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International audience; The database for hydrological observatories (BDOH) is an efficient tool for storage which allows the combination of water discharge data, suspended particulate matter (SPM) and particulate contaminants concentrations, produced thought a same observatory network, to calculate time series fluxes. This application is used in the Rhone Sediment Observatory (OSR) program to estimate SPM and their associated contaminants fluxes along the Rhone River and its main tributaries. However, incomplete time series need to be filled prior to computation in BDOH. Hence, a sensitivity test was run to evaluate the effect of different estimation methods of SPM concentration and particulate mercury time series on final instantaneous and accumulated fluxes on the Rhone River at the two main stations of the OSR network (Jons and Arles). The results demonstrate that the differences between SPM and particulate mercury annual fluxes assessed with different estimation methods are less than 5%. However, at monthly scale, estimation methods can create higher differences (26-51%). In the future, these preliminary results will be completed with the estimation of the uncertainties associated with particle flux measurements.; La Base de Données pour les Observatoires en Hydrologie (BDOH) est un outil de bancarisation qui permet de combiner les mesures de débit, de matières en suspension (MES) et de contaminants particulaires issues d'un même réseau de stations pour calculer des chroniques de flux instantanés et cumulés. Cette application est utilisée dans le cadre de l'Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR) pour estimer les flux de MES et de contaminants associés (Hg, PCB,...) en transit dans le Rhône et ses principaux affluents. Cependant, avant le calcul de ces chroniques, les données mères lacunaires doivent être reconstituées. Un test de sensibilité a été mené afin d'évaluer l'impact de différentes méthodes d'estimation des chroniques de concentrations en MES et en Hg particulaire sur les calculs de flux instantanés et cumulés dans le Rhône aux deux stations principales de l'OSR (Jons et Arles). Les résultats montrent que, quelle que soit la méthode d'estimation utilisée, les flux annuels de MES et de Hg particulaire ne diffèrent pas plus de 5 %. A l'échelle mensuelle, en revanche, les différentes méthodes génèrent des variabilités plus élevées (26-51 %). En perspective, ces premiers résultats seront complétés par l'évaluation des incertitudes quantitatives sur les calculs de flux particulaires.

International audience; By combining noncontact streamgauging methods (LSPIV, radar) and the BaRatin method, we were able to build quickly a rating curve on a large flow range for an intermittent stream.; En combinant des jaugeages sans contact (LSPIV, radar) et la méthode BaRatin nous avons pu construire rapidement une courbe de tarage pour une gamme de débit étendue sur un petit cours d’eau intermittent.

International audience; During the months of August 1893 and August 2003 two heat waves greatly affected France. This study considers “offline” data assimilation method using the Ensemble Kalman Filter to provide a reanalysis of the two heat waves. The method is here applied for reconstructing the 8-24 August 1893 heat wave in France, using all available daily temperature observations from that period. In order to assess the performance of assimilation methods, the method is used to reconstruct the well-known 3-14 August 2003 heat wave by using (1) all available stations, and (2) the same station density as in August 1893. Results show a spatially coherent view of the heat waves at the national scale as well as a reduced uncertainty compared to initial meteorological reconstructions, thus demonstrating the added value of data assimilation.

International audience; Ce poster présentent les développements réalisés pour la conception de l'application web BUVARD online, destinée au dimensionnement des bandes tampons végétalisées.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU; International audience; A long-term goal of the Rhône Sediment Observatory is to quantify suspended particles and associated contaminant fluxes along the Rhône River from Lake Geneva to the Mediterranean Sea, from hydrological event to annual scales. Facing the complexity to evaluate these fluxes, an original observation strategy was developed to produce dense datasets regarding liquid discharges, suspended particulate matterloads (from turbidity), particle-size, organic and inorganic contaminant concentrations from centrifuge or sediment trap samples. Eventually, continuous time-series and flux calculation were established and made available in an efficient database (BDOH/FluxOSR).

International audience; "Flood control" policies have now shifted to "integrated flood risk management", which should also blend nicely within "water management" and "sustainable development". Thus, flood risk reduction strategies are one element to define in coordination with others in a broader picture. From a practical point of view, the relevance of flood management projects must now be examined under several angles. This is where Multi-Criteria Analysis is useful: they assess objectively the impact of projects through different indicators, either to guide decision-making by the project manager, or even to obtain final authorizations and/or funding. Here, we advocate that it could be used as guidance throughout all the stages of the project, to ensure informed decisions at each step, from the definition of the project broad lines to the choices of technical details. We propose here a practical method to define the best compromise between the different disciplines involved by the project, and all along the process. The idea is to make the best use of the competences of each involved person, including technical staffs. Co-conception implies the active participation of all. Therefore, our approach insists that first the objectives have to be explicit and shared, and that solutions must be found to discuss and compare the means of action, using common conceptual and operational views. Our approach still has to be implemented for full-scale studies, in real and varied contexts, to test and improve the method to a fully operational stage. Only then can "guidelines' be written, but always allowing much freedom in the implementation. Future implementations should be followed closely, certainly not to control the process, but to capitalize on the experience. Social sciences should be closely associated to the project, to analyze the paths towards solutions: how different specialists collaborate, which were the expected and unexpected misunderstandings at the beginning, how they were identified and solved, how compromises were made, how each specialist around the table really influenced the final version of the project. Of course, each project is different, but feed-back analysis can always bring insight to the delicate art of project management and help identify obstacles and solutions for fruitful co-conception.

Human induced-physical habitat alterations are the main threat to aquatic ecosystems. In a context of climate change, these alterations could be exacerbated by changes in low flow regimes, inducing modifications of aquatic communities. Understanding the links between aquatic communities, their physical habitat and climate change is therefore a major but difficult challenge because climate change can interact with other anthropogenic pressures, thus confounding their effects. In this study, we simulate potential macroinvertebrate hydraulic habitat alterations due to predicted more extreme low flows on the Loire River watershed, regardless of other anthropogenic pressures. By coupling a species distribution model and a habitat model that combines a model of shear stress distribution with a macroinvertebrate preference model, we are able to point out changes in community structure in response to shifts in habitat availability. By isolating more extreme low flows effects on macroinvertebrate communities, we emphasize natural sensitivities to climate change and provide a frame to better understand how anthropogenic pressures could exacerbate them.

The objective of this study is to evaluate the influence of soil hydrodynamic characteristics variability on surface and subsurface flows at a vegetative buffer strip scale, using mechanist modeling. Cathy (CATchment HYdrology, Camporese et al. 2010) is a research partial-differential-equation-based model, solving Richards equation in 3 dimensions for water fluxes in the soil, and a simplified scheme of Navier-Stokes equation for surface runoff. Its particularity is to handle interactions between surface and subsurface, which is a key point concerning water but also solute transport in vegetative filter strips. Balance between runoff and infiltration, flow pathways, water content, are very sensitive to hydrodynamic characteristics, especially saturated hydraulic conductivity (Ksat). This soil property is very difficult to measure and to describe at a fine scale, since it is highly variable spatially in the 3 dimensions. Models described by PDE such as Richards equation need a value of Ksat at each soil layer and each node, though simpler conceptual modeling run with average values of larger cells or storages, using some 'representative Ksat' at a larger scale. This kind of models however can simulate with high quality the processes despite the simplifications they make on parametrization. Using a mechanist and physically-based modeling, we evaluate the influence of Ksat high spatial variability on fluxes, by comparison with observations from an experimental vegetative filter strip. It should allow to understand until which degree of simplification one can describe hydrodynamic characteristics in modeling for more conceptual models.

National audience

International audience

International audience; The MOSARH21 project evaluated the future impacts of climate change on streamflows from the French tributaries of the River Rhine based on recent climate projections (CMIP5 experiment). The adopted methodology relies on two hydrological models (GRSD and LARSIM), used jointly with an ensemble of climate projections disaggregated at the local scale. The impacts were quantified with several indicators describing rivers regimes, floods and low flows. The evolutions of mean interannual streamflow indicate a slight increase, which could even become important for the radiative scenario RCP 8.5 (the most pessimistic one in terms of climate warming). Flood could intensify in the near future (2021-2050). In the far future (2071-2100), the evolution of floods indicators is more uncertain, as the hydrological projections diverge. Low flows could be decreasing in the near future. Their evolution in the far future is more uncertain, going from drastic decrease to sensible rise depending on the chosen scenario. The results were compared to those from previous impact studies performed on the basin. Given the methodological differences and the obtained results, we can conclude that the MOSARH21 project is consistent with the conclusions of the previous studies.; Le projet MOSARH21 a réalisé une évaluation des effets du changement climatique anthropique sur les débits des affluents français du Rhin grâce à des projections climatiques récentes (expérience CMIP5). La démarche s'appuie sur deux modèles hydrologiques, GRSD et LARSIM, utilisés conjointement avec un ensemble de projections climatiques désagrégées. Les effets sont quantifiés à l'aide de divers indicateurs relatifs aux régimes des cours d'eau, aux crues et aux étiages. Les projections hydrologiques indiquent que les débits moyens interannuels seraient en légère augmentation, celle-ci pouvant même devenir importante pour le scénario radiatif RCP 8.5 (scénario le plus pessimiste en termes de réchauffement climatique). L'aléa de crue devrait s'intensifier dans un futur proche (2021-2050). En revanche, dans un futur lointain (2071-2100), l'évolution des indicateurs de crue est incertaine, les projections hydrologiques étant divergentes. Les débits d'étiages diminueraient dans un futur proche. Leur évolution pour la fin du siècle est plus incertaine, allant de la baisse drastique à une augmentation sensible selon le scénario choisi. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus dans le cadre d'études d'impact antérieures réalisées dans la partie française du bassin du Rhin. Compte tenu des différences méthodologiques et des résultats obtenus, on peut conclure que la base de connaissances actualisée produite dans le cadre du projet MOSARH21 valide les tendances des études précédentes.

