Eau-Ressource (ER)

L’UE Pratique des SIG consiste en une formation à la pratique des Systèmes d’Information Géographique, intégrant les concepts de base concernant l’information géographique et la maitrise du logiciel libre QGIS. La majorité de l’UE est consacrée à une initiation par une alternance de cours et d’exercices pratiques. Un projet cartographique de synthèse personnalisé permet aux étudiants en fin d’UE de remobiliser les concepts vus précédemment. Une conférence introductive avec des professionnels permet une mise en perspective de l'intérêt des approches SIG en hydrologie générale.

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Une gestion et une protection optimisées des ressources en eau (de surface ou souterraine) nécessite la prise en compte de la qualité des eaux. L’évaluation de l’état qualitatif des masses d’eau, notamment en regard des cadres législatifs en vigueur, repose sur des critères précis de qualité chimiques et microbiologiques, ainsi que des normes adaptées aux types d’usages envisagés pour ces ressources.

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Cette UE se déroulera tout au long de l’année de M1, en plusieurs temps :

• 1^er temps : avant le stage de terrain d’Hydrogéologie (UE Stage de terrain M1), des outils et méthodes accès sur la réalisation de coupes et de log hydrogéologique seront présentées, afin d’exploiter des mesures géologiques in situ, acquises pendant l’UE stage.
• 2^nd temps : Des levers de coupes et de log géologiques sur le terrain et en salle seront réalisés au cours du 1^er et 2^nd semestre, de façon ponctuelle, avec une difficulté croissante. Les étudiants devront ainsi réaliser un certain nombre de coupes au cours de l’année.
• 3^ème temps : des outils de présentation et de dessin devront être utilisée pour présenter les dernières coupes et log réalisées à la fin de l’année.

Le travail sera réalisé dans un premier temps en groupe de 4, puis 2 étudiants. A la fin de l’année, le travail sera individuel.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Sciences de l’eau et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise.

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Dans le cadre de cette UE, les étudiants seront amenés : - (1) à coupler l'analyse des mesures hydrodynamiques à l'information hydrochimique ou encore géophysique acquise in situ ; - (2) à les traiter et à les analyser conjointement avec les logiciels adéquats ; - (3) à les interpréter en intégrant les connaissances acquises dans le cadre des UE « Stage de terrain », « Hydrogéophysique », « Qualité des Eaux et Microbiologie » et « Hydrodynamique souterraine ».

Cette UE comprendra une courte introduction théorique, suivie d’enseignements à caractères pratiques dispensés dans une salle dédiée (Halle Hydraulique) et une sortie de terrain permettant de relier les différentes notions d’hydrodynamique et d’hydraulique dans le cadre de la mise en place d’un dispositif de captage et de traitement des eaux pour l’alimentation en eau potable (AEP).

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Cette UE est séquencée suivant les activités suivantes : Premiers pas - Environnement de R ; Les structures de R ;  Les entrées-sorties dans R ; Les manipulations de structures R ; Les bases de l’algorithmique ; Les structures de programmation dans R ; Mini-Projet par groupe sur une fonction R à créer sur un problème ‘Eau’ appliqué

Objectifs* :

L'UE a pour objectifs 1) de présenter les bases du langage interprété d’un outils de l’ingénieur (environnement, structures, entrées-sorties, manipulations de structures, graphiques, programmation), 2) d’apporter les connaissances théoriques fondamentales permettant de créer ses propres fonctions et programmes sur des exemples pratiques en sciences de l’eau pour 3) que les étudiants soient autonomes pour poursuivre leur auto-formation et expertise sur R.

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La question de gérer l’accès à la ressource en eau s’est, historiquement, d’abord posée pour les eaux des cours d’eau très liées aux conditions climatiques du moment et les eaux délivrées par des systèmes de distribution construits par l’homme. Ce n’est que plus récemment que l’on a envisagé de gérer les eaux souterraines, qui sont moins soumises à des problèmes de pénurie conjoncturelle (sauf les nappes d’accompagnement des cours d’eau). Dans la majorité des cas, l’accès à ces eaux souterraines est fait de manière individuelle, chaque usager (notamment agricole) y accédant par forage à l’endroit même de ses besoins. Mais ces ressources souterraines nécessitent aussi une gestion, car elles sont de plus en plus exploitées et parfois même surexploitées.

Ce module aborde cette question de la gestion des ressources en eau souterraines en présentant tout d’abord ce qu'apporte chaque discipline de sciences physiques (géologie hydrogéologie, géochimie, isotopie) et leurs outils pour la connaissance des aquifères (au niveau géologie : affleurement, forages, diagraphie, profils sismiques … ; au niveau hydrogéologie : piézométrie, pompage d’essai, points de prélèvements / exutoires, quantités prélevées …) : géométrie, structure et fonctionnement hydrologique.

Il expose ensuite l’intérêt que représentent les eaux souterraines pour les différents usages qui les mobilisent. La valeur économique de l’eau souterraine est ainsi étudiée dans cette partie (Qureshi et al., 2012). Sont également précisées les difficultés qu’il y a à connaître ces prélèvements d’eau souterraine et les méthodes qui permettent de les révéler.

Il décrit ensuite les différents problèmes posés par les aquifères : surexploitation des nappes actuelle ou future, dégradation de la qualité des eaux souterraines, menace d’intrusion d’eau salée, salinisation des sols, etc.

Il recense enfin les différentes méthodes permettant de rééquilibrer l’offre et la demande en eau souterraine. En premier lieu, il expose les moyens d’augmenter l’offre en eau (gestion active de l’eau souterraine, substitutions entre ressources) ou d’éviter la contamination des eaux de bonne qualité par des eaux de moins bonne qualité. Exemples : gestion active des aquifères karstiques (système Lez), recharge artificielle (ex. champs captant Seine à Paris), recharge inter-saisonnière / interannuelle (Llobregat, Catalogne), recharge avec eaux usées (Californie), barrage permettant d’éviter la contamination des eaux douces par les eaux salées.

En second lieu, il retrace les solutions agissant sur la demande en eau. Ces solutions s’inscrivent dans deux moteurs à la décision individuelle qui peuvent être parfois combinés : la maximisation de l’utilité individuelle et l’inscription dans une société induisant des comportements « pro-sociaux ». Seront explorées des solutions agissant directement sur la demande en eau souterraine (tarification, quotas, échanges marchands de droits d’eau) mais aussi des solutions indirectes (achat de terres pouvant sanctuariser une ressource à protéger, des politiques agricoles ou énergétiques pouvant influer positivement ou négativement le développement des prélèvements individuels, …).

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Ce module présente les bases de la télédétection optique et radar avec les bases du traitement d’images (consultation de catalogues d’images sur internet, téléchargement d’images, import/export, visualisation, amélioration des contrastes, corrections radiométrique et géométrique des images, segmentation, vectorisation, classification …). De plus, ce module présente des applications en lien avec la gestion de l’eau.

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Cette UE est séquencé suivant les activités suivantes :

Solutions analytiques de l'équation de diffusité

Réalisation et interprétation d'essais de puits

Initiation à la modélisation numérique et analogique

Propriétés et spécificité des aquiféres fracturés et kartistiques

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Ce module vise à amener les étudiants à appréhender de manière concrète la mise en œuvre de la GIRE et de la participation dans la gestion de l’eau à travers une approche de pédagogie active.

Il s’articule autour du dispositif d’accompagnement à la mise en œuvre de démarches participatives pour la gestion de l’eau « Cooplage » qui est développé par des chercheurs de l’UMR GEAU, et du MOOC Agreenium associé Terr’eau & co.

Les étudiants seront amenés à travailler en petits groupes, associant des étudiants des différents parcours du Master Eau, sur des études de cas issues des projets de recherche en cours des intervenants. L’apprentissage se fera via la mise en œuvre de certains outils du dispositif « Cooplage » sur leur étude de cas, notamment la modélisation et la simulation participative sous forme de jeu de rôle. Afin d’ancrer leur travail, les étudiants seront mis en relation avec des porteurs de ces études de cas. 

