) subissent des baisses significatives de productivité estivale, pouvant atteindre environ 50 %, tandis que les forages plus profonds (environ 100 m) sont nettement moins sensibles aux variations climatiques saisonnières. Les

pertes de productivité sont encore plus marquées en années sèches. L'étude hydrogéologique a ainsi permis de fournir au modèle des chroniques mensuelles de ratti os de productivité des ressources aux différents points de prélèvement, en année climatique moyenne et en année sèche.

Pour les ressources de surface soutenues par des retenues en étiage (notamment l'Aulne), le fonctionnement du soutien d'étiage a été représenté explicitement dans le modèle. Les volumes mensuels considérés comme disponibles pour prélèvement par le modèle sont les volumes maximums pouvant être prélevés tout en respectant le débit objectif d'étiage, prenant en compte le débit dans la rivière ainsi que le stock disponible dans la retenue.

### 1.2.4. Implication des acteurs dans la construction du modèle

L'intérêt d'impliquer les acteurs dans la construction du modèle est double. D'une part, cela permet d'intégrer leurs connaissances dans le modèle, afin de développer un outil aussi précis et fiable que possible. D'autre part, cela permet de renforcer leur confiance dans cet outil d'aide à la décision, de prendre conscience de ses capacités et de ses limites, afin de pouvoir l'utiliser comme support dans leurs réflexions.

Sur le territoire du Sud-Finistère, les différents acteurs du groupe de travail ont joué un rôle actif dans la conception et la validation de la représentation schématique des ressources, infrastructures, besoins en eau et contraintes de gestion au sein du modèle. Ils ont également contribué à la collecte et à la validation des données et hypothèses associées. Des réunions de travail bilatérales ont été organisées avec certains acteurs particuliers pour co-construire la modélisation de composantes spécifiques du système (ex. : la représentation du soutien d'étiage de l'Aulne, en collaboration avec l'Epaga).

Une fois les premiers résultats de simulations présentés, les acteurs ont spontanément remis en question certaines données et schémas lors de l'analyse des résultats, ce qui a conduit à quelques rectifications du modèle et des bases de données. De tels allers-retours entre les étapes d'un processus de modélisation participative sont prévisibles et même encouragés [VOINOV et BOUSQUET, 2010].

## 2. Résultats et discussion

Cet article étant conçu comme le démonstrateur d'une méthode, les résultats du cas d'étude ne sont pas présentés de façon exhaustive. L'idée est plutôt d'illustrer
le type de résultats qui peuvent être obtenus par l'aproche proposée. Les lecteurs intéressés par le détail des résultats sur le territoire du Sud-Finistère pourront se référer au rapport complet du projet [BOURGEOIS et al., 2023].

## 2.1. Évaluation des risques de défaillance de l'approvisionnement en eau potable à horizon 2050

### 2.1.1. Scénarios d'évolutions futures co-construits

Un ensemble de scénarios ont été co-construits à l'issue du deuxième atelier participatif (figure 4), couvrant différents types d'évolutions. Tout d'abord, des évolutions qui commencent déjà à être observées, telles que la hausse de la demande résidentielle dans les zones littorales et l'allongement de la saison touristique, entraînant une augmentation des consommations d'eau en avant et arrière-saisons. Ensuite, des évolutions attendues, telles que le changement climatique et ses impacts sur la productivité des ressources en eau. Enfin, des scénarios plus exploratoires pour répondre à des préoccupations spécifiques sur le territoire. Parmi ces derniers, on retrouve des scénarios de fermeture d'usines de production d'eau potable en raison de nouveaux trop élevés de métabolites de pesticides : cette démarche ayant été lancée lors de changements réglementaires concernant les normes acceptables pour certains métabolites, les acteurs ont souhaité anticiper les effets d'une fermeture possible de certains sites situés dans des zones impactées. Par ailleurs, les acteurs ont souhaité pouvoir explorer des scénarios de crise sur la ressource en eau de l'Aulne (ex. : pollution accidentelle) rendant la ressource totalement indisponible pendant une semaine. Étant donné que l'Aulne sécurise l'approvisionnement de l'ensemble du territoire, il est

en effet crucial d'anticiper les conséquences d'une indisponibilité de cette ressource de sécurisation, d'autant plus qu'un incident de pollution a déjà eu lieu dans le passé.