Gammarids are amphipods found worldwide distributed in fresh and marine waters. They play an important role in aquatic ecosystems and are well established sentinel species in ecotoxicology. In this study, we sequenced the transcriptomes of a male individual and a female individual for seven different taxonomic groups belonging to the two genera Gammarus and Echinogammarus: Gammarus fossarum A, G. fossarum B, G. fossarum C, Gammarus wautieri, Gammarus pulex, Echinogammarus berilloni, and Echinogammarus marinus. These taxa were chosen to explore the molecular diversity of transcribed genes of genotyped individuals from these groups. Transcriptomes were de novo assembled and annotated. High-quality assembly was confirmed by BUSCO comparison against the Arthropod dataset. The 14 RNA-Seq-derived protein sequence databases proposed here will be a significant resource for proteogenomics studies of these ecotoxicologically relevant non-model organisms. These transcriptomes represent reliable reference sequences for whole-transcriptome and proteome studies on other gammarids, for primer design to clone specific genes or monitor their specific expression, and for analyses of molecular differences between gammarid species., Measurement(s)transcription profiling assayTechnology Type(s)RNA sequencingFactor Type(s)sex • speciesSample Characteristic - OrganismGammarus • EchinogammarusSample Characteristic - Environmenthabitat Machine-accessible metadata file describing the reported data: 10.6084/m9.figshare.9777905

International audience; Phosphorus recovery from wastewater by using natural and granulated apatite (Phosclean®) filters is studied. A mechanistic model describing P retention by means of adsorption and precipitation phenomena is being developed with the HP1® software. This tool is able to account for hydraulics into the porous media, as well as, chemical speciation by using its PHREEQC® package. Phosphorus retention capacity and kinetics of both materials seem to be significantly different mainly because the apatite's surface in the Phosclean® product is not readily accessible to act as seed for Ca-P precipitation. This may lead to two different retention mechanisms and therefore, to two different models.

International audience; This study is part of a project aiming to improve our understanding of the toxicokinetics of perfluoro-alkyl substances (- PFOS, perfluorohexane sulfonate and perfluorononanoate - PFNA) in fish, using the rainbow trout (Onchorynchus mykiss) as model species. The project involves a combination of dietary exposure experiments and physiologically-based toxicokinetic (PBTK) modelling. We developed first a 10-compartment PBTK model to elucidate PFOS kinetics in adult rainbow trout. This PBTK model included various physiological characteristics: blood perfusion to each organ, plasmatic fraction, PFOS free fraction, and growth of individuals. The parameters were optimized using Bayesian inference. This development was based on an experimental dataset, where fish were first fed daily with spiked food, and allowed to depurate for an equivalent duration [1]. We evaluated the relative importance of different absorption as well as elimination routes, and the role of the entero-hepatic cycle. This model was then used to explore the effects of temperature on PFOS toxicokinetics. The modulation of physiological processes induced by temperature was introduced into the model structure thanks to Arrhenius law. These processes included food absorption, ventilation rate, growth, cardiac output, urinary, biliary and fecal clearances, and relative blood flow distribution to organs. We hypothesized that temperature could also affect PFOS tissue:plasma or tissue:blood partition coefficients. Simulations were performed for water temperatures of 7°C, 11 °C, 15 °C and 19°C and compared to experimental data [1, 2]. The simulation having the lowest Root Mean Squared Error was obtained when all physiological processes were modulated according to temperature. Overall, the model outcomes suggest that PFOS toxicokinetics was more affected by temperature induced changes in partition coefficients than in fish physiology. A sensitivity analysis is ongoing in order to confirm and refine this result. [1] Vidal A, Lafay F, Daniele G, Vulliet E, Rochard E, Garric J, Babut M. in press. Does water temperature influence the distribution and elimination of perfluorinated substances in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)? Environ Sci Pollut Res. [2] Goeritz I, Falk S, Stahl T, Schäfers C, Schlechtriem C. 2013. Biomagnification and tissue distribution of perfluoroalkyl substances (PFASs) in market-size rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environ Toxicol Chem 32:2078-2088.

National audience; La réanalyse climatique FYRE (French Hydrometeorological REanalysis) Climate, une réanalyse ensembliste des précipitations et températures journalières à haute résolution couvrant la période 1871-2012, a permis d'améliorer la connaissance du climat passé en France (Devers et al., 2018). Cette réanalyse provient de l'assimilation « offline » d'observations historiques de précipitation et de température dans la reconstruction ensembliste SCOPE Climate (provenant d'une descente d'échelle statistique de la Twentieth Century Reanalysis, Caillouet et al., 2018). Le jeu de données FYRE Climate a été utilisé comme entrée d'une modélisation hydrologique sur 662 bassins versants faiblement anthropisés en France et couvrant une large partie du territoire. Le modèle pluie-débit conceptuel GR6J a été utilisé afin de produire une reconstruction ensembliste des débits en France depuis 1871. Lors de cette modélisation différentes sources d'incertitudes ont été prises en compte : (1) l'incertitude de la réanalyse climatique, représentée par les 25 membres de FYRE Climate, (2) l'erreur de mesure des débits, en perturbant les observations durant la calibration et (3) l'erreur du modèle hydrologique, en analysant les écarts entre débits simulés et observés. La reconstruction hydrologique ainsi produite est comparée à SCOPE Hydro (Caillouet et al., 2017) et Safran Hydro, deux jeux de données utilisant respectivement les forçages issus de SCOPE Climate et de la réanalyse déterministe Safran (sur la période 1958-2016, Vidal et al., 2010). La reconstruction hydrologique utilisant FYRE Climate et prenant en compte les trois sources d'incertitudes listées ci-dessus possède des corrélations journalières plus élevées ainsi que des erreurs inférieures à celles de SCOPE Hydro. La reconstruction des débits montre des performances similaires au jeu de données Safran Hydro, avec l'avantage de couvrir l'ensemble du XXe siècle et de fournir une incertitude associée. Cette étude montre la valeur ajoutée de la reconstruction hydrométéorologique en terme d'extension temporelle, de qualité et d'estimation de l'incertitude, et de caractérisation de la variabilité hydrologique passée en France.

International audience; Flash floods are amongst the most important natural hazards in Europe, particularly in the Mediterranean region creating economical damage and life risk. This study investigates the factors that control the hydrological response in a set of 13 catchments, partially nested and ranging from 0.17 to 42 km2, located in Ardèche, a Mediterranean region prone to flash floods. The period of interest is 2012-2015. The Claduègne catchment (42 km2), which contains the other 12 catchments, is part of the OHMCV observatory and the OZCAR research infrastructure. This catchment can be separated into two distinctively different parts with a basaltic plateau in the upstream part and sedimentary rock in the downstream part (each about 50%). The sub-catchments are distributed over these two parts and different land use forms (forest, cultivated soils and grasslands). For most of the sub-catchments, no discharge rating curve exists, so the focus of the analysis mainly lies on the time component of the hydrological response as well as on descriptors of the rainfall-runoff event and catchment properties. Several characteristic times were calculated for each catchment based on a set of 49 to 158 events depending on the catchment and various statistical methods were applied in order to estimate the importance of different factors on the hydrological response on two levels: (A) inter-comparison of the catchments with regards to their properties and averaged event characteristics. (B) comparison of the storm events for each catchment considered separately with regards to the rain characteristics, initial degree of wetness and seasonality. A simple estimate of lag time was shown to be able to characterize the dynamics of each catchment and provide an estimate of time of concentration, if calculated for a selection of impulsive events. A relationship between catchment size and parsimonious time step to describe rainfall forcing was also established. Besides the catchment's size, we found the geology to be an important factor influencing the catchments' response, with the catchments in the sedimentary part reacting faster. On the catchment-level, a strong seasonal variation of event characteristics was found. The most intense, shortest events take place in autumn, while the events in spring are particularly long and slow. Two sub-catchments have singular behaviors. One was shown to react much faster and one much slower than expected. This suggests additional in-situ investigations in order to understand the hydrological processes.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels; International audience; OZCAR, the French Critical Zone Research Infrastructure (RI) gathers around 20 observatories sampling various compartments of the Critical Zone, in France and in southern countries. Given their long history, most of them have developed their own data/metadata portals. There is however a need to gather all the data in a common Information System (Theia-OZCAR IS) to make the data visible, findable and easy to explore; allow their preservation and their citation; favor their reuse and sharing; be interoperable with European infrastructures by adopting international standards (controlled vocabularies and OGC compliant webservice). To build the portal, the project team visited the existing data centers and future users to understand current practices and collect future users' needs. This revealed the heterogeneous levels of data management maturity, variable names nomenclature and data exposition; and that finding data by variables was the point of interest of future users. The starting postulate when building the Theia-OZCAR IS is that databases stay next to data producers, which ensures the best data quality. A continuous information flow between observatories IS and the Theia-OZCAR IS will keep information up to date. Suppliers push data and metadata to the Theia-OZCAR IS, through a common data model, using an extraction script maintained locally and the data portal will provide an advanced search interface to explore the data as well as standardized services that can be harvested by other portals. The paper presents the approach and the first portal prototype, based on principles that can be reused by other disciplines/data portals.

