M2 - Eau et Agriculture (EA) APPRENTISSAGE

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Le contenu du module s'articule 3 séquences :

1) une séquence de définition des concepts, de prise en main d'un outil (R) et de rappels sur le vocabulaire en estimation statistique et son application au calage de paramètres hydrologiques ;

2) une séquence sur les méthodes d'analyse des incertitudes et de sensibilité et

3) une séquence sur l'assimilation de données appliquée à la modélisation hydraulique. L'UE sera également introduite par un exposé d'un cadre de bureau d'étude qui viendra présenter l'utilité de ce type d'approche en ingénierie.

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Cette UE aborde les notions de transfert de masse et de chaleur dans les aquifères ainsi que les caractéristiques de la géothermie basse énergie à haute énergie.                                                                                                                                                                                                             

La vulnérabilité de la ressource souterraine sera appréciée et, le cas échéant, des méthodes permettant de protéger l’aquifère vis-à-vis de la pollution seront évaluées. Différentes techniques permettant la dépollution des aquifères seront également abordées, notamment au travers des réponses que permettent d’apporter les outils de simulation numérique.

Les principes de la géothermie seront également abordés au travers d’exemples de dispositifs spécifiques reposant sur les trois types de Géothermie (de peu profonde à très profonde, de basse température à très haute température).

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Dans le cadre de cette UE, seront mis en pratique la planification du projet et l’estimation du temps de travail par tâche, la matrice FFOM/ l’exercice du sabotage, la gestion des risques, l’organisation et l’animation de réunions et la présentation du projet à l’oral. D’autres éléments de la gestion de projet pourront être abordés au cas par cas comme la gestion financière, le rôle du chef de projet, le relationnel avec les partenaires, l’utilisation d’outils tel que la to do liste, le Kanban, le calendrier partagé, etc.

Dans la continuité de l’UE Gestion de Projet du Master 1, l’UE Gestion de Projet du Master 2 a pour vocation de vérifier l’assimilation des compétences acquises l’année précédente et d’aller plus loin en s’appuyant sur un projet plus long (quelques semaines à quelques mois), individuel ou en groupe, projet d’étude ou projet personnel.

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Les trois grands modèles d'irrigation à l’échelle mondiale - la grande hydraulique, l’irrigation communautaire et l’irrigation privée - sont présentés dans leur contexte historique, sur la base d'une analyse documentaire approfondie et d'illustrations de cas concrets, en se concentrant sur la région méditerranéenne.

Ces trois modèles d'irrigation différents sont présentés (idéologie, construction, gestion de l'eau, développement agricole, acteurs, etc.) à l'aide d'un cadre théorique basé sur des oxymores. Ces modèles sont ensuite illustrés à travers différents cas concrets, présentés dans des présentations PowerPoint, des vidéos et des articles.

Les différentes références principales de chaque type de système d'irrigation seront présentées et débattues. Chaque modèle d'irrigation est discuté avec les étudiants, qui présentent leurs analyses à travers un exercice guidé. Une fois que les trois modèles d'irrigation sont compris, le cours se concentre sur l'analyse de modèles de développement rural, liés à l'irrigation. L'analyse est basée sur une analyse critique de la théorie dualiste du développement, appliquée aux systèmes d'irrigation.

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Tout futur diplômé de Master, en profil « Pro » comme en profil « Recherche » doit maitriser les outils et les codes d’une communication écrite scientifique efficace. Améliorer ses capacités de  rédaction scientifique est indispensable pour valoriser son travail et le communiquer à ses pairs, ses collègues, ses clients…

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This course focuses on surface-atmosphere water and energy fluxes observations and modeling, integrated in catchments or irrigated perimeters, to estimate and predict crops water needs and water stress in drought contexts. Attention is given to the effect of spatial heterogeneities on fluxes, from the plot scale to the catchment scale. Effects of topography on surface fluxes are also covered. The course contains two main steps:

1. Water and energy fluxes within the SPAC at the plot scale: review of basic concepts of micro-meteorology, modeling surface-atmosphere fluxes for homogeneous crops (“big-leaf” approach), coupling with soil water transfers in the rooting zone, water stress indicators at the plot scale
2. Water and energy fluxes within the SPAC at the catchment scale: spatial heterogeneity, effect of advection on the fluxes, topographical effects on radiative and convective fluxes, water stress indicators at the catchment scale.