### 2.1.2. Simulation de l'impact de ces scénarios avec le modèle hydro-économique de l'AEP

Ces scénarios ont ensuite été simulés avec le modèle pour évaluer leurs impacts sur l'approvisionnement en eau du territoire et identifier d'éventuelles vulnérabilités du système d'approvisionnement.

#### 2.1.2.1. Situations de défaillance

Les résultats montrent que le territoire présente des risques de défaillance de l'approvisionnement en eau potable à horizon 2050 (figure 5). Le taux de défaillance correspond à la part de la demande en eau qui ne peut pas être satisfaite, même lorsque les ressources sont utilisées et réparties de manière optimale par le modèle. Bien que seule la situation du mois d'août soit illustrée ici, ces cartes sont également disponibles pour chaque mois de l'année. Elles permettent d'identifier les secteurs vulnérables, qu'il s'agisse de vulnérabilités localisées ou plus généralisées sur l'ensemble du territoire, et de quantifier cette vulnérabilité, en termes de volumes d'eau manquants et de durée de la pénurie. On diagnostique ici des situations de défaillance généralisées importantes lors d'une année sèche amplifiée sous changement climatique, qui s'étalent durant 5 mois (de juin à octobre). La fermeture de sites de production pour cause de concentrations trop élevées en métabolites de pesticides conduirait quant à elle à des situations de défaillance totale ou quasi totale localisées, ainsi que des situations de défaillance légère généralisées sur la majeure partie du territoire, durant les deux mois d'été (juillet-août) pour une année sèche

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 4. Scénarios co-construits lors du deuxième atelier participatif</figcaption></figure>
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 5. Diagnostic des situations de défaillance de l'approvisionnement en eau potable au mois d'août pour différentes combinaisons de scénarios issus de la figure 4</figcaption></figure>

historique. En ce qui concerne le scénario de crise, si la pollution ponctuelle de l'Aulne avait lieu au mois d'août, elle conduirait à des défaillances importantes et généralisées de l'approvisionnement en eau potable pendant toute la durée de la crise, et ce même dans le cas d'une année climatique humide historique.

### 2.1.2.2. Points de blocage

Des indicateurs complémentaires sont également disponibles en sortie de modèle, permettant d'affiner et de compléter le diagnostic (figure 6). Lorsqu'une situation de défaillance est constatée, ces indicateurs aident à déterminer quels sont les facteurs limitants et les points de blocage. Par exemple, dans le scénario climatique « année sèche amplifiée sous changement climatique », un facteur limitant provient de la réserve de Saint-Michel, qui manque de stock pour soutenir les besoins de l'Aulne (figure 6b). En revanche, pour l'année

sèche historique, bien que la réserve de Saint-Michel contienne encore de l'eau pour soutenir l'Aulne, les capacités de production des usines du SMA sont déjà utilisées à pleine capacité (figure 6c), rendant impossible une augmentation de la production.

Même lorsqu'il n'y a pas de situation de défaillance diagnostiquée, ces indicateurs complémentaires peuvent se révéler utiles. La figure 6a illustre le taux de sollicitation des ouvrages de prélèvement par rapport à la productivité maximale des ressources. Les résultats montrent que, dans le scénario climatique « année moyenne historique », la situation est déjà tendue : au mois d'août, les ressources locales sont globalement utilisées au maximum de leurs capacités (ronds majoritairement de couleur noire sur la carte), ce qui limite les marges de manœuvre pour faire face à d'éventuels changements ou imprévus.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 6. Identification de points de blocage expliquant les situations de défaillance de l'approvisionnement</figcaption></figure>
## 2.2. Évaluation de l'efficacité de mesures de sécurisation face aux risques diagnostiqués