Au vu des contraintes sanitaires, cette année l’UE aura lieu intégralement en distanciel. La modélisation et les jeux se feront donc sur table… virtuelle.

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En Sciences de l’eau, l’utilisation des probabilités et statistiques pour le traitement de données hydroclimatiques ou de qualité de l’eau s’avère indispensable. Des cours magistraux et des TD d’application permettront d’accompagner les étudiants pour une remise à niveau (Problèmes de Bac, Licence), puis quelques nouvelles notions seront introduites (test d’appartenance à une loi notamment).

Le cours s’articule autour de ces chapitres :

1. Théorie élémentaire des probabilités, analyse combinatoire. (séance de cours n°1, TD1)
2. Variables aléatoires discrètes et continues. Loi de probabilité et fonction densité de probabilité. Espérance, variance, covariance. (séance de cours n°2, TD2)
3. Régression linéaire simple (traité dans le TD3)
4. Régression linéaire multiple (traité dans le TD3)
5. Quelques lois de probabilité usuelles (loi binomiale, loi de Poisson, loi normale, Gamma, Gumbel) et leur application (séance de cours n°3, TD4)
6. Tests d’appartenance à une loi (traité dans le TD5)

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La gestion de projet rassemble l'ensemble des méthodes, outils et techniques permettant d’organiser le déroulement d’un projet et d’en atteindre les objectifs, depuis l’idée du projet jusqu’à sa finalisation.

Une mise en situation pratique est prévue à l’aide d’exercices ou d’étude(s) de cas afin que les étudiants acquièrent les bons réflexes et manipulent les outils de la gestion de projet.

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L’UE Projet bibliographique consiste en une formation à la recherche documentaire, intégrant notamment la mobilisation de moteurs de recherche, de bases de données et d’outils de gestion des références bibliographiques. Les étudiants travaillent en binôme sur un sujet qu’ils ont eux- même défini, en lien avec leur formation. Cette recherche documentaire est valorisée par la rédaction d’une synthèse et d’un poster.

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L'UE s'appuie sur des bases de physique (conservation de la masse, de l'énergie, de la quantité de mouvement) pour aborder les problématiques de l'hydraulique en cours d'eau (enjeux inondation, habitats, continuité écologique) et réseaux de transport d'eau (irrigation,  drainage, assainissement).
Les enseignements s'appuient en grande partie sur l'expérimentation à la halle hydraulique de Supagro où sont abordés les écoulements uniformes, les écoulements aux ouvrages de régulation, les régimes de transition. L'analyse des processus conduit à mobiliser les connaissances théoriques acquises au cours du module et des outils de résolution permettant de diagnostiquer des situations réelles. 

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Cette UE doit permettre aux étudiants d’acquérir des connaissances approfondies dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et d’identifier les menaces et vulnérabilité face aux pressions locales et aux changements climatiques

Elle permettra également de 1) connaître les spécificités du fonctionnement des écosystèmes benthiques et rôles écologiques de ses composantes, 2) Acquérir des connaissances approfondies dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, 3) Acquérir des connaissances sur l’impact des contaminants chimiques et biologiques (microalgues toxiques et pathogènes), du changement climatique et de l’anthropisation sur les écosystèmes aquatiques sur les fonctionnement des écosystèmes aquatiques et sur ces composantes avec les répercussions socio-économiques. Cette UE développera les réseaux de surveillance de l’environnement marin et de la santé des animaux marins exploités en traitant les problèmes de mortalité.

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L’eau est au cœur d’enjeux, de visions et d’intérêts multiples et contradictoires. L’articulation de ces différents éléments pose la question de la gestion intégrée (GIRE) et de la régulation (en particulier par les politiques publiques), de l’équilibre entre valeurs collectives et privées, et des processus de décision concernant des enjeux collectifs, bref de la gouvernance. Décentralisation, services de l’eau et d’assainissement, gestion par bassin, Directive Cadre Européenne, circuits financiers illustrent, en particulier, différentes facettes de la gouvernance.

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Cette UE initie les étudiants aux contaminants du milieu aquatique indispensable à l’évaluation des risques pour la santé des écosystèmes et de l’homme et à la gestion de la ressource en eau. C’est pourquoi le programme intègre la présentation des différents contaminants du milieu et la réglementation.

Les enseignements de cette UE sont assurés par des enseignants chercheurs et chercheurs (UE pluridisciplinaire) développant leur activité de recherche autour des problématiques des contaminants des milieux aquatiques.

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Le cours est organisé en 3 grands chapitres avec une alternance de travaux dirigés appliqués à des problèmes d’ingénierie. Dans la première partie, après avoir décrit les grands réservoirs hydriques à l’échelle de la planète et de manière générale les principes élémentaires du cycle de l’eau, il aborde les effets des activités humaines sur ce cycle. La seconde partie est dédiée à la partie aérienne de ce cycle depuis les précipitations jusqu’à l’infiltration. La troisième partie s’intéresse aux aquifères et nappes d’eau souterraine en partant de l’échelle du pore jusqu’à celle du bassin d’alimentation.

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Le module « océan, atmosphère, climat » s’applique à présenter les principes fondamentaux de la dynamique atmosphérique, de la dynamique océanique et apporte un regard critique et documenté sur le changement climatique. L’enseignement repose sur l’analyse des documents officiels décrivant le changement global, des enseignements documentés sur des questions clés et des applications sur des cas d’étude dans différents contexte mondiaux.

Le module est mutualisé par les formations « Génie côtier et développement raisonné du littoral » et « Eau et littoral » des masters STPE et Eau. Il peut être suivi par les étudiants en alternance souhaitant mettre à jour leur connaissance sur le changement global et ses relations aux processus météo-marins et atmosphériques.

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Le contenu du module s’articule suivant : -un cycle de conférences : 1-Ressources en eau et sécurité alimentaire, 2-L’impact environnemental de l’agriculture sur la ressource en eau et les milieux aquatiques, 3-Les avancées et enjeux actuels de la recherche agronomique pour l’optimisation de la consommation de l’eau par les plantes et 4-Gestion de la demande en eau en agriculture. -des travaux dirigés : Sécurité alimentaire et scénario prospectif. -Un travail de prospective en petits groupes sera mis en œuvre pour produire des scénarios relatif à l’état des ressources en eau et à la production alimentaire sur un cas d’étude d’un pays du sud.

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Présenter les principales filières associées au traitement des effluents liquides, ainsi qu’au traitement et à la gestion des sous-produits générés. Cet enseignement est basé sur l’apprentissage d’un bilan écologique global autour de la problématique de la gestion de la ressource en eau, des eaux usées, et des sous-produits de l’épuration. La conception et la mise en œuvre de filières de traitement sont abordées par le biais du cycle des eaux urbaine et industrielle.

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Ce module vise à fournir les bases des méthodes d’investigation de géophysique de proche de surface et en forage utilisée dans le domaine de l’hydrogéophysique. Ces approches visent d’une part à caractériser la structure du réservoir (géométrie, lithologies) mais aussi à détecter, localiser et quantifier les transferts de fluides. Nous aborderons aussi le traitement et l’analyse de ces données en utilisant les différents logiciels dédiés.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Sciences de l’eau et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise.

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Une meilleure connaissance des processus de transfert d'eau dans la zone non saturée (ZNS) du sol est essentielle que ce soit pour estimer la partition ruissellement/infiltration dans les modèles hydrologiques ou quantifier la recharge de nappe dans les modèles hydrodynamiques utilisés en hydrogéologie.

Cette UE s'articulera principalement autour de Travaux Pratiques sur colonnes de sol en laboratoire. Après un rappel sur les équations régissant le transfert d’eau et de solutés dans la ZNS, une initiation à la modélisation des transferts dans la ZNS sera abordée, sur le logiciel HYDRUS 1D.

Les TPs de cette UE consistent à expérimenter en conditions contrôlées (intensité et durée de pluie connues, période de sécheresse connue, charge imposée à la surface, colonne de sable ou de sol remanié de granulométrie connue) le transfert d'eau en milieu non saturé et de suivre en continu l'évolution temporelle de la teneur en eau et du potentiel hydrique et ce, à plusieurs profondeurs.