SCOPE Climate (Spatially COherent Probabilistic Extended Climate dataset) is a 25-member ensemble of 142-year daily high-resolution reconstructions of precipitation, temperature, and Penman–Monteith reference evapotranspiration over France, from 1 January 1871 to 29 December 2012. SCOPE Climate provides an ensemble of 25 spatially coherent gridded multivariate time series. It is derived from the statistical downscaling of the Twentieth Century Reanalysis (20CR) by the SCOPE method, which is based on the analogue approach. SCOPE Climate performs well in comparison to both dependent and independent data for precipitation and temperature. The ensemble aspect corresponds to the uncertainty related to the SCOPE method. SCOPE Climate is the first century-long gridded high-resolution homogeneous dataset available over France and thus has paved the way for improving knowledge on specific past meteorological events or for improving knowledge on climate variability, since the end of the 19th century. This dataset has also been designed as a forcing dataset for long-term hydrological applications and studies of the hydrological consequences of climate variability over France. SCOPE Climate is freely available for any non-commercial use and can be downloaded as NetCDF files from https://doi.org/10.5281/zenodo.1299760 for precipitation, https://doi.org/10.5281/zenodo.1299712 for temperature, and https://doi.org/10.5281/zenodo.1251843 for reference evapotranspiration.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARE [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARE [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; International audience; Resilience in river ecosystems requires that organisms must persist in the face of highly dynamic hydrological and geomorphological variations. Disturbance events such as floods and droughts are postulated to shape life history traits that support resilience, but river management and conservation would benefit from greater understanding of the emergent effects in communities of river organisms. We unify current knowledge of taxonomic‐, phylogenetic‐, and trait‐based aspects of river communities that might aid the identification and quantification of resilience mechanisms. Temporal variations in river productivity, physical connectivity, and environmental heterogeneity resulting from floods and droughts are highlighted as key characteristics that promote resilience in these dynamic ecosystems. Three community‐wide mechanisms that underlie resilience are (a) partitioning (competition/facilitation) of dynamically varying resources, (b) dispersal, recolonization, and recruitment promoted by connectivity, and (c) functional redundancy in communities promoted by resource heterogeneity and refugia. Along with taxonomic and phylogenetic identity, biological traits related to feeding specialization, dispersal ability, and habitat specialization mediate organism responses to disturbance. Measures of these factors might also enable assessment of the relative contributions of different mechanisms to community resilience. Interactions between abiotic drivers and biotic aspects of resource use, dispersal, and persistence have clear implications for river conservation and management. To support these management needs, we propose a set of taxonomic, phylogenetic, and life‐history trait metrics that might be used to measure resilience mechanisms. By identifying such indicators, our proposed framework can enable targeted management strategies to adapt river ecosystems to global change.

/ L'adaptation in situ des communautés microbiennes aux contaminants est le résultat de différents processus favorisant la sélection des espèces tolérantes et la disparition des espèces sensibles. De nombreuses études ont démontré l'intérêt de caractériser cette capacité d'adaptation pour diagnostiquer un niveau d'exposition à un contaminant chimique suffisant pour induire une modification de la communauté microbienne étudiée[1], suivant le concept PICT (Pollution Induced Community Tolerance[2]). Récemment, la mesure de la tolérance au cuivre de communautés microbiennes benthiques issues de sédiments superficiels provenant de différentes rivières nous a permis de mettre en évidence une relation exponentielle entre la tolérance microbienne au cuivre et les niveaux de contamination in situ dans ce compartiment. Ces premiers résultats suggèrent l'existence d'une tolérance microbienne basale qui permettrait de dépasser l'approche relative (i.e. la comparaison de sites contaminés avec une référence) utilisée jusqu'à présent. Néanmoins, l'application de l'approche PICT au sédiment, peu pris en considération jusqu'alors, a mis en évidence une problématique propre à cette matrice. En effet, les caractéristiques de cette matrice (granulométrie, quantité et qualité de matières organiques...) peuvent affecter la bio-disponibilité des contaminants lors des tests de toxicité et influencer leurs résultats indépendamment de la tolérance microbienne. Afin de s'affranchir de cet « effet matrice », nous avons comparé plusieurs méthodes pour détacher les communautés microbiennes du sédiment en conservant au maximum leur viabilité et activité (prérequis pour pouvoir réaliser les tests de toxicité). L'homogénéisation mécanique dans un tampon pyrophosphate a donné les meilleurs résultats et son application à des communautés microbiennes exposées au laboratoire à différents niveaux de cuivre a permis de mettre en évidence une acquisition de tolérance en lien avec l'exposition.

Within continental waters, large lakes present a special interest for monitoring persistent contaminants, because of their physical characteristics, particularly a prolonged residence time. Moreover, professional fisheries take place in these large lakes, entailing human exposure to chemicals bioaccumulated. For these reasons it has long been acknowledged that monitoring persistent contaminants in fish is an essential component of environmental and health risk assessment in such large lakes. We report data on fish contamination by a range of perfluoroalkyl substances for seven European deep lakes located in populated areas, namely Lake Geneva, Lake Lugano and Lake Maggiore (all three being trans-national lakes), and Lake Iseo, Lake Como, Lake Garda and Lake Mergozzo in Italy. In addition, fish from two high altitude alpine lakes in Switzerland (>2000 m) were also sampled. These high altitude lakes were assumed to be references sites, as only atmospheric deposition should bring PFAS to them. All the other lakes are located in highly urbanized areas but without known industrial PFAS sources. A range of perfluorocarboxylic and perfluorosulfonic acids were analyzed in fillets from seven fish species occupying different habitats. Furthermore, in order to be able to assess wildlife as well as human exposure, different body fractions were analyzed separately in selected cases. Along with a summary of the results (in terms of concentration ranges and descriptive statistics), we will provide insights on the effect of seasons or type of PFAS source, and discuss about the relationships between concentrations in fillets and whole-fish.

The QGIS plugin "Surcotes" permit to pass from a map of a well known flood to an extreme flood map. / Dans le cas où on dispose d'une carte d'une inondation de référence, mais pas du modèle de calcul, la méthode des surcotes permet d'estimer la zone inondée supplémentaire pour un débit supérieur au débit de référence. Le principe de calcul est l'application de la formule du régime uniforme dans quelques sections en travers de la vallée puis une interpolation en niveau d'eau afin d'établir la limite de la zone inondée par confrontation avec un modèle numérique de terrain. L'outil maintenant librement disponible se présente comme un plugin de Q-GIS, ce qui permet de visualiser les résultats et de choisir ainsi le meilleur paramétrage. La méthode repose sur la capacité de l'utilisateur à sélectionner tronçons et profils représentatifs et à caler leurs paramètres pour s'ajuster à la carte de référence. L'établissement d'une nouvelle carte d'inondation pour un autre débit s'effectue ensuite automatiquement avec un éventuel ajustement des paramètres aux caractéristiques de la vallée. Les limitations d'une telle méthode sont bien connues : nécessité d'une propagation de l'inondation selon un axe de vallée et absence d'aménagements ou de singularités topographiques qui écartent la ligne d'eau de celle du régime uniforme. La portée de ces limitations est ici réduite par l'utilisation d'une base constituée par une carte d'inondation de référence. Les erreurs sont donc limitées car, d'une part, le calcul ne porte que sur l'extension de la zone inondée et d'autre part, l'ajustement du modèle à la carte de référence oblige à choisir un jeu de paramètres qui puisse en partie compenser l'écart entre la vallée réelle et le canal idéal où le régime uniforme serait installé. En outre, l'utilisateur a le choix entre deux variantes de calcul, ce qui lui permet d'avoir une estimation de l'incertitude due à la méthode de calcul utilisée. Le plugin Surcotes est donc adapté à l'établissement de cartes des inondations extrêmes (dans le sens, plus rares que les crues référencées) que ce soit dans le cadre d'une étude préliminaire (diagnostic ou aménagement) ou d'une gestion de crise, cas où l'examen de multiples scénarios est privilégié par rapport à la précision sur l'extension de l'inondation d'un scénario.

