Réseau français d’observation des isotopes dans les précipitations

Le SNO RENOIR a pour objectif de produire une observation fiable, continue et à long terme de l’eau entrant dans les hydro- et éco-systèmes.

L’objectif est de suivre, à grande échelle, la répartition des pluies et de leurs signatures isotopiques sur le territoire afin d’en produire une cartographie précise, continue dans le temps sur la  France métropolitaine et ultramarine.

Suivre les isotopes stables de la molécule d’eau dans les précipitations vise notamment à :

• comprendre la dynamique des hydro- et éco-systèmes
• acquérir une fonction « Entrée » fiable et en continu de l’eau dans ces systèmes
• documenter les variations spatiales et temporelles des précipitations
• contribuer à l’étude du cycle de l’eau dans un contexte de changement climatique
• mieux caractériser les effets de saisonnalité, d’altitude et de continentalité sur la composition isotopique des pluies

Ce que l’on cherche à mieux comprendre

Les isotopes stables de l’eau permettent d’aborder plusieurs questions clés :

• Quelle est l’origine des précipitations observées sur un territoire ?
• Comment varient les signatures isotopiques des pluies dans le temps et dans l’espace ?
• Comment ces signatures renseignent-elles sur le cycle de l’eau et les conditions de formation des précipitations ?
• Comment constituer une fonction “Entrée” fiable pour comprendre les hydro- et éco-systèmes ?
• Comment les précipitations observées alimentent-elles les systèmes hydrologiques et environnementaux ?
• Comment les variations saisonnières des pluies se retrouvent-elles (ou non) dans les rivières, les nappes et les écoulements ?

Ces observations permettent de mieux relier précipitations, hydrologie, hydrogéologie, météorologie, pluviométrie, atmosphère et changement climatique.

Le SNO RENOIR repose sur un réseau de 33 stations de prélèvement des eaux de pluie, réparties sur l’ensemble du territoire métropolitain et ultramarin.

L’enjeu est de disposer d’une densité de points de mesure inédite en France pour suivre finement les gradients régionaux, les effets de relief, les influences maritimes ou continentales, ainsi que l’évolution saisonnière des précipitations.

Chaque station du réseau est constituée d’un collecteur de pluie, souvent associé à une station météorologique.

Concrètement, le suivi repose sur :

• le relevé du cumul de précipitation une fois par mois, le 1er du mois à ± 48 h
• le prélèvement d’un échantillon mensuel d’eau de précipitation
• la mesure des teneurs en isotopes stables de la molécule d’eau (δ18O et δ2H) de cet échantillon dans le laboratoire isotopique associé

Dans un contexte de changement climatique, ces observations permettent aussi de suivre l’évolution du régime des pluies. Les petites pluies semblent avoir fortement diminué au cours des 10 à 15 dernières années dans certains secteurs, tandis que les épisodes intenses deviennent plus marqués. Ces événements extrêmes peuvent laisser des signatures isotopiques particulières, souvent très appauvries, qui peuvent être suivies dans les hydrosystèmes.

La station méditerranéenne de Mèze

La station méditerranéenne de Mèze constitue l’un des points d’observation du réseau. 

Mise en service pour le suivi isotopique mensuel des précipitations depuis 2013, elle est située à 43°25’09 » N, 3°35’09 » E, à 3 m d’altitude, et comprend un collecteur de pluie de 1000 cm², équipé d’une mesure automatisée de la hauteur de pluie.

La station de Mèze présente un intérêt particulier : elle est située à très basse altitude, tout en étant suffisamment en retrait des embruns marins et de la micrométéorologie immédiate de la zone côtière. Elle permet ainsi de documenter finement le signal méditerranéen des précipitations, sans être uniquement dominée par l’influence directe du littoral.

Les données de pluviométrie sont intégrées à la base de données de l’OSU OREME, dans le Service d’Observation REC-THAU.

L’analyse isotopique est assurée par le laboratoire LAMA, au sein de l’UMR HydroSciences Montpellier.

Les données produites sont :

• les cumuls mensuels de précipitation 
• les teneurs isotopiques en δ18O et δ2H

Ces données constituent une référence pour comparer les précipitations entre régions, saisons et altitudes, mais aussi pour comprendre comment le signal de la pluie est transmis, transformé ou atténué dans les rivières, les nappes et les écosystèmes. Elles sont particulièrement utiles pour documenter les sécheresses, les épisodes méditerranéens intenses et les changements dans la répartition annuelle des pluies.

L’OSU coordonnateur du SNO RENOIR est l’OSU ECCE TERRA.