Les débits d’intérêt environnemental sont un repère essentiel pour une exploitation de la ressource en eau qui ne soit pas fatale à la préservation du milieu naturel. Connaître leur valeur partout est aussi une obligation posée par la loi Mexicaine.
Ceci suppose, entre autres, des techniques d’interpolation spatiale compatibles avec la nature des données hydrologiques (quantiles, espérances mathématiques, moyennes de bassin…).
Un séjour d’un an à Irstea RiverLy a permis au doctorant de s’approprier une partie des savoir-faire de géostatistique utiles à son travail, et de les insérer tant dans la réflexion scientifique de sa thèse que dans les outils développés à l’UAEM dans ce cadre.

À l’échelle mondiale, il y a eu un désir croissant d’intégrer les débits environnementaux dans les politiques et législations nationales et régionales. L’objectif est de conserver ou de restaurer la santé écologique et le fonctionnement des rivières, afin que les besoins humains puissent être satisfaits tout en préservant la biodiversité des écosystèmes associés. Les pays qui ont déjà mis en place cette approche en ont constaté les bienfaits, tant sur le plan économique qu’écologique. Au Mexique, cet impact a été l'une des principales causes de l’élaboration de la norme mexicaine NMX-AA-159-SCFI-2012, qui établit la procédure d’évaluation des débits environnementaux dans les bassins hydrologiques.

L’objectif de la présente recherche est de développer un outil d’hydro-informatique afin d’évaluer les débits environnementaux dans les bassins non suivis. Cela est réalisable grâce à l’intégration d'images interpolées liées à la température, aux précipitations et au ruissellement, ainsi que d'autres variables explicatives telles que : les paramètres physiques des bassins, la base de données des barrages de régulation des débits, la relation spatiale de la richesse des espèces menacées ou sous protection spéciale, l’utilisation des terres, les indices d’altération hydrologique et les indices de changement climatique. Une fois toutes ces informations collectées, une régionalisation par clusters hiérarchiques sera réalisée afin d’identifier et de classer les régions avec des réponses écosystèmes-débit similaires. De plus, plusieurs régressions non linéaires seront développées pour chaque cluster afin d’évaluer le débit environnemental dans les régions manquant d’informations hydrologiques et climatologiques.
La méthodologie de recherche proposée se compose de quatre étapes. La première étape consiste à l’intégration et au traitement de l’information. Lors de la deuxième étape, une analyse de clusters hiérarchiques sera effectuée pour identifier les zones avec des réponses écosystèmes-débit similaires. Lors de la troisième étape, des modèles de régression non linéaires seront calibrés pour les régions où il y a un manque considérable d’informations. Enfin, un outil d’hydro-informatique sera développé afin d’offrir un outil efficace et convivial pour les décideurs en matière d'eau au Mexique.
L’objectif du projet de doctorat actuel est de développer un outil d’hydro-informatique pour évaluer, de manière semi-holistique, les débits environnementaux dans les bassins non suivis. Les objectifs sont les suivants :
- 1. Intégration et traitement des bases de données telles que : les paramètres physiques des bassins, le ruissellement, les données climatologiques, les barrages de régulation des débits, la relation spatiale des espèces menacées ou sous protection spéciale, et l’utilisation des terres ;
- 2. Interpolation des données climatologiques telles que : la température maximale, la température minimale et les précipitations pour évaluer les indices de changement climatique et vérifier d’éventuelles tendances ;
- 3. Régionalisation des bassins avec des réponses écosystèmes-débit similaires ;
- 4. Développement de régressions non linéaires pour les zones avec un manque significatif d’informations ;
- 5. Développement de l’outil d’hydro-informatique pour évaluer le débit environnemental dans les bassins non suivis en utilisant le langage de calcul technique MATLAB.

Le doctorat est réalisé à l’UAEM. Un séjour d’un an à Irstea Lyon (1/8/2016-20/7/2017) a été principalement consacré à comprendre et adapter aux conditions des données mexicaines les outils géostatistiques pour la cartographie hydrologique développés au fil des années par E. Leblois, E. Sauquet et leurs co-auteurs. Le 1/3/2017, les développements géostatistiques ont été finalisés.
La soutenance a eu lieu avec succès en novembre 2018 à Toluca, Mexique.

Financement

PhD Grant by Conacyt (Mexico) ; some extra fees for stay in Lyon by Irstea international affairs departement