Synthèse de l’article paru dans la revue Géologues en décembre 2023, rédigé par l’équipe imaGeau : Marjorie Bertrand, Jean Luchier et Rafik Ferraoun.
L’eau est une ressource précieuse, de plus en plus menacée par le changement climatique. En France, les projections pour 2070 annoncent une diminution de 10 à 25 % de la recharge des nappes souterraines et de 10 à 40 % des débits moyens des cours d’eau, avec des étiages plus fréquents et plus sévères. À l’échelle mondiale, un déficit de 40 % des ressources en eau est envisagé d’ici 2030 si les pratiques actuelles ne changent pas.
Ces tendances sont déjà visibles : les hivers secs se multiplient et les arrêtés de restriction d’eau touchent jusqu’à 94 départements, comme ce fut le cas en octobre 2023. Ces restrictions, bien que nécessaires, ne suffisent pas toujours à éviter les ruptures d’alimentation, notamment lorsque les ouvrages de prélèvement (puits et forages) sont colmatés, réduisant leur capacité et accélérant l’atteinte des niveaux critiques.
Sommaire
- Une approche structurée et proactive
- L’application EMI : un outil de pilotage au quotidien
- L’intelligence artificielle au service de l’anticipation
- Des résultats concrets pour une meilleure gestion
Une approche structurée et proactive
Face à ces enjeux, une gestion préventive des ressources en eau souterraine est essentielle, tant pour l’alimentation en eau potable que pour les usages industriels, notamment dans l’agroalimentaire. L’article « Anticiper et prédire les risques de manque d’eau sur une exploitation d’eau souterraine », paru dans Géologues, présente une méthode innovante développée par les experts d’imaGeau.
Cette approche repose sur quatre piliers :
- Instrumentation des ouvrages et de leur environnement,
- Mise en place d’un outil d’analyse et d’aide à la décision,
- Définition et déploiement d’un plan d’actions,
- Anticipation à l’aide de modèles d’intelligence artificielle.
Les piliers 2 et 4 sont détaillés dans l’article, les deux autres étant considérés comme bien maîtrisés par les acteurs du secteur. Cette démarche s’inscrit dans les cadres des plans de gestion de la sécurité sanitaire des eaux (PGSSE) et des plans de maîtrise sanitaire (PMS).
L’application EMI : un outil de pilotage au quotidien
Pour anticiper les situations de pénurie, imaGeau a conçu EMI, une application web d’aide à la décision destinée à la surveillance des ressources en eau et des captages. Elle collecte quotidiennement les données issues de capteurs (niveau, débit, volume, temps de pompage), les données publiques (Hub’Eau, Open Data) et les traite pour les mettre en valeur sous forme d’indicateurs.
Les indicateurs produits permettent de :
- suivre l’état de la sécheresse,
- calculer le rendement des captages,
- surveiller l’atteinte de seuils critiques.
Des alertes sont générées en cas d’anomalie, permettant une réaction rapide. Grâce à des visualisations claires (cartes, graphiques), les collectivités peuvent ajuster les prélèvements et optimiser l’exploitation de leurs ressources
EMI réalise également un suivi de la performance en continu de chaque captage basé sur le calcul et l’analyse du débit spécifique. En cas de dysfonctionnement détecté, des travaux de maintenance préventive peuvent être planifiés. Ce volet de gestion patrimoniale est essentiel pour anticiper les investissements et garantir la durabilité des infrastructures.
L’intelligence artificielle au service de l’anticipation
Pour prévoir les périodes critiques, imaGeau a développé, en partenariat avec le Syndicat des eaux de la Manche (SDEAU 50), un modèle d’intelligence artificielle capable de prédire les niveaux de nappe jusqu’à 90 jours.
Chaque jour, le système sélectionne automatiquement les variables les plus influentes, teste différents algorithmes et choisit celui offrant la meilleure précision.
Ce processus s’organise autour d’un pipeline de données structuré :
- Feature engineering : création de variables pertinentes à partir des données brutes,
- Calibration des modèles avec choix des paramètres optimaux,
- Évaluation pour identifier le modèle le plus performant,
- Suivi post-apprentissage avec réentraînement continu pour affiner la précision.
Des résultats concrets pour une meilleure gestion
Les performances du modèle sont remarquables : une erreur moyenne inférieure à 10% pour des prévisions à 20 jours, et entre 10 et 25% pour des horizons plus lointains.
Déployé depuis 2021 sur dix piézomètres dans la Manche, ce modèle associe deux approches :
- À court terme (< 20 jours) : des algorithmes de machine learning utilisant les données météorologiques,
- À moyen et long terme (20–90 jours) : un modèle statistique additif, plus stable dans le temps.
Ces prévisions permettent d’anticiper des situations à risque et d’adapter en amont les schémas d’exploitation.
En combinant la surveillance temps réel avec la capacité d’anticipation de l’intelligence artificielle, imaGeau fournit aux collectivités et industriels des outils pour s’adapter au changement climatique et sécuriser l’approvisionnement en eau. C’est une démonstration concrète d’un engagement pour une gestion durable et résiliente de la ressource.
📚 Basé sur l’article « Anticiper et prédire les risques de manque d’eau sur une exploitation d’eau souterraine » de Marjorie Bertrand, Jean Luchier et Rafik Ferraoun, publié dans Géologues (n°219bis, p. 53–55) – décembre 2023.
🔗 Découvrez ce numéro et d’autres publications sur le site de la Société Géologique de France : https://www.geosoc.fr
Vous souhaitez anticiper et gérer les risques de manque d’eau ?
Nos experts vous accompagnent pour faire face aux défis climatiques.