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Cette UE est accès sur la maîtrise des outils de communication avec le monde du travail, soit apprendre : -(i) à réaliser un CV, une lettre de motivation, un email pour une candidature spontanée ;  -(ii) à se présenter en un temps très court de façon orale, ou sous forme écrite ;  -(iii) à répondre aux questions d’un entretien, et déjouer les pièges.

L’apprentissage de ces outils passe par une présentation théorique des outils, mais aussi très rapidement par une mise en pratique. Pour cela, les étudiants seront amenés à travailler par petit groupe, simulant des situations réalistes d’entretien d’embauche, de présentation …. Ceci afin d’apprendre à maitriser au mieux ces différents outils.

L’ensemble des enseignements est réalisé sous forme de TP, mettant l’accent en particulier :

• sur des séances de « reality show », ou chacun devra se présenter à l’autre en moins de 3 min, sera mis dans des conditions d’entretien d’embauche ou devra faire des candidatures / présentations spontanées.
• Sur des ateliers d’écriture d’email, de lettre de motivation et de CV.

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Cet enseignement est partagé en 2 parties, une partie concernant les eaux de surface et atmosphérique, l’autre partie concernant les eaux souterraines. Cette UE est en continuité avec l’UE Cycle de l’eau du S1, et permet de poser les bases essentielles aux enseignements spécifiques d’hydrodynamique et d’hydrologie physique qui auront lieu au S2. C’est donc une UE de transition entre connaissance fondamentale sur le cycle de l’Eau et connaissance spécifique à l’étude et la caractérisation des Ressources en Eau de surface et souterraine.

Des cours théoriques associés à des TD intégrés sont complétés par des Travaux Pratiques en salle sur ordinateurs et sur cartes hydrogéologiques.

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La gestion de projet rassemble l'ensemble des méthodes, outils et techniques permettant d’organiser le déroulement d’un projet et d’en atteindre les objectifs, depuis l’idée du projet jusqu’à sa finalisation.

Une mise en situation pratique est prévue à l’aide d’exercices ou d’étude(s) de cas afin que les étudiants acquièrent les bons réflexes et manipulent les outils de la gestion de projet.

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L’UE Projet bibliographique consiste en une formation à la recherche documentaire, intégrant notamment la mobilisation de moteurs de recherche, de bases de données et d’outils de gestion des références bibliographiques. Les étudiants travaillent en binôme sur un sujet qu’ils ont eux- même défini, en lien avec leur formation. Cette recherche documentaire est valorisée par la rédaction d’une synthèse et d’un poster.

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L'UE s'appuie sur des bases de physique (conservation de la masse, de l'énergie, de la quantité de mouvement) pour aborder les problématiques de l'hydraulique en cours d'eau (enjeux inondation, habitats, continuité écologique) et réseaux de transport d'eau (irrigation,  drainage, assainissement).
Les enseignements s'appuient en grande partie sur l'expérimentation à la halle hydraulique de Supagro où sont abordés les écoulements uniformes, les écoulements aux ouvrages de régulation, les régimes de transition. L'analyse des processus conduit à mobiliser les connaissances théoriques acquises au cours du module et des outils de résolution permettant de diagnostiquer des situations réelles. 

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Cette UE doit permettre aux étudiants d’acquérir des connaissances approfondies dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et d’identifier les menaces et vulnérabilité face aux pressions locales et aux changements climatiques

Elle permettra également de 1) connaître les spécificités du fonctionnement des écosystèmes benthiques et rôles écologiques de ses composantes, 2) Acquérir des connaissances approfondies dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, 3) Acquérir des connaissances sur l’impact des contaminants chimiques et biologiques (microalgues toxiques et pathogènes), du changement climatique et de l’anthropisation sur les écosystèmes aquatiques sur les fonctionnement des écosystèmes aquatiques et sur ces composantes avec les répercussions socio-économiques. Cette UE développera les réseaux de surveillance de l’environnement marin et de la santé des animaux marins exploités en traitant les problèmes de mortalité.

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L’eau est au cœur d’enjeux, de visions et d’intérêts multiples et contradictoires. L’articulation de ces différents éléments pose la question de la gestion intégrée (GIRE) et de la régulation (en particulier par les politiques publiques), de l’équilibre entre valeurs collectives et privées, et des processus de décision concernant des enjeux collectifs, bref de la gouvernance. Décentralisation, services de l’eau et d’assainissement, gestion par bassin, Directive Cadre Européenne, circuits financiers illustrent, en particulier, différentes facettes de la gouvernance.

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Cette UE initie les étudiants aux contaminants du milieu aquatique indispensable à l’évaluation des risques pour la santé des écosystèmes et de l’homme et à la gestion de la ressource en eau. C’est pourquoi le programme intègre la présentation des différents contaminants du milieu et la réglementation.

Les enseignements de cette UE sont assurés par des enseignants chercheurs et chercheurs (UE pluridisciplinaire) développant leur activité de recherche autour des problématiques des contaminants des milieux aquatiques.

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Le cours est organisé en 3 grands chapitres avec une alternance de travaux dirigés appliqués à des problèmes d’ingénierie. Dans la première partie, après avoir décrit les grands réservoirs hydriques à l’échelle de la planète et de manière générale les principes élémentaires du cycle de l’eau, il aborde les effets des activités humaines sur ce cycle. La seconde partie est dédiée à la partie aérienne de ce cycle depuis les précipitations jusqu’à l’infiltration. La troisième partie s’intéresse aux aquifères et nappes d’eau souterraine en partant de l’échelle du pore jusqu’à celle du bassin d’alimentation.

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Le module « océan, atmosphère, climat » s’applique à présenter les principes fondamentaux de la dynamique atmosphérique, de la dynamique océanique et apporte un regard critique et documenté sur le changement climatique. L’enseignement repose sur l’analyse des documents officiels décrivant le changement global, des enseignements documentés sur des questions clés et des applications sur des cas d’étude dans différents contexte mondiaux.

Le module est mutualisé par les formations « Génie côtier et développement raisonné du littoral » et « Eau et littoral » des masters STPE et Eau. Il peut être suivi par les étudiants en alternance souhaitant mettre à jour leur connaissance sur le changement global et ses relations aux processus météo-marins et atmosphériques.

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Le contenu du module s’articule suivant : -un cycle de conférences : 1-Ressources en eau et sécurité alimentaire, 2-L’impact environnemental de l’agriculture sur la ressource en eau et les milieux aquatiques, 3-Les avancées et enjeux actuels de la recherche agronomique pour l’optimisation de la consommation de l’eau par les plantes et 4-Gestion de la demande en eau en agriculture. -des travaux dirigés : Sécurité alimentaire et scénario prospectif. -Un travail de prospective en petits groupes sera mis en œuvre pour produire des scénarios relatif à l’état des ressources en eau et à la production alimentaire sur un cas d’étude d’un pays du sud.

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Présenter les principales filières associées au traitement des effluents liquides, ainsi qu’au traitement et à la gestion des sous-produits générés. Cet enseignement est basé sur l’apprentissage d’un bilan écologique global autour de la problématique de la gestion de la ressource en eau, des eaux usées, et des sous-produits de l’épuration. La conception et la mise en œuvre de filières de traitement sont abordées par le biais du cycle des eaux urbaine et industrielle.

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Ce module vise à fournir les bases des méthodes d’investigation de géophysique de proche de surface et en forage utilisée dans le domaine de l’hydrogéophysique. Ces approches visent d’une part à caractériser la structure du réservoir (géométrie, lithologies) mais aussi à détecter, localiser et quantifier les transferts de fluides. Nous aborderons aussi le traitement et l’analyse de ces données en utilisant les différents logiciels dédiés.

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Une meilleure connaissance des processus de transfert d'eau dans la zone non saturée (ZNS) du sol est essentielle que ce soit pour estimer la partition ruissellement/infiltration dans les modèles hydrologiques ou quantifier la recharge de nappe dans les modèles hydrodynamiques utilisés en hydrogéologie.