National audience; Les contaminants organiques tels que les pesticides et les médicaments présents dans les cours d'eau peuvent se fixer sur les litières de feuilles, les sédiments et les matières en suspension. Ces substances potentiellement toxiques peuvent donc avoir une incidence sur le fonctionnement des écosystèmes lotiques. La détermination des niveaux de contaminations dans ces matrices solides environnementales est donc primordiale pour comprendre et appréhender les effets de ces contaminants dans les milieux aquatiques. Ces analyses de micropolluants à l'état de traces dans de telles matrices constituent un défi de taille, car elles requièrent des techniques analytiques efficaces pour atteindre une sensibilité et une spécificité appropriées. L'extraction et la purification avant analyse chromatographique sont des étapes cruciales qui nécessitent une optimisation afin de maximiser les rendements d'extraction et de minimiser les effets de matrices. En comparaison avec d'autres techniques classiques, la méthode QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe), couramment utilisée pour la sécurité alimentaire depuis 2003, présente l'avantage d'être, simple à mettre en oeuvre, adaptable à tous types de matrices solides, plus respectueuse de l'environnement et permet d'obtenir des extraits relativement propres. L'objectif de cette étude est donc d'optimiser les étapes d'extraction et de purification par QuEChERS. La quantification de 15 pesticides agricoles dans les litières de feuilles et de 49 contaminants d'origine urbaine dans les sédiments est ensuite réalisée par chromatographie liquide ultra haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem (UHPLC-MS-MS). Le premier groupe de 15 pesticides (2 herbicides et 2 métabolites, 6 fongicides et 5 insecticides) a été sélectionné en fonction de la fréquence de détection de ces composés dans les cours d'eau soumis aux contaminations agricoles diffuses. Le deuxième groupe de 49 substances est représentatif de pollutions urbaines (8 pesticides, 5 bétabloquants, 10 antibiotiques, 4 médicaments hypolipémiants, 2 bronchodilatateurs, 4 benzodiazépines, 2 antidépresseurs, 1 analgésique, 1 diurétique, 1 antidiabétique et 6 métabolites). Ces composés ont été choisis en fonction de leur présence dans les effluents de stations d'épuration. Tous ces composés présentent une large gamme de caractéristiques physico-chimique (-0.5 < log Kow < 5). Afin de sélectionner la méthode d'extraction la plus efficace pour chacun des deux groupes de micropolluants, nous avons tout d'abord comparé la méthode QuEChERS avec une méthode d'extraction liquide sous pression (PLE). Un plan d'expérience a été réalisé pour optimiser la masse et la nature des sels d'extraction et des sels de purification, les temps d'extraction et de centrifugation. Enfin, pour réduire les effets de matrice qui induisent une suppression de signal en UHPLC-MS-MS, des étapes supplémentaires de purification en "Pass through" sur Solid Phase Extraction (SPE) et de dilution des extraits ont été effectuées. Les extractions QuEChERS optimisées couplées à l'analyse par UHPLC-MS-MS permettent d'obtenir des rendements d'extraction compris entre 45 et 135 % en fonction des composés et les écart-types relatifs obtenus sont inférieurs à 20% (n=3). De faibles limites de quantification, allant de 2 ng/g sec à 200 ng/g sec selon le composé et la matrice ont été obtenues. Nous devons maintenant valider et déterminer les incertitudes de ces deux méthodes spécifiques et sensibles avant leur application pour des études de cas réelles.

/ Depuis la décennie 1970-1980, la Commission Internationale pour la Protection des Eaux du Léman (CIPEL) réalise périodiquement des campagnes d'analyse de micropolluants dans la chair de poissons, notamment des lotes (Lota lota). En 2018, 17 lotes et 28 gardons (Rutilus rutilus) ont ainsi été analysés, pour une large gamme de contaminants, notamment mercure (Hg), polychlorobiphényles (PCB), polybromodiphényl-éthers (PBDE), ainsi que 14 substances perfluoroalkylées et 12 retardateurs de flamme halogénés. Les mesures ont été interprétées en fonction des effets potentiels sur la faune piscivore, plutôt qu'en fonction de normes à visée sanitaire comme cela avait été le cas des campagnes précédentes. Le Léman apparait peu contaminé en ce qui concerne les PBDE, les chloroalcanes à chaîne courte, les PCB indicateurs (congénères 28, 52, 101, 138, 153 et 180), et la plupart des retardateurs de flamme chlorés et bromés alternatifs aux PBDE. En revanche, les concentrations moyennes dépassent les critères d'évaluation respectifs pour le mercure et les PCB de type dioxine (PCB-DL). Pour le PFOS, les concentrations moyennes sont inférieures au critère d'évaluation, mais quelques individus le dépassent. Un retardateur de flamme alternatif, le DBDPE, a également été détecté de manière systématique. Les concentrations de mercure et de PCB, qui ont fait l'objet d'un suivi de longue date notamment dans la chair de lotes, ont notablement baissé au fil des décennies, et semblent se stabiliser. Il est actuellement prématuré de statuer sur les tendances suivies par les PBDE et le PFOS dans le Léman. Des tendances comparables sont également observées dans d'autres lacs de la région comme le Lac Majeur, ou certains des Grands Lacs nord-américains, tandis que dans d'autres lacs ces dernières années ont vu les concentrations en mercure dans certaines espèces de poissons s'accroitre à nouveau. Le critère d'interprétation du mercure, qui est identique à la norme de qualité environnementale (NQE) retenue pour les eaux continentales dans l'Union Européenne, vise à protéger la faune piscivore des effets du méthyl-mercure [1]. Ce critère parait cependant problématique dans la mesure où il est systématiquement dépassé, alors même que les efforts visant à limiter les rejets de cet élément semblent avoir atteint leur limite, comme le suggère la tendance à long terme. Dès lors le niveau moyen actuel pourrait représenter une sorte de « bruit de fond anthropique » difficile à dépasser [2]. 1. Anonymous, Environmental Quality Standards (EQS) Substance Data Sheet - Priority Substance n°21 Mercury and its Compounds. 2015, European Commission: Brussels (B). p. 21. 2. Vignati, D.A.L., et al., Mercury environmental quality standard for biota in Europe: Opportunities and challenges. Integrated Environmental Assessment and Management, 2013. 9(1): p. 167-168.

1 .pdf copy (1 Pag.) of the abstract published by the Organization., The PIRAGUA project, funded by FEDER through the POCTEFA Programme of the EU, addresses the assessment of the hydrological cycle of the Pyrenees in the context of climate change. The goals of the project are to unify and homogenise the existing information, prospect future scenarios, develop indicators of change, and propose adaptation strategies with impact on the territory, with the ultimate goal of supporting investment aimed at adapting to climate change in relation to water resources.

Influence diagnostics identify data points that have a disproportionate impact on model calibration, and are therefore useful to identify possible erroneous data points or scrutinise the sensitivity of the model results to a small portion of the overall calibration dataset. Case-deletion Cook's distance calculates influence; however, it has a large computational demand due to the requirement for recalibration of the model parameters for every data point in the calibration data. Regression based Cook's distance provides an approximation of case-deletion Cook's distance by combining two regression components for each observed data point: 1) the leverage which is used to assess the potential importance of individual observations, and 2) the standardised residuals. By combining these two components the regression based Cook's distance requires only a relatively small number of additional runs and is therefore an attractive alternative to the computationally demanding case-deletion Cook's distance. The objective of this study is to develop generalised regression based influence diagnostics that can be applied across a wide range models and objective functions in a computationally efficient manner. This overcomes the limitations of the current suite of influence diagnostics. For example, the regression based Cook's distance has two assumptions that are not satisfied in hydrological modelling: 1) the hydrological model is linear; 2) the objective function applied is limited to standard least squares. In addition, although the case-deletion diagnostics overcome these assumptions, they require high performance computing and therefore are not computationally feasible for most hydrological model applications. In this study we generalise regression based Cook's distance to be applied beyond linear models and to the vast majority of objective functions currently applied in hydrological model calibration. The improvements from the new formulation are then examined by comparing generalised Cook's distance to the computationally demanding case-deletion influence metric (used as a baseline measure of the performance of each influence diagnostic). We consider three case studies: (1) a series of synthetic regression models with varying nonlinear model response and heteroscedasticity in residual error; 2) a conceptual hydrological model (GR4J), and 3) a rating curve incorporating discharge uncertainty and Bayesian parameter priors. The generalisation of the regression based Cook's distance allows for computationally cheap influence analysis across the vast majority of hydrological model structures and objective functions. The inclusion of highly influential data in model calibration can have a substantial impact on the predicted maximum and mean flows. Due to the large amount of insight that influence diagnostics provide combined with their computationally cheap nature we recommend that influence analysis is undertaken by hydrological practitioners as a step towards more robust model calibration.

/ Les bandes tampons végétalisées constituent une solution intéressante pour limiter les transferts de pesticides par ruissellement et réduire la pollution diffuse de l'eau. Pour être pleinement efficaces, elles doivent être adaptées au contexte dans lequel elles sont implantées. BUVARD Online est un outil disponible gratuitement en ligne (https://Buvard.irstea.fr), qui permet de dimensionner des bandes enherbées en tenant compte des conditions locales sur la France métropolitaine.