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Cette UE s'appuie sur l'analyse des processus menée au cours de l'UE "Camp de terrain", ainsi que sur les données qui y ont été acquises. Elle vise à dérouler une démarche de simulation en réponse à une question finalisée. Elle comporte plusieurs phases:
• Etude expérimentale en laboratoire et sur le terrain : mesure d'une ligne d'eau, d'une dynamique de propagation hydraulique
• Réalisation d'un modèle numérique simple (résolution équation différentielle d'ordre 1)
• Mise en oeuvre d'une modélisation (description topologie-géométrie, scénarios hydrauliques en régime permanent et transitoire,
calage, simulation de scénarios
• Conception d'un scénario de gestion hydraulique, mise en oeuvre sur un réseau miniature sous forme de jeu de rôle : calcul temps de retard, étalonnage de courbes de tarage, identification dynamiques d'atténuation et retard, gestion d'ouvrages de régulation, évaluation de performance hydraulique.

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La géoprospective est une discipline liée à la géographie ayant pour objet d’anticiper le futur pour imaginer et concevoir des paysages plus résilients. Les outils issus de la géoprospective, combinés aux outils cartographiques et aux outils de simulation des comportements des acteurs du territoire permettent de tester l’impact de comportements plus ou moins vertueux vis-à-vis de la ressource en eau. Une grande partie du volume horaire de l’UE sera consacré à l’utilisation de plateformes de modélisation pour que les étudiants manipulent ces outils.

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L’UE a l’ambition d’accompagner les étudiants à la pratique et la prise de recul de haut niveau sur la modélisation hydrologique des bassins versants dominé par les activités agricoles et soumis au changement climatique. L’UE s'articule autour de 4 points de vue :

1. Hydrologie de bassin versant et sa place dans l’histoire des sciences,

2. Spécificités des paysages agricoles et implications pour la modélisation ,

3. Problématique du changement d'échelles,

4. Pratique et critique de la modélisation hydrologique.

L’UE fournira des connaissances avancées sur les fonctions de production, les fonctions de transfert, la modélisation globale et distribuée. Elle conduira les étudiants à la pratique autonome de différents modèles hydrologiques (Green et Ampt, réservoir, Curve Number, hydrogramme unitaire, cascade de réservoirs, etc) et à la prise de recul sur la paramétrisation, la calibration et la validation de modèles hydrologiques.

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Cette UE est menée en groupe ou individuellement. Elle se déroule en 2 temps :
• Préparation : identifier un sujet à partir de son projet professionnel
• Formaliser une question à partir de la recherche bibliographique et la restituer sous forme d'une synthèse bibliographique faisant ressortir la question qui sera traitée
• Construire le plan d'expérience en identifiant les données et moyens nécessaires pour réaliser le projet.

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Le contenu du module s'articule selon six séquences :

1) Introduction  de l'UE : enjeux scientifiques et opérationnels des questions biogéochimiques et de  qualité de l'eau dans les bassins versants agricoles ;

2) Processus physico-chimiques et hydrologiques déterminant la disponibilité et la mobilité des phytosanitaires dans un bassin versant ;

3) TD : travaux dirigés de modélisation sur le transfert de phytosanitaires ;

4) Cycle biogéochimique du phosphore dans les agro-systèmes ;

5) Cycle et bilan de l'azote dans les bassins versants agricoles ;

6) TD :  Evaluation sur le bilan d'azote dans un bassin versant, diagnostic de la contamination des eaux de surface

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Le contenu du module s'articule en 5 séquences :

1) Equipements et infrastructures pour l’irrigation ;

2) Pilotage de l'irrigation ;

3) Analyse socio-économique, méthodes de concertation;

4) Conférences de professionnels ;

5) Etude de cas: conversion d'un système irrigué

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Cette UE constitue la phase préparatoire à un stage de recherche mené en laboratoire. Elle vise à définir la problématique sur la base d'un état de l'art scientifique. Elle aboutit à la rédaction d'une synthèse bibliographique et d'une méthodologie de recherche qui sera poursuive lors du stage "recherche".