Cette UE s'articulera principalement autour de Travaux Pratiques sur colonnes de sol en laboratoire. Après un rappel sur les équations régissant le transfert d’eau et de solutés dans la ZNS, une initiation à la modélisation des transferts dans la ZNS sera abordée, sur le logiciel HYDRUS 1D.

Les TPs de cette UE consistent à expérimenter en conditions contrôlées (intensité et durée de pluie connues, période de sécheresse connue, charge imposée à la surface, colonne de sable ou de sol remanié de granulométrie connue) le transfert d'eau en milieu non saturé et de suivre en continu l'évolution temporelle de la teneur en eau et du potentiel hydrique et ce, à plusieurs profondeurs.

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Cette UE est accès sur la maîtrise des outils de communication avec le monde du travail, soit apprendre : -(i) à réaliser un CV, une lettre de motivation, un email pour une candidature spontanée ;  -(ii) à se présenter en un temps très court de façon orale, ou sous forme écrite ;  -(iii) à répondre aux questions d’un entretien, et déjouer les pièges.

L’apprentissage de ces outils passe par une présentation théorique des outils, mais aussi très rapidement par une mise en pratique. Pour cela, les étudiants seront amenés à travailler par petit groupe, simulant des situations réalistes d’entretien d’embauche, de présentation …. Ceci afin d’apprendre à maitriser au mieux ces différents outils.

L’ensemble des enseignements est réalisé sous forme de TP, mettant l’accent en particulier :

• sur des séances de « reality show », ou chacun devra se présenter à l’autre en moins de 3 min, sera mis dans des conditions d’entretien d’embauche ou devra faire des candidatures / présentations spontanées.
• Sur des ateliers d’écriture d’email, de lettre de motivation et de CV.

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Cet enseignement est partagé en 2 parties, une partie concernant les eaux de surface et atmosphérique, l’autre partie concernant les eaux souterraines. Cette UE est en continuité avec l’UE Cycle de l’eau du S1, et permet de poser les bases essentielles aux enseignements spécifiques d’hydrodynamique et d’hydrologie physique qui auront lieu au S2. C’est donc une UE de transition entre connaissance fondamentale sur le cycle de l’Eau et connaissance spécifique à l’étude et la caractérisation des Ressources en Eau de surface et souterraine.

Des cours théoriques associés à des TD intégrés sont complétés par des Travaux Pratiques en salle sur ordinateurs et sur cartes hydrogéologiques.

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L’UE Pratique des SIG consiste en une formation à la pratique des Systèmes d’Information Géographique, intégrant les concepts de base concernant l’information géographique et la maitrise du logiciel libre QGIS. La majorité de l’UE est consacrée à une initiation par une alternance de cours et d’exercices pratiques. Un projet cartographique de synthèse personnalisé permet aux étudiants en fin d’UE de remobiliser les concepts vus précédemment. Une conférence introductive avec des professionnels permet une mise en perspective de l'intérêt des approches SIG en hydrologie générale.

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Une gestion et une protection optimisées des ressources en eau (de surface ou souterraine) nécessite la prise en compte de la qualité des eaux. L’évaluation de l’état qualitatif des masses d’eau, notamment en regard des cadres législatifs en vigueur, repose sur des critères précis de qualité chimiques et microbiologiques, ainsi que des normes adaptées aux types d’usages envisagés pour ces ressources.

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Cette UE se déroulera tout au long de l’année de M1, en plusieurs temps :

• 1^er temps : avant le stage de terrain d’Hydrogéologie (UE Stage de terrain M1), des outils et méthodes accès sur la réalisation de coupes et de log hydrogéologique seront présentées, afin d’exploiter des mesures géologiques in situ, acquises pendant l’UE stage.
• 2^nd temps : Des levers de coupes et de log géologiques sur le terrain et en salle seront réalisés au cours du 1^er et 2^nd semestre, de façon ponctuelle, avec une difficulté croissante. Les étudiants devront ainsi réaliser un certain nombre de coupes au cours de l’année.
• 3^ème temps : des outils de présentation et de dessin devront être utilisée pour présenter les dernières coupes et log réalisées à la fin de l’année.

Le travail sera réalisé dans un premier temps en groupe de 4, puis 2 étudiants. A la fin de l’année, le travail sera individuel.

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Dans le cadre de cette UE, les étudiants seront amenés : - (1) à coupler l'analyse des mesures hydrodynamiques à l'information hydrochimique ou encore géophysique acquise in situ ; - (2) à les traiter et à les analyser conjointement avec les logiciels adéquats ; - (3) à les interpréter en intégrant les connaissances acquises dans le cadre des UE « Stage de terrain », « Hydrogéophysique », « Qualité des Eaux et Microbiologie » et « Hydrodynamique souterraine ».

Cette UE comprendra une courte introduction théorique, suivie d’enseignements à caractères pratiques dispensés dans une salle dédiée (Halle Hydraulique) et une sortie de terrain permettant de relier les différentes notions d’hydrodynamique et d’hydraulique dans le cadre de la mise en place d’un dispositif de captage et de traitement des eaux pour l’alimentation en eau potable (AEP).

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Cette UE est séquencée suivant les activités suivantes : Premiers pas - Environnement de R ; Les structures de R ;  Les entrées-sorties dans R ; Les manipulations de structures R ; Les bases de l’algorithmique ; Les structures de programmation dans R ; Mini-Projet par groupe sur une fonction R à créer sur un problème ‘Eau’ appliqué

Objectifs* :

L'UE a pour objectifs 1) de présenter les bases du langage interprété d’un outils de l’ingénieur (environnement, structures, entrées-sorties, manipulations de structures, graphiques, programmation), 2) d’apporter les connaissances théoriques fondamentales permettant de créer ses propres fonctions et programmes sur des exemples pratiques en sciences de l’eau pour 3) que les étudiants soient autonomes pour poursuivre leur auto-formation et expertise sur R.

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Ce module vise à amener les étudiants à appréhender de manière concrète la mise en œuvre de la GIRE et de la participation dans la gestion de l’eau à travers une approche de pédagogie active.

Il s’articule autour du dispositif d’accompagnement à la mise en œuvre de démarches participatives pour la gestion de l’eau « Cooplage » qui est développé par des chercheurs de l’UMR GEAU, et du MOOC Agreenium associé Terr’eau & co.

Les étudiants seront amenés à travailler en petits groupes, associant des étudiants des différents parcours du Master Eau, sur des études de cas issues des projets de recherche en cours des intervenants. L’apprentissage se fera via la mise en œuvre de certains outils du dispositif « Cooplage » sur leur étude de cas, notamment la modélisation et la simulation participative sous forme de jeu de rôle. Afin d’ancrer leur travail, les étudiants seront mis en relation avec des porteurs de ces études de cas. 

Au vu des contraintes sanitaires, cette année l’UE aura lieu intégralement en distanciel. La modélisation et les jeux se feront donc sur table… virtuelle.

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Cette UE est séquencé suivant les activités suivantes :

Solutions analytiques de l'équation de diffusité

Réalisation et interprétation d'essais de puits

Initiation à la modélisation numérique et analogique

Propriétés et spécificité des aquiféres fracturés et kartistiques

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En Sciences de l’eau, l’utilisation des probabilités et statistiques pour le traitement de données hydroclimatiques ou de qualité de l’eau s’avère indispensable. Des cours magistraux et des TD d’application permettront d’accompagner les étudiants pour une remise à niveau (Problèmes de Bac, Licence), puis quelques nouvelles notions seront introduites (test d’appartenance à une loi notamment).

Le cours s’articule autour de ces chapitres :

1. Théorie élémentaire des probabilités, analyse combinatoire. (séance de cours n°1, TD1)
2. Variables aléatoires discrètes et continues. Loi de probabilité et fonction densité de probabilité. Espérance, variance, covariance. (séance de cours n°2, TD2)
3. Régression linéaire simple (traité dans le TD3)
4. Régression linéaire multiple (traité dans le TD3)
5. Quelques lois de probabilité usuelles (loi binomiale, loi de Poisson, loi normale, Gamma, Gumbel) et leur application (séance de cours n°3, TD4)
6. Tests d’appartenance à une loi (traité dans le TD5)

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Cette UE s'appuie sur de nombreux exemples concrets présentés par des spécialistes et experts environnementaux travaillant en bureau d’étude et entreprises, EPIC, ou instituts de recherche du secteur de l’eau et de l’environnement.                                                                            Les enseignements comportent une journée de terrain, dédiée à la caractérisation des propriétés physiques des cours d’eau et aquifères, ainsi qu’à diverses techniques de mesures hydrométriques. Des sessions spécifiques donnant les bases nécessaires à l’exploitation des données hydrologiques et hydrogéologiques acquises in situ seront également proposées.