/ Les résidus médicamenteux sont peu éliminés par les stations de traitement des eaux usées (STEU) et se retrouvent dans les écosystèmes aquatiques provoquant une contamination chronique persistante des eaux de surface et des sédiments. Parmi ces résidus, les antibiotiques peuvent également s'accumuler dans le biote et ont été détectés à tous les niveaux du réseau trophique (Aubertheau et al. 2017). Dans l'environnement, la présence d'antibiotiques est en particulier susceptible d'altérer les fonctions et la structure des communautés microbiennes et plus spécifiquement d'exercer une pression de sélection sur les bactéries, avec un risque avéré de développement d'antibiorésistances. Dans ce contexte, nous appliquons une approche multi-compartiments (eau de surface, périphyton, sédiment) et multi-sites incluant des écosystèmes lotique (rivière Arve) ou lacustre (lac Léman) afin de comparer la réponse des communautés microbiennes naturelles issues de sites présentant des expositions contrastées aux résidus de médicaments en provenance de STEU. Pour chaque site étudié, nous avons évalué le potentiel fonctionnel des communautés microbiennes du périphyton et des sédiments (photosynthèse, activités hétérotrophes extra-cellulaires) ainsi que leur tolérance à 2 antibiotiques (ciprofloxacine, sulfaméthazine) suivant une approche PICT et leur capacité à biodégrader les sulfonamides. Ces analyses biologiques seront complétées par l'étude du résistome et de la structure des communautés puis mises en relation avec les concentrations des résidus médicamenteux dans le périphyton, les sédiments et les eaux de surface. Les premiers résultats ont notamment mis en évidence dans le lac Léman une plus forte tolérance microbienne à la ciprofloxacine au site proche du rejet de STEU qu'au site plus protégé. Ces premiers résultats seront complétés et contribueront à une meilleure connaissance de la répartition des antibiotiques et des antibiorésistances dans les différents compartiments aquatiques ainsi qu'à une meilleure compréhension des liens entre structure du résistome et fonctions associées à ces résistances (tolérance ou biodégradation) chez les communautés microbiennes.

/ La gestion des eaux pluviales évolue de plus en plus vers l'utilisation de techniques dites alternatives permettant une gestion à la parcelle de ces eaux. Nous nous intéressons dans cet article, plus spécifiquement à l'évaluation des « couts internes », ceux pour les services, qui sont de plus en plus recherchés par les collectivités du fait de l'augmentation des TA sur leur territoire et également pour rationaliser leur gestion au sein du territoire et de l'organisation. Nous présentons la méthodologie d'analyse de couts mise au point pour des crises sur les réseaux d'eau potable et expérimentées sur quelques techniques alternatives sur l'Eurométropole de Strasbourg et la Métropole du Grand Lyon. Cette étude a amené a investiguer les différents acteurs de l'entretien des TA : services assainissement, service espace vert, communal ou communautaire, propreté, nettoiement des voiries...). Ces coûts provenant et du budget annexe de l'assainissement (facture d'eau) et du budget général de la collectivité (impôts locaux). Nous utilisons la méthode des couts complets dans notre approche.

International audience; The French part of the Meuse River catchment was identified as vulnerable to drought hazard by water managers, and this should be critically exacerbated in a changing climate where increasing drought magnitude is expected. Water managers need new statistical tools to better anticipate drought hazard, making best use of the available meteorological data and sometimes spatially scarce hydrological data. This issue is currently explored within the CHIMERE21 project supported by the Rhine-Meuse Water Agency, in which the impacts of climate change on water management are analysed. More specifically, simple and informative indicators are investigated to help decision in managing water scarcity on this international basin. In France, the meteorological services (Météo-France, MF) provide maps of diverse gridded hydro-meteorological indices at a 10-day or 1-month time-step directly to the Water Agencies, including maps of the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Standardized Soil Wetness Index (SSWI). The SPI can be used to quantify meteorological drought while the SSWI can help characterising soil moisture drought. Hydrologists of DREAL Grand-Est (Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement), the public body in charge of water management strategy in the Rhine-Meuse basins, are willing to use these maps for hydrological drought characterization in order to better understand drought hazard and adapt water management accordingly. To define drought hazard, DREAL Grand-Est generally uses a threshold approach, the threshold being calculated with a 3-day moving average minimum flow (VCN3) for different return periods (2, 5, 10, and 20 years). When river flow drops below one of these thresholds, a more or less severe drought state is declared and drought management measures are adopted consequently. The work presented here involves water managers and researchers to develop an innovative approach for drought characterization at the sub-catchment scale. It aims to use a logistic regression approach and build a relationship between the probability of reaching a given drought severity stage (VCN3 for different return periods) and observed hydro-meteorological indices (SPI and SSWI). The French Meuse River catchment is used as a case study to develop this approach. MF maps of SSWI and SPI are available on an 8-km grid. VCN3 indicators are spatially computed at the subcatchment scale based on observed discharge for 16 stations. Since the ultimate aim is to apply this method on ungauged catchments, regressions are built on a subset of these stations and assessed on the rest of them to estimate their transferability in space.

International audience; The impact of urbanization on groundwater is by no means simple to understand, as it depends on a variety of factors such as climate, hydrogeology, water management practices and infrastructure. In semi-arid landscapes, the urbanization processes can involve high water consumptions and irrigation increase, which acts as a new groundwater recharge. We assessedes the hydrological impacts of urbanization and irrigation rates in an Andean peri-urban catchment located in Chile, in a semi-arid climate. For this purpose, we built and validated a coupled surface-groundwater model that allowed verifying a strong stream-aquifer interaction in areas with shallow groundwater, higher than some sewers and portions of the stream. Moreover, we also identified a significant local recharge associated with inefficient urban irrigation. From the evaluation of different future scenarios, we determined that increasing irrigation efficiency will decrease the current groundwater levels, while the median (Q50%) and low flow (Q95%) discharges will reduce from 408 l/s and 43 l/s to 389 l/s and 22 l/s respectively. Overall, our results show the relevance of integrating the modelling of surface and subsurface water resources at different spatial and temporal scales when assessing the effect of urban development and the suitability of urban water practices.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; International audience; This data article associated with the manuscript "Comparative proteomics in the wild: accounting for intrapopulation variability improves describing proteome response in a Gammarus pulex field population exposed to cadmium" refers to the shotgun proteomics analysis performed on 40 Gammarus pulex animals sampled from the wild. Proteins were extracted, digested with trypsin, and the resulting peptides were identified by tandem mass spectrometry. Here, we present the list of proteins from males and the list of proteins from females that are differentially detected between the Brameloup and the Pollon populations. Data are available via ProteomeXchange with identifiers PXD013656 and PXD013712, respectively.

