Plateforme CAWAQS

CaWaQS : Catchment Water Quality Simulator. Contact : Nicolas Flipo, Agnès Rivière, Nicolas Gallois

Description

CaWaQS est une plateforme de modélisation distribuée du fonctionnement hydrologique et hydrogéologique des hydrosystèmes. Cette plateforme est adaptée aux hydrosystèmes de l’échelle du petit bassin versant à l’échelle régionale. Elle est basée sur les concepts physiques de l’outil historique de modélisation MODCOU développé par Ledoux et al. (1980) et de Marsily et al. (1978), simulant les écoulements de surface et souterrains de façon couplée.

CaWaQS est un code modulaire en C, structuré par l’interfaçage de plusieurs librairies prenant chacune en charge le calcul des flux dans les compartiments clés des hydrosystèmes : la surface, les rivières, la zone non-saturée et la zone saturée (aquifères captifs et libres). S’ajoute à cela la capacité à simuler le transport de matière et de chaleur dans les hydrosystèmes, notamment dans les rivières en couplant le simulateur ProSE. Les simulations s’effectuent typiquement en transitoire, au pas de temps journalier.

L’une des particularités de CaWaQS est sa capacité à simuler les échanges nappe-rivière, en considérant cette interface comme une limite de Cauchy. Ainsi, les flux échangés entre la rivière et le milieu souterrain sont conditionnés par la différence de charge entre ces compartiments et la conductance du lit de la rivière. Une condition supplémentaire permet de s’assurer que la rivière est capable de fournir un flux suffisant dans le cas où elle alimente la nappe. Il est alors possible de suivre l’évolution dans le temps et l’espace des échanges à l’interface nappe-rivière, ce qui est atout majeur pour comprendre la dynamique du système et ainsi mieux appréhender la gestion de la ressource en eau.

CaWaQS est donc un outil de recherche et un outil opérationnel pouvant servir, par exemple, à prédire l’évolution quantitative de la ressource, de sa qualité ainsi que de la dynamique des écoulements sous l’influence du changement climatique.

Applications

Flux de nitrates dans le Grand Morin (couplage externe avec le modèle agronomique STICS)

Modèles du bassin de la Seine (échelle sub-continentale)

Modèle du bassin de l’Orgeval (échelle locale)

Modèle plaine de la Bassée avec modèles emboîtés (échelle locale et régionale)

Développements

Bilan hydrique et thermique en surface (couplage avec Orchidee Land Surface Model). Collaboration avec Sorbonne Université (UMR METIS)

Couplage avec Prose / Rive pour biogéochimie en rivière

Module libwet pour représenter les plans d’eau (gravières de la Bassée). Collaboration avec le LSCE et Sorbonne Université (UMR METIS)