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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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L’état d’un cours d’eau au sens de la DCE comprend deux aspects : un état chimique et un état écologique. Pour définir l’état écologique, plusieurs paramètres devront être pris en compte, y compris des paramètres liés au volume d’eau (via la mesure du débit) du cours d’eau. Dans cette UE, les étudiants seront amenés à effectuer des mesures de terrain ou en laboratoire visant à déterminer une partie des paramètres clefs dans la détermination de l’état d’un cours d’eau ou plus généralement utilisés dans les études hydrologiques (crues, évaluation de la ressource…).

4 volets seront abordés :

- le volet Hydrométrie, avec l’utilisation de différentes techniques de jaugeage (méthode point par point avec courantomètre électromagnétique, ADCP, méthode par dilution, jaugeage aux flotteurs, radar).

- le volet Hydrodynamique des sols, avec l’utilisation de plusieurs méthodes d’infiltrométrie pour déterminer la conductivité à saturation, le prélèvement de cylindres de sol pour détermination après séchage de la porosité, masse volumique sèche, et teneur en eau du sol.

- le volet Hydrochimie, avec :

• une partie sur le terrain (prélèvements et analyses avec un multiparamètres et un spectrophotomètre de terrain) pour les paramètres physico-chimiques (température, conductivité électrique, pH, oxygène dissous, TAC, PO4 et NO3, …)
• une partie en laboratoire (analyse et quantification de la présence de 4-tert-octlyphenol dans un échantillon d’eau de surface, par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS/MS)) pour déterminer la présence à l’état de trace de contaminants émergents de la famille des alkylphénols ethoxylates (APEO), composés présents dans les produits comme les détergents, émulsifiants et solubilisants.

- le volet Hydrobiologie, avec la prise en compte de la présence ou absence de certaines espèces: les poissons, les invertébrés, les macrophytes (plantes aquatiques) et les diatomées (algues unicellulaires), en vue de la détermination d’indices spécifiques (IPR, IBGN, IBMR, IBD)  relatifs à la qualité biologique du cours d’eau.

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Cette UE s’intéresse aux eaux minérales naturelles et aux eaux thermales dont les spécificités et caractéristiques en font des ressources particulières en termes d’exploitation, gestion et protection de leurs gisements. Les étudiants seront ainsi formés aux volets techniques et réglementaires/sanitaires spécifiques encadrant l’exploitation de ces ressources, notamment grâce à des interventions de professionnels du secteur et à la visite d’un site d’exploitation. Ils seront en outre sensibiliser à la gestion et protection de ce type d’aquifères de façon à pouvoir proposer des protocoles d’études à mettre en place in situ pour caractériser et protéger ces ressources et ainsi acquérir une expertise hydrogéologique pour ce type d’aquifères.

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Cette UE doit permettre aux étudiants d’acquérir les compétences nécessaires au recueil de données hydrométriques (au sens large) sur le terrain et de savoir les appliquer à différents types d’étude de cas, ceci afin de mener un projet d’ingénierie/de recherche en hydrogéologie.

Cette UE se déroule en deux temps :

• Une première semaine réalisée entièrement sur le terrain dans le département des Pyrénées Orientales ;
• Une seconde semaine réalisée en salle, afin de dépouiller, analyser et interpréter les données acquises sur le terrain.

Durant la 1^ère semaine, les 3 premières journées sont consacrées à l’acquisition des différentes compétences techniques en hydrométrie (au sens large) in situ, afin que les étudiants soient ensuite « maitre d’œuvre » durant les 2 dernières journées pendant lesquelles ils travailleront sur une étude de cas à résoudre par groupe-projet. Ils seront alors répartis sur 2 sites expérimentaux sur lesquels seront déclinés les projets à mener. Les sujets seront présentés plus précisément en début de stage afin que les groupes préalablement définis proposent un protocole expérimental à mener in situ, leur permettant de résoudre leur problématique. L’équipe encadrante validera les protocoles envisagés la veille du démarrage des expérimentations.

Durant la 2^ème semaine, les étudiants dépouilleront leurs données acquises sur leur terrain-projet, et se répartiront les différentes analyses et interprétations de ces données afin de proposer une présentation et un rapport intégrant et synthétisant tous ces résultats, qui servira à évaluer leur travail.

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Cette UE comporte une partie théorique permettant la compréhension des transferts et une partie plus pratique conciliant à la fois le terrain, la modélisation numérique et la réalisation d’études environnementales. L’hydrogéologie quantitative y est abordée au travers de solutions analytiques et numériques permettant de rendre compte des transferts dans le milieu souterrain.

Cette UE aborde notamment :

1) les outils mathématiques et équations fondamentales à la base des modélisations analytiques et numériques ;

2) les principes de la modélisation numérique (MDF) ; 

3) la méthodologie typique permettant la réalisation d’un modèle numérique 3D pour la simulation des écoulements et ;

4) l’analyse de scénarios intégrant forçages climatiques ou anthropiques pour une gestion optimale de la ressource en eau.

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L'UE « modélisation hydrologique / hydraulique et risques d’inondations » propose l'étude du phénomène de genèse des crues, de propagation des crues et les inondations. Le module vise à permettre aux étudiants d’acquérir les compétences en modélisation hydrologique et hydraulique des processus aux échelles du bassin versant et du cours d’eau :

1) La fonction de production visant à séparer la pluie en ruissellement et infiltration;

2) La fonction de transfert  sur les versants et via le réseau hydrographique, le débordement et les inondations ;

3) La construction d’une pluie de projets et de l’hydrogramme synthétique;

4) Des applications de modèles hydrologiques et hydrauliques de crues.

L’UE comporte aussi une journée terrain (acquisition des données in situ pour les besoins de la modélisation hydrologique/hydraulique, analyse in situ du risque inondation).

Les Travaux Dirigés portent sur des applications pratiques sur des bassins versants et cours d’eau en France et à l’étranger en utilisant les modèles hydrologiques spatialisés de crues (e.g. ATHYS, MHYDAS) et des modèles hydrauliques (HEC-RAS, Onde diffusante, Onde cinématique, etc.) : analyse de données pluie/débit, utilisation de modèles hydrologiques/hydrauliques, paramétrisation/calage/validation des modèles, analyse de l’impact de scénarios d’aménagements (digue, barrage, etc.).

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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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Cette UE s’articule autour du Bassin Versant Méditerranéen du Vidourle et du nouveau site expérimental de l’Observatoire Multi-Échelle de la DYnamique des Crues et de l’hYdrodynamique Souterraine en milieu karStiques  (MEDYCYSS – OSU OREME -SNO KARST). 

Une première journée de terrain permet de présenter le contexte géographique, géologique et climatique, ainsi que les différents éléments géomorphologiques, les différentes phases orogénétiques et leurs liens avec la végétation. Un arrêt sur le site expérimental permet de présenter les dispositifs de mesure (pluviomètre, tour à flux, sondes mesurant la  température et l’humidité du sol…) utilisés,  avant d’aborder la problématique du risque hydrologique avec le barrage écrêteur de crue de Conqueyrac. Une partie plus théorique permettra de redéfinir les notions de géomorphologie, hydrogéomorphologie et abordera les transferts sol végétation atmosphère.                            

La deuxième journée de terrain, autour du site expérimental localisé à proximité du causse de Pompignan, est consacrée à des mesures de terrain : infiltrations dans le sol pour déterminer la conductivité hydraulique à saturation, prélèvement de cylindres de sol pour déterminer la porosité, la teneur en eau, la masse volumique, mesures sur la végétation, mesure de débit.   