International audience; In France and more generally over Europe, significant amounts of pollutants are measured in surface water, partly due to the use of pesticides by agriculture. In the European Water Framework Directive, Europe is advocating the development of best management practices to reduce pesticide transfers to the river network once they are applied in the watershed. This includes implementing vegetative filter strips (VFS), that ensure the interception and the mitigation of contaminant transfers arising from fields. VFS are now mandatory along rivers in many countries, due to their recognized effectiveness to limit pesticide and sediment transfer by surface runoff (Asmussen et al., 1977; Dosskey, 2001). However, the general effectiveness of these buffers to reduce runoff transport of pesticides highly depends on pedologic characteristics, climatic conditions, and cultural practices. It is thus necessary to use mechanistic models that represent processes occurring on a vegetative filter strip, such as VFSMOD (Vegetative Filer Strip Modeling, Muñoz-Carpena et al., 1999). These models are relevant tools to design properly the buffers accounting for local conditions, although they are rarely used in France, since they are considered too complex for operational use (Carluer et al., 2017). In France, in order to help decision-makers use physically-based modelling, Irstea developed the modeling toolkit BUVARD (BUffer strip for runoff Attenuation and pesticides Retention Design tool). It consists of several steps including analyzing the watershed and its characteristics (soil, climate, cultural practices), and running dynamical models, in particular the mechanistic model VFSMOD adapted to French conditions (Muñoz-Carpena et al., 2018, Lauvernet and Muñoz-Carpena, 2018). At the end this toolkit delivers the optimal VFS width considering the needed filter efficiency (for example, 70% of runoff reduction). However, this very complete method assumes that the user provides detailed field knowledge and data (type of soil of the contributive area and of the VFS, rainfall rate, water table depth, slope, etc.), which are not easily available in many practical applications. Moreover, the variety of tools, which rely on several interfaces or several programming languages, makes it relatively difficult to take over the design procedure. We get to situations where the tool is used, without any uncertainty quantification nor sensitivity analysis, although they should be performed together with the tool's simulations (Saltelli et al., 2008). The next step in seeking to increase the operational scope of the modeling toolkit was to use metamodeling techniques. By reducing the computational cost of the modeling toolkit, the metamodel of BUVARD will make it possible to apply the tool on new watersheds with far fewer input parameters (6 against 70), and to determine the output uncertainty and sensitivity to input parameters in other climatic and agronomic conditions at low cost. Metamodeling is still rarely used in the water quality domain, since processes related to pesticide transfer are highly nonlinear. The VFS sizing tool BUVARD and the physical processes it represents (water and pesticide transfer at surface/subsurface) includes high non-linearities, due to the dependence on qualitative inputs (or categorical variables). Indeed, two major inputs, the typeof soil of the VFS and the type of rainfall event, have been defined in BUVARD for operational purposes, as substitute to functional inputs (rainfall hyetograph) and to correlated inputs that are the hydrodynamics properties of the soil (saturated hydraulic conductivity, porosity, and van Genuchten parameters). Qualitative inputs generate discontinuities in the model's response that many methods are unable to deal with, removing the smoothness of the model's output that is generally a necessary condition to build a metamodel (Zang and Notz, 2015). In this study, we adapted kriging to mixed variables (qualitative and quantitative), by testing several covariance kernels for a mixture of qualitative and quantitative inputs. Their performances are compared to a linear model and to a generalized additive model (GAM) that have been often used in water quality metamodeling. The methods are validated with the physically-based simulations conducted on a full factorial test design. It will be shown that the adapted kriging is very efficient and weakly dependent on the sampling size of the experimental design. These metamodels will then be used to perform uncertainty quantification and global sensitivity analysis of the VFS efficiency in a French watershed in the Beaujolais vineyard region. Polynomial Chaos Expansion do not allow to account for qualitative variables to our knowledge, but they have the advantage of being very efficient on complex models, and to compute Sobol indices directly from polynomial chaos expansions (Le Gratiet et al., 2017). We will compare the analysis from the PCE on each group of modality to the one performed with the kriging with an adapted covariance kernel. The final aim of this study is to give the users a complete tool accounting for uncertainty and sensitivity of the model outputs to design their vegetative filter strips. Asmussen, L.E., White, A.W., Hauser, E.W., Sheridan, J.M., 1977. Reduction of 2,4-D Load in Surface Runoff Down a Grassed Waterway1. Journal of Environment Quality 6, 159. Carluer, N.; Lauvernet, C.; Noll, D., Muñoz-Carpena, R. Defining context-specific scenarios to design vegetated buffer zones that limit pesticide transfer via surface runoff Science of The Total Environment , 2017, 575, 701 - 712 Dosskey, M.G., Helmers, M.J., Eisenhauer, D.E., 2011. A design aid for sizing filter strips using buffer area ratio. Journal of Soil and Water Conservation 66, 29-39. Hastie, Tibshirani and Friedman, 2009. The Elements of Statistical Learning (2nd ed.). Springer-Verlag. Le Gratiet, L.; Marelli, S. & Sudret, B. Metamodel-Based Sensitivity Analysis: Polynomial Chaos Expansions and Gaussian Processes Handbook of Uncertainty Quantification, Springer International Publishing, 2017, 1289-1325 Lauvernet, C., Muñoz-Carpena, R. Shallow water table effects on water, sediment, and pesticide transport in vegetative filter strips -- Part 2: model coupling, application, factor importance, and uncertainty. Hydrology and Earth System Sciences, 2018, 22, 71-87 Muñoz-Carpena, R., J.E. Parsons, et J.W. Gilliam, 1999. Modeling hydrology and sediment transport in vegetative filter strips. Journal of Hydrology 214:111. Muñoz-Carpena, R.; Lauvernet, C., Carluer, N. Shallow water table effects on water, sediment, and pesticide transport in vegetative filter strips -- Part 1: nonuniform infiltration and soil water redistribution. Hydrology and Earth System Sciences, 2018, 22, 53-70 Rasmussen, C.E..and Williams, C.K.I. Gaussian Processes for Machine Learning. The MIT Press, 2006. ISBN 0-262-18253-X. Saltelli, A.; Ratto, M.; Andres, T.; Campolongo, F.; Cariboni, J.; Gatelli, D.; Saisana, M., Tarantola, S. Global Sensitivity Analysis: The Primer John Wiley & Sons, 2008 Zhang, Y., Notz, W. I., 2015. Computer experiments with qualitative and quantitative variables: A review and reexamination. Quality Engineering 27 (1), 2-13.

/ La préservation de la qualité de l'eau est un enjeu majeur à la fois pour l'environnement et pour la santé humaine. Dans le contexte de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE, 2000/60/CE), de nombreux travaux ont étudié les micropolluants organiques, et les connaissances concernant leur présence, voies d'introduction, sources et impacts sur les écosystèmes aquatiques ont considérablement augmenté. Les eaux usées étant des sources importantes de micropolluants en lien avec la consommation de produits manufacturés, l'application de la DCE a conduit au renforcement de la réglementation sur le traitement des eaux usées urbaines et à la généralisation des procédés biologiques tels que les boues activées à aération prolongée ou les biofiltres, permettant d'éliminer significativement les micropolluants organiques. Les processus d'oxydation impliqués consistent en une dégradation qui peut ne pas être complète, générant des produits de transformation (TP) relativement stables et toxiques susceptibles de se retrouver à la fois dans les boues et effluents liquides. Jusqu'à présent, les données sur les TP restent rares et se limitent à quelques composés. Ainsi, il apparaît essentiel que les futurs projets de recherche portent sur la question des TP afin d'élucider leur présence, formation et devenir tout au long du système de traitement des eaux usées jusqu'à leur entrée potentielle dans le milieu aquatique par le biais des rejets d'effluents des stations d'épuration (STEP). Objet ou objectifs TRANSPRO étudie la formation des TP, en développant des méthodes innovantes de screening utilisant des outils à la fois chimiques (Spectrométrie de Masse Haute Résolution) et biologiques (tests in vitro). Il étudie l'ensemble du système de traitement des eaux usées (des entrées de STEP) jusqu'aux écosystèmes aquatiques naturels, en se concentrant sur différents types de procédés de traitement par rapport à leur capacité à générer des TP ainsi que sur les procédés naturels (biodégradation, photo-oxydation) pouvant donner lieu à des transformations dans le milieu lui-même. Méthode TRANSPRO est un projet financé par l'agence nationale de la recherche (ANR) sur la période 2019-2022. Il est porté par un consortium de partenaires publics. C'est un projet collaboratif impliquant un partenariat solide basé sur une expertise pluridisciplinaire, associant chimistes analyticiens (EPOC), physico-chimistes (EPOC, LGC), chimistes de l'environnement (EPOC, Irstea), spécialistes en génie des procédés et modélisation (Irstea, LGC), (éco) toxicologues (EPOC), spécialistes des systèmes de traitement des eaux usées (LGC, Irstea), tous rassemblés pour aborder une question commune: quels processus génèrent des TP, que sont ces TP et quels sont ceux pertinents d'un point de vue environnemental ? Résultats TRANSPRO va permettre d'améliorer nos connaissances sur la nature, l'origine et la dynamique des TP. Il permettra également de classifier les procédés de traitement des eaux usées par rapport à leur tendance à générer des TP et d'aider à sélectionner le processus le plus efficace en termes de dégradation des contaminants parents mais minimisant la formation des TP. TRANSPRO fournira ainsi des connaissances qui contribueront à améliorer les traitements des eaux usées pour concevoir les systèmes d'assainissement de demain. Tout savoir sur le projet TRANSPRO : https://lnkd.in/dkZnUyS

/ La perturbation des communautés biologiques causée par la contamination chimique des écosystèmes aquatiques est encore mal comprise et l'émergence de nouveaux contaminants dans les cours d'eau pose la question de la vulnérabilité de ces écosystèmes face au développement des activités humaines. Aujourd'hui, la toxicité des substances et des milieux pour les populations aquatiques est évaluée en écotoxicologie par la mesure d'effets individuels (mortalité, baisse de fertilité...) ou subindividuels (biomarqueurs). Au sein du laboratoire d'écotoxicologie d'Irstea Lyon, j'ai contribué au développement d'une méthodologie de biosurveillance active qui procède par le suivi de telles réponses sur des individus encagés appartenant à l'espèce Gammarus fossarum (crustacé amphipode) choisie comme sentinelle des communautés d'invertébrés. L'opérationnalité de cette méthodologie de biotests in situ réside dans notre capacité à avoir pu intégrer la variabilité des conditions environnementales dans la lecture des réponses biologiques grâce à une approche de modélisation. Mon laboratoire dispose aujourd'hui d'indicateurs de contamination biodisponible et de toxicité pour de nombreuses rivières, à l'échelle des réseaux de surveillance nationaux. Ce type d'informations (rarement obtenues avec une telle dimension et à de telles échelles spatiales) renseigne sur la toxicité des milieux, mais certains verrous scientifiques (changement de niveau d'organisation biologique, échelles temporelles et spatiales, diversité et adaptation des populations) font que l'extrapolation de ces réponses pour prédire le risque pour les populations en place n'est pas triviale. Pour répondre à cette problématique, j'ai travaillé en premier lieu au développement de modèles de dynamique de populations qui tiennent compte de l'histoire de vie et de la phénologie de ces espèces d'invertébrés et permettent de traduire les réponses mesurées sur les traits de vie en termes d'impact démographique potentiel (indicateur populationnel). Par ailleurs, j'applique une approche de biologie comparative pour étudier la variabilité entre populations de gammaridés de la sensibilité à certains contaminants, leur capacité d'adaptation à la contamination chronique des milieux, ou encore l'éventuel signal phylogénétique qui pourrait sous-tendre ces hétérogénéités entre populations et espèces. Aujourd'hui, mon équipe poursuit ces questionnements en visant une compréhension moléculaire des vulnérabilités, des différences de sensibilité entre populations face au stress toxique. Pour avancer dans les capacités prédictives de ces approches d'écotoxicologie vis-à-vis des impacts à des niveaux d'organisation supérieurs, mon projet scientifique à court terme est de confronter les patrons de réponses observés aux échelles individuelles, leur extrapolation en termes d'effets populationnels potentiels, à l'observation de l'état des communautés écologiques en place. Pour cela, je peux notamment tirer bénéfice des bases de données d'indicateurs écotoxicologiques acquises à l'échelle nationale sur les réseaux de surveillance et aux données de bioindication disponibles sur ces mêmes réseaux qui peuvent permettre de dresser un état des communautés d'invertébrés en place. Cette démarche permettra de reposer les questions de différences de vulnérabilité au stress toxique entre espèces, leur capacité d'adaptation à la contamination, ceci à une large échelle spatiale et dans des contextes de multi-contamination représentatifs des cours d'eaux nationaux. Ce même type de raisonnement pourra également être posé à des échelles spatiales plus faibles, par exemple celle de bassins versants sur lesquels un lien entre pression chimique, toxicité et dégradation écologique pourra être établi au regard de sources de contamination identifiées. Mon projet veut ainsi contribuer plus largement à une meilleure prédiction de l'effet des perturbations anthropiques sur les écosystèmes aquatiques, et à l'évaluation du rôle des pressions chimiques toxiques dans la dégradation de la qualité biologique de ces milieux.

