Jumeaux numériques du fleuve : vers des communs numériques au service des territoires

Introduction

La Région Nouvelle-Aquitaine dispose du plus vaste estuaire d'Europe, un espace remarquable par ses richesses au sein duquel de nombreuses activités cohabitent (tourisme, pêche, navigation de commerce, culture…). La Gironde, la Dordogne et la Garonne, sont désormais menacés par le changement climatique et l'exploitation humaine intensive de la ressource en eau.

De grands défis vont être à relever préserver la biodiversité et les activités économiques, adapter les activités humaines et gérer les probables conflits de ressources en eau douce afin de notamment garantir un accès durable à une eau de qualité. En effet, à l'échelle du territoire, il existe déjà de nombreux rejets et puisages d'eau significatifs qui impactent les fleuves : lâchers d'eau des barrages hydro électriques pour soutenir les faibles étiages d'été, puisages agricole avec des céréales gourmandes en eau, des rejets d'eau usées, des activités géothermiques, des nouvelles activités industrielles nécessaires pour la décarbonation (électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène), le refroidissement de stations de production d'électricité...

L'urgence actuelle imposée par les enjeux du changement climatique implique une mobilisation encore plus forte autour des fleuves afin d'évaluer les trajectoires des stratégies territoriales actuelles et futures. Deux défis nous apparaissent prioritaires, la préservation de la ressource en eau, et la prévention des risques de submersion (méga pluies) et d'érosion du littoral.

Une vision d'ensemble des ressources, usages, menaces et perspectives permettra d'identifier les points de fragilité des équilibres actuels et futurs entre ressources et besoins. Cette anticipation des transitions est nécessaire pour favoriser l'hydro-diplomatie au sein des territoires et entre les territoires, éclairer les citoyens sur les enjeux et les aider à mieux comprendre les arbitrages afin de favoriser l'acceptation de la politique territoriale et des changements d'usages de l'eau à venir.

L'essor du numérique offre de nouvelles opportunités pour développer les connaissances, favoriser l'anticipation des changements à venir et évaluer les scenarios possibles. Des outils numériques collaboratifs hébergés permettent désormais d'intégrer des visions prospectives en réalisant des simulations numériques qui agrègent de grandes quantités d'information et permettent d'évaluer des stratégies globales.

Méthodologie

Ainsi, début 2022, un jury a été constitué afin de mettre en compétition des groupements d'entreprises pour : (i) Imaginer des outils qui répondent aux besoins du jury (ii) Prioriser ce qui peut être opérationnel dès 2023, (iii) Créer des maquettes et les évaluer, (iv) Désigner le lauréat, (v) Développer les outils (première version).

Ces outils désormais opérationnels offrent une nouvelle approche du travail collaboratif autour des simulations numériques des fleuves qui va permettre d'accélérer la résilience territoriale face au défi du changement climatique.

En effet, tout acteur de l'eau (collectivités, établissement public territorial de bassin, industriels, monde académique, etc) peut désormais disposer de son propre environnement collaboratif de simulation numérique, y inviter des bureaux d'études pour conduire des travaux et les conserver pour faciliter la réalisation de travaux ultérieurs. A l'échelle du territoire, l'Open source et l'Open data vont faciliter la mutualisation des efforts et le partage des résultats. Et d'autres fleuves peuvent facilement être intégrés dans ces outils.

Ces outils reposent sur 3 plateformes collaboratives accessibles depuis un simple navigateur : (i) le Gitlab de Nouvelle Aquitaine Open Source (NAOS) afin de partager, gérer les codes des modèles numériques et proposer des espaces de travail collaboratif, (ii) une plateforme qui permet de lancer les simulations en mobilisant à la demande les ressources de calcul demandée, (ii) une plateforme SIG de visualisation des résultats qui comporte des module métiers. Ainsi qu'un notebook Jupiter avec des exemples de scripts Python pour analyser les résultats.

Ces travaux ont été récompensés lors du BIM Wolrd Paris 2023 (trophée ville et territoires) et présentés au Web à Quebec avec l'intégration d'une partie Saint-Laurent pour démontrer la réplicabilité.

Originalité / perspective

Avec les jumeaux numériques du fleuve, les acteurs de l'eau disposent désormais d'un environnement collaboratif qui permet d'accélérer les études environnementales et d'en réduire les coûts.

En effet, le partage de l'espace de travail collaboratif d'un acteur de l'eau avec un bureau d'étude, va permettre de conserver l'intégralité des travaux numériques et poursuivre ainsi ultérieurement les travaux avec un autre bureau d'étude sans attendre, ni reconstituer une partie des travaux numériques (modèle numérique, environnement informatique de simulation, jeux de données, etc).

Cela va également permettre aux petits bureaux d'étude de répondre aux marchés publics et concourir et baisser les coûts des études environnementales. Ils visent également à créer des passerelles entre les décideurs et le monde académique pour accélérer le transfert des connaissances. En effet, ces outils peuvent également servir pour des travaux de recherche (Thèse de Doctorat) pour améliorer les modèles ou intégrer de nouvelles fonctionnalités (Ex : micro plastiques, impacts du CC sur la biodiversité, etc). Une fois ces travaux validés par un comité scientifique, ils peuvent être facilement ouverts à la communauté dans l'espace de travail collaboratif des jumeaux numériques du fleuve.

A l'échelle d'un territoire, ces outils vont permettre de simuler l'évolution des ressources en eau impactées par le changement climatique ainsi que les besoins anthropiques prévisibles afin de déterminer les conflits de gestion de la ressource en eau. Ainsi, ces outils d'aide à la décision vont permettre d'éclairer les décisions politiques, déterminantes pour l'avenir, et de favoriser l'hydro-diplomatie pour anticiper les conflits.

Les réflexions portent maintenant sur la création d'une gouvernance partagée afin d'en faire des communs numériques au service des territoires et des citoyens.

Références

https://jumeaux-fleuve.naos-cluster.tech/
https://www.smeag.fr/les-usages-autour-de-la-garonne.html
https://eau-grandsudouest.fr/usages-enjeux-eau/changement-climatique/territoires-bassins-2050
https://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatie-numerique/blog-de-l-equipe/article/les-communs-au-service-d-un-modele-europeen-de-souverainete-numerique-non

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