La dernière partie de l’UE est consacrée à la modélisation hydrologique avec l’initiation au logiciel HEC-HMS dans le cadre de TPs, visant à estimer la ressource en eau disponible à l’échelle du BV (incluant le volet évapotranspiration), et prévoir les débits lors de crues occasionnées notamment par des épisodes cévenols. Les données mesurées sur le terrain seront réinvesties dans ce travail de modélisation.

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Ces hydrosystèmes karstiques représentent une proportion importante des eaux souterraines alimentant la population en France, mais aussi sur tout le pourtour méditerranéen. Ils jouent un rôle aussi important dans les crues dites cévenoles (ou existantes sur le pourtour méditéranéen), notamment sur leur gestion. Ces hydrosystèmes ont également pour caractéristique de présenter des interactions importantes entre eaux de surface et eaux souterraines : que ce soit des pertes actives localisées dans des rivières, qui alimentent directement l’aquifère karstique associé, ou des sources karstiques majeures à l’origine de rivières ou de fleuve.                                       Une présentation de ces hydrosystèmes et de leur fonctionnement, de leur méthode d’étude, sera réalisée au sein de cette UE.                L’aspect « Interaction Eau de surface – Eau souterraine » sera particulièrement traité dans cette UE, à travers l’étude :

• Traçages artificiels : Techniques, Méthodes de réalisation (théorique et pratique), Méthode d’analyses et d’interprétation. Le traçage artificiel
• Traitement du signal et modélisation pluie - débit, en particulier des débit des sources karstiques qui sont à l’origine de rivières ou de fleuve.

Ces enseignements auront lieu sous forme de cours théoriques, mais aussi de TP avec le traitement des données de traçages artificiels ou le traitement du signal des débits de sources. Une sortie de terrain à la journée permettra des réaliser diverses expérimentations sur un hydrosystème karstique, en particulier un traçage artificiel.

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Le but de cette UE est

1) de donner aux étudiants un aperçu de l’intérêt et de la puissance des outils géochimiques isotopiques et de datation pour la compréhension du fonctionnement des hydrosystèmes/aquifères,

2) de les amener à maitriser le contexte dans lequel ces outils peuvent être appliqués 

3) de donner les connaissances nécessaires pour comprendre et approfondir ces techniques.

Cette UE se base sur des connaissances théoriques (CM) et des études de cas concrets (TD/TP).

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Cette UE permet aux étudiants de mener un projet d’ingénierie dans son intégralité, sous la forme d'une étude interdisciplinaire d'ingénierie relative aux impacts environnementaux ou sanitaires, à la modélisation hydrologique, hydraulique, hydrogéologique, à la gestion des risques ...

Cette UE de 5 ECTS se décompose en 2 UE : une UE de 2 ECTS au S3 (Projet interdisciplinaire 1 Eau Ressource), suivie d’une UE de 3 ECTS au S4 (Projet interdisciplinaire 2 Eau Ressource). Ces 2 UE sont indissociables, la deuxième étant la finalisation de la première.

Lors de  l’UE  Projet interdisciplinaire 1 Eau Ressource, les étapes seront :

1. Présentation des cas d'études par des enseignants-chercheurs, des chercheurs ou des professionnels d'ingénierie (problématique, terrain, données disponibles et à recueillir, acteurs, appel d'offre...) sur des thématiques liées à la gestion des ressources en eau, aux risques (inondation, sécheresse, contamination) ou plus largement aux impacts environnementaux. (fin septembre)
2. Phase de gestation du projet (constitution des groupes de projet et définition de la méthodologie de résolution) en lien avec l’UE « Gestion de projet 2»
3. Recueil des données, analyse du contexte, prise de contacts, recherche bibliographique
4. Soutenance d'avant-projet (mi novembre)
5. Démarrage de l’étude (acquisition de donnée, planification des journées terrain, prise en main de logiciels spécifiques, ...)

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Cette UE consiste en la réalisation d’un travail personnel devant aboutir à une synthèse bibliographique. La thématique abordée sera en lien avec la problématique du stage de recherche qui sera réalisé au S4 mais pourra éventuellement comporter des thématiques scientifiques connexes.

Ce travail de synthèse sera présenté sous forme d’un rapport qui devra être en adéquation avec le formalisme demandé pour la rédaction d’ouvrages et articles scientifiques. Le document servira de base bibliographique au rapport de stage de recherche. L'exercice de mise en application demandé dans le cadre de l'UE « Ecriture scientifique » sera un préalable pour initier le travail de synthèse bibliographique, via la problématisation du sujet de votre synthèse, de l'élaboration de mots clés, etc...)

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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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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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Le module s'articule selon 3 séquences :                                            

(1) Variabilité et changement climatique : définitions, principes, effet de serre, simulations climatiques, désagrégation, scénarios et impacts ;                                                                                            

(2) Modélisation hydrologique: structures et représentations numériques, données d’entrée et de contrôle, variables d’état, calage des paramètres, fonctions objectif et méthodes d’optimisation, analyse des paramètres et équifinalité, robustesse et transférabilité, sensibilité aux forçages climatiques ;                                                

(3) Travaux dirigés de modélisation hydrologique : préparer des données, caler des modèles, simuler des débits, produire des sorties graphiques pour analyser les simulations, simuler l’impact du changement climatique sur les écoulements.

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L’enjeu support de l’EIT est celui de la durabilité des ressources en eau liée à l’évolution des usages dans un contexte climatique Nord ou Sud soumis aux changements climatique et d’usages marqués, notamment agricoles.

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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 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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Cette UE permet aux étudiants de mener un projet d’ingénierie dans son intégralité, sous la forme d'une étude interdisciplinaire d'ingénierie relative aux impacts environnementaux ou sanitaires, à la modélisation hydrologique, hydraulique, hydrogéologique, à la gestion des risques ...

Cette UE de 5 ECTS se décompose en 2 UE : une UE de 2 ECTS au S3 (Projet interdisciplinaire 1 Eau Ressource), suivie d’une UE de 3 ECTS au S4 (Projet interdisciplinaire 2 Eau Ressource). Ces 2 UE sont indissociables, la deuxième étant la finalisation de la première.

Lors de  l’UE  Projet interdisciplinaire 2 Eau Ressource, les étapes seront :

1. Poursuite de l'étude (sous forme de séances de travail non présentiel ou encadré par les professionnels et les EC, sorties de terrain si nécessaires).
2. Phase de restitution de l’étude (Rapport technique portant sur les activités mises en œuvre et les résultats obtenus sur le terrain) et soutenance orale devant jury (mi février).

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Cette UE s’inscrit dans la continuité de l’UE Projet Bibliographique et constitue la phase préparatoire au stage de recherche qui sera mené en laboratoire. Elle vise à définir la problématique sur la base d'un état de l'art scientifique s’appuyant sur la synthèse bibliographique réalisée dans l’UE Projet Bibliographique.

L’étudiant aura ainsi à définir, en interaction avec son tuteur de stage, la problématique, l’état de l’art initial de la question à explorer. Il devra également préciser la méthodologie de travail qui sera mise en place lors du stage "recherche" ainsi que le calendrier prévisionnel.

Ce travail fera l’objet d’une présentation orale devant un jury constitué d’un examinateur extérieur, du tuteur de stage et de l’un des responsables du parcours.

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Ce stage concerne les étudiants inscrits dans le profil « Professionnel » du Master Eau-Ressource. Il correspond à la seconde expérience des étudiants en milieu professionnel et constitue une phase majeure pour leur insertion future. Le contenu du module dépend de la structure d’accueil choisie par l’étudiant, qui peut être une entreprise, une association, une ONG, un organisme public ou international dans les secteurs de l’Eau et de l’Environnement.
Il est attendu une phase de formalisation d’une problématique s’appuyant sur un état de l’art rigoureux, une phase de mise en place d’une démarche, ainsi qu’une phase de réalisation et d’analyse de résultats.
L’ensemble est à restituer selon des modalités définies entre la structure d’accueil et le référent pédagogique. Un mémoire est demandé pour l’évaluation académique. Ce mémoire peut être complété par des livrables demandés par la structure d’accueil, intégrés ou non au mémoire.
La confidentialité des évaluations (écrite et orale) est possible.