/ Les résidus médicamenteux sont peu éliminés par les stations de traitement des eaux usées (STEU) et se retrouvent dans les écosystèmes aquatiques provoquant une contamination chronique persistante des eaux de surface et des sédiments. Parmi ces résidus, les antibiotiques peuvent également s'accumuler dans le biote et ont été détectés à tous les niveaux du réseau trophique (Aubertheau et al. 2017). Dans l'environnement, la présence d'antibiotiques est en particulier susceptible d'altérer les fonctions et la structure des communautés microbiennes et plus spécifiquement d'exercer une pression de sélection sur les bactéries, avec un risque avéré de développement d'antibiorésistances. Dans ce contexte, nous appliquons une approche multi-compartiments (eau de surface, périphyton, sédiment) et multi-sites incluant des écosystèmes lotique (rivière Arve) ou lacustre (lac Léman) afin de comparer la réponse des communautés microbiennes naturelles issues de sites présentant des expositions contrastées aux résidus de médicaments en provenance de STEU. Pour chaque site étudié, nous avons évalué le potentiel fonctionnel des communautés microbiennes du périphyton et des sédiments (photosynthèse, activités hétérotrophes extra-cellulaires) ainsi que leur tolérance à 2 antibiotiques (ciprofloxacine, sulfaméthazine) suivant une approche PICT et leur capacité à biodégrader les sulfonamides. Ces analyses biologiques seront complétées par l'étude du résistome et de la structure des communautés puis mises en relation avec les concentrations des résidus médicamenteux dans le périphyton, les sédiments et les eaux de surface. Les premiers résultats ont notamment mis en évidence dans le lac Léman une plus forte tolérance microbienne à la ciprofloxacine au site proche du rejet de STEU qu'au site plus protégé. Ces premiers résultats seront complétés et contribueront à une meilleure connaissance de la répartition des antibiotiques et des antibiorésistances dans les différents compartiments aquatiques ainsi qu'à une meilleure compréhension des liens entre structure du résistome et fonctions associées à ces résistances (tolérance ou biodégradation) chez les communautés microbiennes.

/ Le code ARFAN (« Areal RainFall ANalyses ») permet l'analyse multidurées de chroniques de pluie à pas de temps fixe. Il peut traiter les chroniques ponctuelles, ou des « pluies de bassin » qui en sont déduites (méthode des polygones de Thiessen 'dynamique' recalculant les coefficients de pondération en fonction des lacunes, calcul géostatistique par simulations conditionnelles, permettant d'estimer l'incertitude [code externe SAMPO]). L'échantillonnage est réalisé en maxima annuels et par dépassement de seuils (avec contrôle du choix du seuil et des critères d'indépendance, et validation de l'échantillon obtenu). L'ajustement des lois de probabilité reconnues donne les quantiles. Répéter sur la chronique moyennée sur plusieurs durées produit les courbes Intensité-durée-Fréquence décrivant le régime des pluies fortes (de bassin le cas échéant). Ces IdF sont classiquement utilisées pour construire des « pluies de projet probabilistes », moyennant le choix a priori d'une forme, symétrique ou non (triangle, double triangle, hyétogramme « moyen »). Cependant, cet objet est subjectif et très réducteur. La pluie « de bassin » suppose une hypothèse d'homogénéité spatiale des pluies ; or la variabilité temporelle et spatiale des phénomènes est considérable y compris au sein du bassin, et gouverne l'effet concret de tous dispositifs. Une stratégie de gestion des crues, basée ou non sur des ouvrages à dimensionner, doit considérer cette variabilité des phénomènes. Un progrès possible est de travailler par simulation continue : générer des chroniques de débit à partir de longues chroniques de champs de pluie stochastiques. La méthode est plus exigeante à mettre en oeuvre, mais restitue une variabilité riche et réaliste, nécessaire pour évaluer véritablement l'aléa d'inondation et l'effet d'ouvrages sur cet aléa. ARFAN est un outil de recherche ouvert et évolutif, destiné à tester des méthodes. Une version stable sera aussi disponible pour des utilisations pédagogiques et à l'attention des services de l'État et des bureaux d'étude. Ces travaux bénéficient du soutien du Ministère français chargé de l'Environnement (convention Multirisques) et de partenariats (PHC franco-algérien Tassili ; université autonome de Querétaro, Mexique). SAMPO a été soutenu par divers acteurs (ANR Floodscale, CCR, EdF, Sintef).

International audience; Streamflow estimation in real time is required for data assimilation by flood forecasting systems. Streamflow time series are established using 'rating curves' that approximate the stage-discharge relationship. A major problem is that the river bed at many hydrometric stations can evolve due to morphogenic floods, leading to rating changes, or 'shifts'. The methods proposed in the literature for updating the rating curve are based on a retrospective statistical analysis of calibration data (or gaugings). The aim of the proposed method is the automatic detection of shifts and the estimation of their magnitude in real time, using both observational data and hydraulic knowledge of the site. It is built on an existing Bayesian framework for estimating probabilistic stage-discharge rating curves with quantitative uncertainties. Before starting a real-time application, a retrospective analysis is performed to detect past changes typically based on available gaugings. The retrospective results are then used to calibrate the methods for detecting and estimating shifts and their magnitudes in real-time. To this aim, the method uses different sources of information available in real time, e.g. stage records, estimates of the sediment transport that affects the bed evolution, changes in the shape of recession curves, changes in correlations with neighbouring hydrometric stations, etc. The proposed method was applied to the Ardèche River at Meyras, France, a river with a gravel-bed degrading during each flood. Both retrospective analysis and real-time estimation of the stage-discharge rating curves yielded encouraging results, with consistent detection of shifts and estimation of their magnitudes. Further research includes testing the method at more challenging sites and the use of other useful information available in real-time. The final goal is to provide real-time streamflow estimates with uncertainties that can be assimilated in models and decision making.

[Departement_IRSTEA]Eaux [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels; International audience; Several research groups have been developing algorithms to calculate river discharges using satellite measurements only. However, the use of ground measurements is useful to greatly reduce the uncertainties. We have developed and tested an original Bayesian method to estimate streamflow at hydrometric stations using satellite measurements of water surface elevation (stage), width and slope as input data. The tests were conducted using an existing set of synthetic data defined in the context of the future SWOT satellite mission for a range of rivers. Typical sets of ground discharge measurements (1-24 gaugings) were created by sampling these synthetic data and adding measurement errors. We found that the reach-averaged cross-sectional geometry of each site can usually be approximated by a single rectangular, trapezoidal, parabolic or triangular shape, or a combination of two shapes for low and high flows. Based on such cross-sectional shapes, simple stage-width-slope-discharge models can be derived based on the Manning equation for fairly steady and uniform flows. A few gaugings in each flow segment of the model are necessary to estimate the parameters and produce discharge records with acceptable uncertainty. Our results show that it is possible to apply methods used for ground hydrometric stations to virtual stations created by satellite remote sensing throughout large river networks. Fewer ground discharge measurements are required because the satellite provides the water surface width and slope in addition to the stage. The proposed Bayesian approach bridges the gap between traditional ground-based hydrometry and river hydraulics remote sensing, and observational strategy can be optimized based on uncertainty quantification. Figure: Estimates of a parameter of the model: the mean elevation h0 of the Sacramento River bed using 2-24 gaugings. Boxplots show 95% probability intervals and the medians. Prior distribution is shown in white (0 gauging).

International audience; The estimation of sand fluxes in large rivers is an important issue because of its significant role on the river morphodynamic. However, these fluxes are very difficult to measure and compute because of their large spatial and temporal variability. Equations can be used to compute the sediment transport capacity but the actual sediment transport may be lower than this capacity when sand supply is limited, especially for gravel bed rivers like the Rhône River, France. This study presents the results of a comparison between recent flux measurement surveys on the Rhône River in Lyon and a simple physically based model for computing the sand transport capacity. Flux measurements were achieved combining ADCP measurements and direct sampling using a Niskin sampler. Seven field surveys were carried out, most of them during a 10-year flood in 2018. The range of investigated discharges varies from 900 m3/s to 2700 m3/s during different phases of the flood. Each experiment is made of a set of 12 samples distributed on a cross section, velocities and bathymetry being acquired with an ADCP. The analyses were carried out by sieving and filtering. On the other hand, sediment transport is estimated using a semi-empirical sediment transport formula for suspended load. The model is based on stage-discharge relationships to estimate the main hydraulic parameters, such as the bed shear stress. This model was implemented on two cross-sections with relatively different hydrodynamic conditions, and results were compared with measurements. It is interesting to observe that the transport capacity is reached for the less dynamic cross-section, which appears to control sand transport over the whole reach.We established a suspended sand rating curve for this cross section and experimental results were correctly predicted by the model. However, uncertainties need to be evaluated before establishing reliable sand fluxes time series and budgets.

