CAractérisation des pollutions diffuses sur le bassin de la CHArenteétat des Lieux et mOdélisation [CACHALO]Phase 3 : Etude des possibilités de couplage SWAT/MARTHE en s’appuyant sur la modélisation du bassin de la Boutonne | CAracterisation of diffuse pollution on the CHArente basin - state of the art and modelling [CACHALO].Phase 3: Study of coupling possibilities of the SWAT & MARTHE models based applied on the Boutonne River basin

English. The "CAractérisation des pollutions diffuses sur le bassin de la CHArente - état des Lieux et mOdélisation [CACHALO]" project comprises several successive phases carried out over several years.The first phase1 enabled a fairly detailed inventory (2009) to be made of the state of the water tables with regard to nitrates in the Charente catchment area, based on available data and new field analyses of springs and boreholes. At the same time, 4 springs were equipped (Sompt, St-Fraigne, Mouthiers and Touvre) in order to carry out quantitative and qualitative monitoring. This initial inventory confirms the particularly degraded nature of the underground resource in this catchment area, although with significant disparities.The second phase2 mainly consisted of carrying out the same inventory (2011) but with regard to pesticides.At the same time, IRSTEA, with the support of the Adour-Garonne Water Agency, was conducting work on agricultural practices in the Charente basin, in particular as part of the MODCHAR project. This work led IRSTEA to use the SWAT software coupled with a GENLU2 module developed by IRSTEA.In order to converge these different works and benefit from the complementary skills of IRSTEA and BRGM, an initial exploratory study was conducted in 2012 by BRGM, with the support of the Water Agency and in collaboration with IRSTEA, to examine the possibility of coupling SWAT (GENLU2) and MARTHE (BRGM hydrodynamic models of the Jurassic and Cretaceous aquifers of the Poitou-Charentes region).The encouraging results of this first exploratory work led to the setting up of a new operation, CACHALO3, aimed at better defining the difficulties of a SWAT/MARTHE coupling, still using the Boutonne basin model. The objective was also to draw up the specifications for a research project, enabling the IRSTEA/BRGM partnership to be continued, with the aim of developing integrated modelling of the Charente basin, associating agricultural practices and crop nitrogen treatments, the transfer of nitrates to groundwater and watercourses, and the transport and storage of these nitrates in the groundwater.This report describes this new phase, CACHALO3, which was conducted in 2013/2014 and which made it possible to improve the modelling on various points concerning, firstly, the input and forcing data, the agronomic data, secondly, the spatial discretization and finally the calibration processes.

French. Le projet « CAractérisation des pollutions diffuses sur le bassin de la CHArente – état des Lieux et mOdélisation [CACHALO] » comprend plusieurs phases successives réalisées sur plusieurs années.La première phase1 a permis de faire un état des lieux (2009) assez détaillé de l’état des nappes vis à vis des nitrates dans le bassin versant de la Charente à partir des données disponibles et de nouvelles analyses de terrain sur des sources et forages. Parallèlement, 4 sources ont été équipées (Sompt, St-Fraigne, Mouthiers et Touvre) de manière à faire un suivi quantitatif et qualitatif. Ce premier état des lieux confirme le caractère particulièrement dégradé de la ressource souterraine dans ce bassin versant, avec toutefois des disparités fortes.La seconde phase2 a principalement consisté à faire le même état des lieux (2011) mais vis-à-vis des pesticides.Parallèlement, l’IRSTEA conduisait avec le soutien de l’Agence de l’eau Adour-Garonne un travail sur les pratiques agricoles du bassin de la Charente, dans le cadre notamment du projet MODCHAR. Ce travail a conduit l’IRSTEA à utiliser le logiciel SWAT couplé à un module GENLU2 développé par l’IRSTEA.Afin de faire converger ces différents travaux et de bénéficier des compétences complémentaires d’IRSTEA et du BRGM, un premier travail exploratoire a été mené en 2012 par le BRGM, avec le soutien de l’Agence de l’eau et en collaboration avec l’IRSTEA, pour examiner la possibilité de coupler SWAT(GENLU2) et MARTHE (modèles hydrodynamiques BRGM des nappes du Jurassique et du Crétacé de la région Poitou-Charentes).Les résultats encourageant de ce premier travail exploratoire ont conduit à mettre en place une nouvelle opération, CACHALO3, visant, toujours à partir de la modélisation du bassin de la Boutonne, de mieux cerner les difficultés d’un couplage SWAT/MARTHE. L’objectif était aussi d’aboutir au cahier des charges d’un projet recherche, permettant de poursuivre le partenariat IRSTEA/BRGM et avec comme finalité la mise au point d’une modélisation intégrée du bassin de la Charente, associant les pratiques agricoles et les traitements azotés des cultures, le transfert des nitrates vers les nappes et les cours d’eau, le transport et le stockage de ces nitrates dans les nappes.Le présent rapport rend compte de cette nouvelle phase, CACHALO3, conduite en 2013/2014 et qui a permis d’améliorer la modélisation sur différents points concernant en premier abord, les données d’entrée et de forçage, les données agronomiques, ensuite, la discrétisation spatiale et enfin les processus de calibration.