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Ce stage concerne les étudiants inscrits dans le profil « Recherche » du Master Eau-Ressource. Il correspond à la première véritable expérience de durée importante des étudiants dans le domaine de la recherche, en étant insérés dans une équipe et un laboratoire de recherche, et constitue par conséquent une étape essentielle pour leur orientation future.

Il est attendu une phase de formalisation d’une problématique s’appuyant sur un état de l’art rigoureux, une phase de mise en place d’une démarche, ainsi qu’une phase de réalisation et d’analyse de résultats.
L’ensemble est à restituer selon des modalités définies entre la structure d’accueil et le référent pédagogique. Un mémoire est demandé pour l’évaluation académique.
Les sujets de stages sont variés et concernent des problématiques diverses dans les secteurs de l’Eau et de l’Environnement, compte tenu de la diversité des thématiques abordées dans la formation et par les équipes de recherche impliqués dans l’encadrement et l’évaluation des stagiaires

La confidentialité des évaluations (écrite et orale) est possible.

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Cette UE s'appuie sur de nombreux exemples concrets présentés par des spécialistes et experts environnementaux travaillant en bureau d’étude et entreprises, EPIC, ou instituts de recherche du secteur de l’eau et de l’environnement.                                                                            Les enseignements comportent une journée de terrain, dédiée à la caractérisation des propriétés physiques des cours d’eau et aquifères, ainsi qu’à diverses techniques de mesures hydrométriques. Des sessions spécifiques donnant les bases nécessaires à l’exploitation des données hydrologiques et hydrogéologiques acquises in situ seront également proposées.

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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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L’état d’un cours d’eau au sens de la DCE comprend deux aspects : un état chimique et un état écologique. Pour définir l’état écologique, plusieurs paramètres devront être pris en compte, y compris des paramètres liés au volume d’eau (via la mesure du débit) du cours d’eau. Dans cette UE, les étudiants seront amenés à effectuer des mesures de terrain ou en laboratoire visant à déterminer une partie des paramètres clefs dans la détermination de l’état d’un cours d’eau ou plus généralement utilisés dans les études hydrologiques (crues, évaluation de la ressource…).

4 volets seront abordés :

- le volet Hydrométrie, avec l’utilisation de différentes techniques de jaugeage (méthode point par point avec courantomètre électromagnétique, ADCP, méthode par dilution, jaugeage aux flotteurs, radar).

- le volet Hydrodynamique des sols, avec l’utilisation de plusieurs méthodes d’infiltrométrie pour déterminer la conductivité à saturation, le prélèvement de cylindres de sol pour détermination après séchage de la porosité, masse volumique sèche, et teneur en eau du sol.

- le volet Hydrochimie, avec :

• une partie sur le terrain (prélèvements et analyses avec un multiparamètres et un spectrophotomètre de terrain) pour les paramètres physico-chimiques (température, conductivité électrique, pH, oxygène dissous, TAC, PO4 et NO3, …)
• une partie en laboratoire (analyse et quantification de la présence de 4-tert-octlyphenol dans un échantillon d’eau de surface, par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS/MS)) pour déterminer la présence à l’état de trace de contaminants émergents de la famille des alkylphénols ethoxylates (APEO), composés présents dans les produits comme les détergents, émulsifiants et solubilisants.

- le volet Hydrobiologie, avec la prise en compte de la présence ou absence de certaines espèces: les poissons, les invertébrés, les macrophytes (plantes aquatiques) et les diatomées (algues unicellulaires), en vue de la détermination d’indices spécifiques (IPR, IBGN, IBMR, IBD)  relatifs à la qualité biologique du cours d’eau.

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Cette UE s’intéresse aux eaux minérales naturelles et aux eaux thermales dont les spécificités et caractéristiques en font des ressources particulières en termes d’exploitation, gestion et protection de leurs gisements. Les étudiants seront ainsi formés aux volets techniques et réglementaires/sanitaires spécifiques encadrant l’exploitation de ces ressources, notamment grâce à des interventions de professionnels du secteur et à la visite d’un site d’exploitation. Ils seront en outre sensibiliser à la gestion et protection de ce type d’aquifères de façon à pouvoir proposer des protocoles d’études à mettre en place in situ pour caractériser et protéger ces ressources et ainsi acquérir une expertise hydrogéologique pour ce type d’aquifères.

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Cette UE doit permettre aux étudiants d’acquérir les compétences nécessaires au recueil de données hydrométriques (au sens large) sur le terrain et de savoir les appliquer à différents types d’étude de cas, ceci afin de mener un projet d’ingénierie/de recherche en hydrogéologie.

Cette UE se déroule en deux temps :

• Une première semaine réalisée entièrement sur le terrain dans le département des Pyrénées Orientales ;
• Une seconde semaine réalisée en salle, afin de dépouiller, analyser et interpréter les données acquises sur le terrain.

Durant la 1^ère semaine, les 3 premières journées sont consacrées à l’acquisition des différentes compétences techniques en hydrométrie (au sens large) in situ, afin que les étudiants soient ensuite « maitre d’œuvre » durant les 2 dernières journées pendant lesquelles ils travailleront sur une étude de cas à résoudre par groupe-projet. Ils seront alors répartis sur 2 sites expérimentaux sur lesquels seront déclinés les projets à mener. Les sujets seront présentés plus précisément en début de stage afin que les groupes préalablement définis proposent un protocole expérimental à mener in situ, leur permettant de résoudre leur problématique. L’équipe encadrante validera les protocoles envisagés la veille du démarrage des expérimentations.

Durant la 2^ème semaine, les étudiants dépouilleront leurs données acquises sur leur terrain-projet, et se répartiront les différentes analyses et interprétations de ces données afin de proposer une présentation et un rapport intégrant et synthétisant tous ces résultats, qui servira à évaluer leur travail.

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Cette UE comporte une partie théorique permettant la compréhension des transferts et une partie plus pratique conciliant à la fois le terrain, la modélisation numérique et la réalisation d’études environnementales. L’hydrogéologie quantitative y est abordée au travers de solutions analytiques et numériques permettant de rendre compte des transferts dans le milieu souterrain.

Cette UE aborde notamment :

1) les outils mathématiques et équations fondamentales à la base des modélisations analytiques et numériques ;

2) les principes de la modélisation numérique (MDF) ; 

3) la méthodologie typique permettant la réalisation d’un modèle numérique 3D pour la simulation des écoulements et ;

4) l’analyse de scénarios intégrant forçages climatiques ou anthropiques pour une gestion optimale de la ressource en eau.

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L'UE « modélisation hydrologique / hydraulique et risques d’inondations » propose l'étude du phénomène de genèse des crues, de propagation des crues et les inondations. Le module vise à permettre aux étudiants d’acquérir les compétences en modélisation hydrologique et hydraulique des processus aux échelles du bassin versant et du cours d’eau :

1) La fonction de production visant à séparer la pluie en ruissellement et infiltration;

2) La fonction de transfert  sur les versants et via le réseau hydrographique, le débordement et les inondations ;

3) La construction d’une pluie de projets et de l’hydrogramme synthétique;

4) Des applications de modèles hydrologiques et hydrauliques de crues.

L’UE comporte aussi une journée terrain (acquisition des données in situ pour les besoins de la modélisation hydrologique/hydraulique, analyse in situ du risque inondation).

Les Travaux Dirigés portent sur des applications pratiques sur des bassins versants et cours d’eau en France et à l’étranger en utilisant les modèles hydrologiques spatialisés de crues (e.g. ATHYS, MHYDAS) et des modèles hydrauliques (HEC-RAS, Onde diffusante, Onde cinématique, etc.) : analyse de données pluie/débit, utilisation de modèles hydrologiques/hydrauliques, paramétrisation/calage/validation des modèles, analyse de l’impact de scénarios d’aménagements (digue, barrage, etc.).