International audience; The development of populated areas near mining activities, an important source of metal contamination, poses a challenge for urban sustainability and public health, which must be addressed in a multidisciplinary way. Street dusts are a relevant indicator of environmental pollution, as they are an important exposure pathway and record recent metal accumulation. Risk assessment is an effective tool to evaluate and manage these risks. The majority of these analyses, however, do not evaluate the particle size used to represent environmental exposure, despite its importance, historically using a broad range.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels; International audience; The Rhône river basin is a highly populated area in southeastern France, with a high concentration of alpine glaciers which have been rapidly retreating in the last decades as the climate warms. In order to anticipate potential issues and conflicts concerning water resources in the high alpine valleys, there is a strong need for local-to-regional projections of glacier and snow hydrological contributions. In this study, we present ALPGM (ALpine Parameterized Glacier Model), a fully parameterized glacier model, which makes use of the most recent available data and reanalysis to simulate the evolution of all the ~660 glaciers in the French Alps for the 1984-2100 period. It computes glacier-wide yearly surface mass balances (SMB) using machine learning, and it updates the glacier geometry by redistributing the glacier-wide SMB values along the glacier elevations according to a glacier-specific parameterized function.

International audience; ARFAN, pour Areal RainFall ANalyses, est un prototype d'outil d'analyse de chroniques de pluie au pas de temps fixe, développé en Python3 pour automatiser les traitements habituels et proposer des traitements spécifiques, avec des sorties graphiques adaptées. Il permet en particulier d'estimer des pluies "de bassin", pour l'instant avec la méthode sommaire mais répandue des polygones de Thiessen, réajustée en fonction des lacunes. La chronique de bassin peut ensuite être échantillonnée (max annuels, sup-seuil) pour en tirer des IdF de bassin ainsi qu'une forme "moyenne" d'événement. Ceci permet de construire des "pluies de projet", qui, comme les "crues de projet" sont bien pratiques en ingénierie, mais en fait très critiquables ; les approches par "simulation continue" sont préférables car elles respectent la variabilité spatiale et temporelle des pluies.

National audience; Ce poster « L'Open Access ? Je maîtrise ! » a été réalisé dans le cadre d'une action collective débutée en 2017 et menée par des professionnels de l'IST et bibliothécaires du groupe Open Access Lyon. Il fait partie d'un ensemble de six posters traitant des idées reçues sur l'Open Access : 1. « L'Open Access ? Je maîtrise ! » 2. « Publier en Open Access, ce n'est pas sérieux ! » 3. « L'Open Access, les éditeurs sont contre ! » 4. « L'Open Access facilite le plagiat » 5. « L'Open Access, c'est la mort de l'édition » 6. « L'Open Access ce n'est pas pour moi !». Ces posters ont été réalisés à des fins de médiation auprès de publics variés pour déconstruire les idées reçues autour du libre accès dans les différents établissements membre du groupe durant et autour de l'Open Access Week 2018. Deux de ces posters ont été présentés durant les rencontres du club utilisateur CasuHAL 2018 à Dijon les 31 mai et 1er juin 2018; l'ensemble des posters a été présenté lors et autour de la journée oawlyon2018 du 18 octobre 2018. Ces posters ont pu être réalisés grâce au soutien de l'Université de Lyon.

National audience; Ce poster « L'Open Access ? Je maîtrise ! » a été réalisé dans le cadre d'une action collective débutée en 2017 et menée par des professionnels de l'IST et bibliothécaires du groupe Open Access Lyon. Il fait partie d'un ensemble de six posters traitant des idées reçues sur l'Open Access : 1. « L'Open Access ? Je maîtrise ! » 2. « Publier en Open Access, ce n'est pas sérieux ! » 3. « L'Open Access, les éditeurs sont contre ! » 4. « L'Open Access facilite le plagiat » 5. « L'Open Access, c'est la mort de l'édition » 6. « L'Open Access ce n'est pas pour moi !». Ces posters ont été réalisés à des fins de médiation auprès de publics variés pour déconstruire les idées reçues autour du libre accès dans les différents établissements membre du groupe durant et autour de l'Open Access Week 2018. Deux de ces posters ont été présentés durant les rencontres du club utilisateur CasuHAL 2018 à Dijon les 31 mai et 1er juin 2018; l'ensemble des posters a été présenté lors et autour de la journée oawlyon2018 du 18 octobre 2018. Ces posters ont pu être réalisés grâce au soutien de l'Université de Lyon.

National audience; Ce poster « L'Open Access ? Je maîtrise ! » a été réalisé dans le cadre d'une action collective débutée en 2017 et menée par des professionnels de l'IST et bibliothécaires du groupe Open Access Lyon. Il fait partie d'un ensemble de six posters traitant des idées reçues sur l'Open Access : 1. « L'Open Access ? Je maîtrise ! » 2. « Publier en Open Access, ce n'est pas sérieux ! » 3. « L'Open Access, les éditeurs sont contre ! » 4. « L'Open Access facilite le plagiat » 5. « L'Open Access, c'est la mort de l'édition » 6. « L'Open Access ce n'est pas pour moi !». Ces posters ont été réalisés à des fins de médiation auprès de publics variés pour déconstruire les idées reçues autour du libre accès dans les différents établissements membre du groupe durant et autour de l'Open Access Week 2018. Deux de ces posters ont été présentés durant les rencontres du club utilisateur CasuHAL 2018 à Dijon les 31 mai et 1er juin 2018; l'ensemble des posters a été présenté lors et autour de la journée oawlyon2018 du 18 octobre 2018. Ces posters ont pu être réalisés grâce au soutien de l'Université de Lyon.

National audience; Ce poster « L'Open Access ? Je maîtrise ! » a été réalisé dans le cadre d'une action collective débutée en 2017 et menée par des professionnels de l'IST et bibliothécaires du groupe Open Access Lyon. Il fait partie d'un ensemble de six posters traitant des idées reçues sur l'Open Access : 1. « L'Open Access ? Je maîtrise ! » 2. « Publier en Open Access, ce n'est pas sérieux ! » 3. « L'Open Access, les éditeurs sont contre ! » 4. « L'Open Access facilite le plagiat » 5. « L'Open Access, c'est la mort de l'édition » 6. « L'Open Access ce n'est pas pour moi !». Ces posters ont été réalisés à des fins de médiation auprès de publics variés pour déconstruire les idées reçues autour du libre accès dans les différents établissements membre du groupe durant et autour de l'Open Access Week 2018. Deux de ces posters ont été présentés durant les rencontres du club utilisateur CasuHAL 2018 à Dijon les 31 mai et 1er juin 2018; l'ensemble des posters a été présenté lors et autour de la journée oawlyon2018 du 18 octobre 2018. Ces posters ont pu être réalisés grâce au soutien de l'Université de Lyon.

National audience; Ce poster « L'Open Access ? Je maîtrise ! » a été réalisé dans le cadre d'une action collective débutée en 2017 et menée par des professionnels de l'IST et bibliothécaires du groupe Open Access Lyon. Il fait partie d'un ensemble de six posters traitant des idées reçues sur l'Open Access : 1. « L'Open Access ? Je maîtrise ! » 2. « Publier en Open Access, ce n'est pas sérieux ! » 3. « L'Open Access, les éditeurs sont contre ! » 4. « L'Open Access facilite le plagiat » 5. « L'Open Access, c'est la mort de l'édition » 6. « L'Open Access ce n'est pas pour moi !». Ces posters ont été réalisés à des fins de médiation auprès de publics variés pour déconstruire les idées reçues autour du libre accès dans les différents établissements membre du groupe durant et autour de l'Open Access Week 2018. Deux de ces posters ont été présentés durant les rencontres du club utilisateur CasuHAL 2018 à Dijon les 31 mai et 1er juin 2018; l'ensemble des posters a été présenté lors et autour de la journée oawlyon2018 du 18 octobre 2018. Ces posters ont pu être réalisés grâce au soutien de l'Université de Lyon.

International audience; L'objectif de ce travail est de connaître de façon plus précise les caractéristiques d'émission des eaux brutes par les particuliers non raccordés au réseau collectif d'assainissement et de déterminer les amplitudes de variation en termes de volume, concentration et charge de la pollution émise par un foyer. Pour cette étude, 15 foyers ont été étudiés tant au niveau des suivis quantitatifs (volumes consommés par jour) qu'au niveau qualitatif (caractérisation de la pollution émise par foyer et par habitant). Les 15 sites ont ensuite été comparés aux valeurs de référence en assainissement collectif.