### 2.2.1. Mesures de sécurisation co-construites

Face au diagnostic des vulnérabilités futures de l'approvisionnement en eau potable, des mesures d'adaptation ont été élaborées collectivement lors du troisième atelier participatif (figure 7). Elles incluent : i) des mesures relativement générales, comme des actions visant à réduire la demande en eau ou améliorer les rendements ; ii) des mesures adaptées à la géologie locale (aquifères de socle), visant à améliorer la productivité des sites de production à partir des eaux souterraines ; iii) des mesures spécifiques à la configuration du système AEP du territoire, telles que la création d'interconnexions stratégiques pour renforcer la sécurité d'approvisionnement entre toutes les zones du territoire, ou la modification de règles de gestion de barrage.

### 2.2.2. Simulation de l'efficacité de ces mesures avec le modèle hydro-économique de l'AEP

Ces mesures et combinaisons de mesures ont été simulées avec le modèle pour évaluer leur efficacité face aux différents risques. La figure 8 illustre l'efficacité, en août, de diverses combinaisons de mesures d'adaptation face à un scénario « année sèche amplifiée sous changement climatique », dans un contexte de demande en eau croissante. Elle met en évidence l'identification de deux

combinaisons de mesures permettant de se sécuriser face au changement climatique, comme l'indique le retour à la couleur verte sur l'ensemble de la carte.

### 2.2.3. Vers une stratégie de sécurisation collective

Les résultats de ces simulations ont été mis en débat avec les acteurs, et chacun a identifié les mesures qu'il considérait prioritaires pour une mise en œuvre à court, moyen et long terme. Cela a permis d'identifier différentes stratégies de sécurisation, et des mesures « sans regret ». Un consensus a émergé parmi les participants sur plusieurs mesures. Pour chacune de ces mesures clés, une discussion collective a permis de définir les étapes concrètes nécessaires à leur mise en œuvre. Au contraire, pour certaines mesures, des divergences de points de vue ont été relevées, les participants ont alors convenu qu'une discussion plus approfondie serait nécessaire avant de pouvoir avancer dans leur mise en œuvre.

## 2.3. Évaluation de la démarche de modélisation participative

Afin d'évaluer la démarche participative [ROWE et FREWER, 2000; HASSENFORDER et al., 2016] et l'atteinte de ses objectifs, l'équipe projet a conçu un questionnaire d'évaluation à compléter par les participants à la fin du dernier atelier. Ce questionnaire visait principalement

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DzCo = Douarnenez Communauté

<caption>Figure 7. Mesures de sécurisation co-construites lors du troisième atelier participatif</caption>
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DzCo = Douarnenez Communauté

<caption>Figure 8. Efficacité de différentes combinaisons de mesures de sécurisation face à une année sèche amplifiée sous changement climatique</caption>

ment à : a) évaluer l'utilité globale de la démarche pour le territoire ; b) évaluer dans quelle mesure elle avait favorisé les interactions entre les acteurs du territoire et permis l'émergence d'une vision commune ; c) recueillir les avis des acteurs sur l'outil d'aide à la décision développé ; d) vérifier si les modalités de participation avaient été satisfaisantes et avaient permis à chacun de s'exprimer et de s'impliquer à sa convenance. Le questionnaire incluait également des questions ouvertes pour permettre aux participants de s'exprimer librement sur ces différents aspects.

Les réponses au questionnaire montrent que les objectifs de la démarche ont été atteints (figure 9). Plusieurs retours libres indiquent que le projet « a servi à instaurer une plus grande cohésion chez les membres du SMA » et « met en avant les interactions entre chacun et la nécessité de travailler ensemble ». La démarche a permis de construire une « mise en perspective partagée des difficultés d'approvisionnement d'eau sur [le] territoire » et des stratégies de gestion à adopter. Le modèle AEP a également été jugé comme un outil d'aide à la décision pertinent « pour identifier les actions pertinentes et les faiblesses du point de vue quantitatif » ; il a été souligné que « l'approche par modèle quantitatif permet de poser des chiffres sur des enjeux, est essentielle pour la suite des actions à mener ». Enfin, les acteurs se sont montrés satisfaits des modalités de participation, notant des « échanges et partages très constructifs ».