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Cette UE a pour objectif de présenter les impacts actuels et futurs sur tous les secteurs associés au domaine de l’Eau.

Quelle évolution sur tous les extrêmes climatiques tel que les sécheresses ou les crues, et sur les régions impactées par ses extrêmes ? Comment cela impacte les ressources en eau souterraine et de surface ; sur les surfaces agricoles et les méthodes d’irrigation ?

Quelle évolution sur la montée des eaux marines et sur les côtes littorales ? Comment cela impacte le mouvement des populations actuels et futurs, quelle solution à proposer sur la gestion du littoral …?

A travers diverses conférences réalisées par des spécialistes de différents domaines, et touchant tous les parcours du Master Eau, cette UE permettra de présenter les dernières avancées sur ce sujet.

A travers des séances de TD et TP, les étudiants seront amenés à travailler en groupe sur une thématique en particulier (ceci à travers un exemple) associant Changement Climatique avec un domaine de l’Eau, pour présenter de façon synthétique ce sujet. Ce travail sera présenté sous forme de mini-séminaire, et fera l’objet de l’évaluation de cette UE.

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L’objectif de cette UE transversale est d’offrir la possibilité aux étudiants de plusieurs parcours qui le souhaitent d’organiser un projet évènementiel sur un thème d’actualité relatif à l’eau, en lien avec leurs engagements, avec leur projet professionnel, avec les enjeux de société, avec les enjeux de transitions et de changements globaux….

Le projet est conduit par les étudiants, de sa définition à sa mise en œuvre lors de l'événement, avec le soutien ponctuel des équipes pédagogiques aux étapes clé du projet.

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L'objectif de cette UE mutualisée avec le mastère spécialisé post-master “Gestion de l’eau” d’AgroParisTech est d’apporter aux étudiants avec un profil développement des repères sur les enjeux, l’organisation des projets de développement sur le thème de l’eau (eau potable, assainissement, eau agricole).

Cette UE alterne témoignages, retour d’expériences d’experts et acteurs professionnels du développement sur les questions d’eau et des témoignages d’apprenants (Mastère spécialisés Gestion de l’eau) ou étudiants ayant déjà une expérience à l'international dans le domaine de l’eau ou de l’agriculture.

Cette UE est ouverte en option pour les étudiants du master sciences de l'eau selon un numerus clausus d’étudiants.

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On aborde souvent les ressources en eau et leur gestion au travers de connaissances et de principes établis dans des pays développés de la zone tempérée. Or les pays du Sud, à commencer par la Méditerranée et l'Afrique, nous offrent une extrême diversité de situations sociales et environnementales qui nous obligent à modifier sensiblement nos points de vue et à interroger le bien-fondé de certaines approches trop extérieures à la réalité du terrain.

Des chercheurs travaillant essentiellement dans les pays du Sud partent de leurs expériences concrètes pour réfléchir sur la spécificité des processus hydrologiques et géochimiques des régions tropicales très sèches ou très humides, les conséquences de l'anthropisation et les enjeux d'une gestion si possible durable des ressources en eau.

Un temps important est réservé à l'analyse critique d'articles scientifiques traitant des ressources en eau et de leur gestion au Sud.

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Cette UE est menée en groupe ou individuellement. Elle fait suite à l'UE "Scientific project 1". Elle se déroule en 3 temps :
• Réalisation :  les étudiants réalisent les expérimentations et analysent les résultats (salles et moyens nécessaires aux expérimentations mis à disposition).
• Restitution :  ils préparent la restitution (oral + article en anglais de 5 pages) de leur expérimentation, y apportent
un regard critique et l'exposent devant les commanditaires, l'équipe pédagogique et les autres étudiants.
• Analyse critique : les étudiants évaluent les autres articles (processus de relecture croisée par les pairs (peer-reviewing) et finalisent leur article à partir des commentaires reçus.

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