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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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Cette UE s’articule autour du Bassin Versant Méditerranéen du Vidourle et du nouveau site expérimental de l’Observatoire Multi-Échelle de la DYnamique des Crues et de l’hYdrodynamique Souterraine en milieu karStiques  (MEDYCYSS – OSU OREME -SNO KARST). 

Une première journée de terrain permet de présenter le contexte géographique, géologique et climatique, ainsi que les différents éléments géomorphologiques, les différentes phases orogénétiques et leurs liens avec la végétation. Un arrêt sur le site expérimental permet de présenter les dispositifs de mesure (pluviomètre, tour à flux, sondes mesurant la  température et l’humidité du sol…) utilisés,  avant d’aborder la problématique du risque hydrologique avec le barrage écrêteur de crue de Conqueyrac. Une partie plus théorique permettra de redéfinir les notions de géomorphologie, hydrogéomorphologie et abordera les transferts sol végétation atmosphère.                            

La deuxième journée de terrain, autour du site expérimental localisé à proximité du causse de Pompignan, est consacrée à des mesures de terrain : infiltrations dans le sol pour déterminer la conductivité hydraulique à saturation, prélèvement de cylindres de sol pour déterminer la porosité, la teneur en eau, la masse volumique, mesures sur la végétation, mesure de débit.   

La dernière partie de l’UE est consacrée à la modélisation hydrologique avec l’initiation au logiciel HEC-HMS dans le cadre de TPs, visant à estimer la ressource en eau disponible à l’échelle du BV (incluant le volet évapotranspiration), et prévoir les débits lors de crues occasionnées notamment par des épisodes cévenols. Les données mesurées sur le terrain seront réinvesties dans ce travail de modélisation.

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Ces hydrosystèmes karstiques représentent une proportion importante des eaux souterraines alimentant la population en France, mais aussi sur tout le pourtour méditerranéen. Ils jouent un rôle aussi important dans les crues dites cévenoles (ou existantes sur le pourtour méditéranéen), notamment sur leur gestion. Ces hydrosystèmes ont également pour caractéristique de présenter des interactions importantes entre eaux de surface et eaux souterraines : que ce soit des pertes actives localisées dans des rivières, qui alimentent directement l’aquifère karstique associé, ou des sources karstiques majeures à l’origine de rivières ou de fleuve.                                       Une présentation de ces hydrosystèmes et de leur fonctionnement, de leur méthode d’étude, sera réalisée au sein de cette UE.                L’aspect « Interaction Eau de surface – Eau souterraine » sera particulièrement traité dans cette UE, à travers l’étude :

• Traçages artificiels : Techniques, Méthodes de réalisation (théorique et pratique), Méthode d’analyses et d’interprétation. Le traçage artificiel
• Traitement du signal et modélisation pluie - débit, en particulier des débit des sources karstiques qui sont à l’origine de rivières ou de fleuve.

Ces enseignements auront lieu sous forme de cours théoriques, mais aussi de TP avec le traitement des données de traçages artificiels ou le traitement du signal des débits de sources. Une sortie de terrain à la journée permettra des réaliser diverses expérimentations sur un hydrosystème karstique, en particulier un traçage artificiel.

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Le but de cette UE est

1) de donner aux étudiants un aperçu de l’intérêt et de la puissance des outils géochimiques isotopiques et de datation pour la compréhension du fonctionnement des hydrosystèmes/aquifères,

2) de les amener à maitriser le contexte dans lequel ces outils peuvent être appliqués 

3) de donner les connaissances nécessaires pour comprendre et approfondir ces techniques.

Cette UE se base sur des connaissances théoriques (CM) et des études de cas concrets (TD/TP).

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Cette UE permet aux étudiants de mener un projet d’ingénierie dans son intégralité, sous la forme d'une étude interdisciplinaire d'ingénierie relative aux impacts environnementaux ou sanitaires, à la modélisation hydrologique, hydraulique, hydrogéologique, à la gestion des risques ...

Cette UE de 5 ECTS se décompose en 2 UE : une UE de 2 ECTS au S3 (Projet interdisciplinaire 1 Eau Ressource), suivie d’une UE de 3 ECTS au S4 (Projet interdisciplinaire 2 Eau Ressource). Ces 2 UE sont indissociables, la deuxième étant la finalisation de la première.

Lors de  l’UE  Projet interdisciplinaire 1 Eau Ressource, les étapes seront :

1. Présentation des cas d'études par des enseignants-chercheurs, des chercheurs ou des professionnels d'ingénierie (problématique, terrain, données disponibles et à recueillir, acteurs, appel d'offre...) sur des thématiques liées à la gestion des ressources en eau, aux risques (inondation, sécheresse, contamination) ou plus largement aux impacts environnementaux. (fin septembre)
2. Phase de gestation du projet (constitution des groupes de projet et définition de la méthodologie de résolution) en lien avec l’UE « Gestion de projet 2»
3. Recueil des données, analyse du contexte, prise de contacts, recherche bibliographique
4. Soutenance d'avant-projet (mi novembre)
5. Démarrage de l’étude (acquisition de donnée, planification des journées terrain, prise en main de logiciels spécifiques, ...)

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Cette UE consiste en la réalisation d’un travail personnel devant aboutir à une synthèse bibliographique. La thématique abordée sera en lien avec la problématique du stage de recherche qui sera réalisé au S4 mais pourra éventuellement comporter des thématiques scientifiques connexes.

Ce travail de synthèse sera présenté sous forme d’un rapport qui devra être en adéquation avec le formalisme demandé pour la rédaction d’ouvrages et articles scientifiques. Le document servira de base bibliographique au rapport de stage de recherche. L'exercice de mise en application demandé dans le cadre de l'UE « Ecriture scientifique » sera un préalable pour initier le travail de synthèse bibliographique, via la problématisation du sujet de votre synthèse, de l'élaboration de mots clés, etc...)

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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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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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Le module s'articule selon 3 séquences :                                            

(1) Variabilité et changement climatique : définitions, principes, effet de serre, simulations climatiques, désagrégation, scénarios et impacts ;                                                                                            

(2) Modélisation hydrologique: structures et représentations numériques, données d’entrée et de contrôle, variables d’état, calage des paramètres, fonctions objectif et méthodes d’optimisation, analyse des paramètres et équifinalité, robustesse et transférabilité, sensibilité aux forçages climatiques ;                                                

(3) Travaux dirigés de modélisation hydrologique : préparer des données, caler des modèles, simuler des débits, produire des sorties graphiques pour analyser les simulations, simuler l’impact du changement climatique sur les écoulements.

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Cette UE correspond à la réalisation d’un travail de synthèse portant sur une problématique pertinente pour la structure où de déroule l’alternance (nouvelles techniques, nouveaux procédés, nouveaux marchés, …). Une fois identifiée et formalisée la problématique en s’appuyant sur un état de l’art rigoureux, est attendu une phase de mise en place et de réalisation de la démarche, ainsi qu’une phase d’analyse de résultats précisant la façon suivant laquelle ils pourront être mis en œuvre, notamment dans le cadre de la structure d’accueil.

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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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Cette UE concerne les étudiants inscrits dans le profil « Alternant » du Master Eau-Ressource. Elle intègre les différentes phases passées au sein de la structure d’accueil et correspond ainsi à la valorisation du travail réalisés par les étudiants dans le cadre de l’Apprentissage ou de le Formation Continue (contrat de professionnalisation). Il constitue une phase majeure pour leur insertion future, le plus souvent dans la structure leur ayant proposé le contrat d’apprentissage ou le contrat de professionnalisation.

Les thématiques sont variées et concernent diverses problématiques des secteurs de l’Eau et de l’Environnement.

Il est attendu une phase de formalisation d’une problématique abordée dans la structure d’accueil, une phase de mise en place d’une démarche, ainsi qu’une phase de réalisation et d’analyse de résultats. L’ensemble est à restituer selon des modalités définies entre la structure d’accueil et le référent pédagogique.

Un mémoire est demandé pour l’évaluation académique. Ce mémoire peut être complété par des livrables demandés par la structure d’accueil, intégrés ou non au mémoire.
La confidentialité des évaluations (écrite et orale) est possible.

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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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