Au terme de la démarche, la majorité des acteurs se déclarent confiants, ou plutôt confiants, dans le modèle. La plupart estiment également comprendre globalement son fonctionnement. Toutefois, certains ont exprimé que « des détails plus précis sur le modèle avaient été intéressants » et que « un rapport de synthèse avec les différentes hypothèses serait apprécié ». Ces retours soulignent la nécessité de rappeler systématiquement les hypothèses du modèle lors de la présentation des résultats des simulations. Il serait également judicieux de proposer une fiche synthétique regroupant ces hypothèses.

D'autres indicateurs permettent également d'évaluer la démarche de modélisation participative. Notamment, la présence et l'implication des acteurs dans le groupe de travail au fil de la démarche constituent un critère en soi. En effet, le processus a réuni les acteurs lors de quatre ateliers, dont deux d'une journée entière, sur une période de 18 mois, en plus des nombreux échanges bilatéraux. La mobilisation continue des acteurs tout au long de la démarche constitue un signe de succès.

## Conclusion

Les tensions croissantes sur les ressources en eau peuvent de nouveaux défis aux acteurs de l'alimentation en eau potable, les invitant à réfléchir collectivement à une échelle plus large que celle à laquelle ils fonctionnent actuellement. Pour accompagner ces évolutions, la
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AEP : alimentation en eau potable.

<caption>Figure 9. Réponses au questionnaire d'évaluation par les participants à l'issue du dernier atelier (N = 15 répondants)</caption>

démarche de modélisation participative proposée présente plusieurs avantages.

La construction du modèle aide les acteurs à découvrir les parties du territoire et des infrastructures qu'ils ne connaissent pas, tout en développant une vision commune de leurs interdépendances, à l'échelle où la gestion future devra être considérée. Une fois cette base établie, le modèle informatique utilisé en simulation aide à anticiper les réactions du système face à des changements, comme l'évolution du climat ou de la demande. C'est un outil d'aide à la structuration de la réflexion prospective, permettant de débattre séparément des hypothèses relatives aux évolutions futures (scénarios), et des conséquences de ces évolutions en

matière d'impacts sur l'alimentation en eau potable. Intégré dans une démarche participative, le modèle devient un objet de médiation et d'objectivation.

La co-construction de scénarios et leur simulation permettent d'explorer de multiples situations, y compris des scénarios extrêmes et sources d'inquiétudes pour le territoire. L'outil de modélisation permet d'anticiper et de quantifier les éventuels déficits ressources-besoins des collectivités et leurs besoins de sécurisation. Il offre également la possibilité d'évaluer l'efficacité de diverses mesures et combinaisons de mesures d'adaptation, allant en allant ainsi la réflexion des acteurs sur les actions à entreprendre pour orienter favorablement l'avenir. Les simulations fournissent une base d'information
objective sur les effets attendus des mesures, facilitant
le dialogue entre des parties prenantes pouvant avoir
des a priori divergents quant à leur efficacité.

La démarche proposée est reproductible sur d'autres
territoires, car l'outil de modélisation est modulable et
adaptable à différents contextes et problématiques. Le
succès de la démarche de modélisation participative re-
pose sur l'implication active des acteurs. Il est essentiel
de s'assurer que toutes les parties prenantes puissent
participer pour que leurs points de vue soient intégrés
à chaque étape de la discussion, et construire un outil
de modélisation le plus fiable possible, intégrant les

connaissances locales et bénéficiant de la confiance des
acteurs.

Remerciements

Ce travail a bénéficié du soutien financer du Programme
européen Interreg France (Manche) Angleterre, cofi-
nancé par le Fonds européen de développement régio-
nal (projet Water for Tomorrow), ainsi que de l'agence
de l'eau Loire-Bretagne et du conseil régional de Bre-
tagne (projet de l'Eau pour Demain). Les auteurs remer-
cient également l'ensemble des acteurs ayant participé
à la démarche.

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