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FRESQUEAU : PRÉSENTATION

Fouiller les données sur les cours d'eau pour mieux comprendre leur fonctionnement

Quels outils pour étudier, comparer et exploiter les données sur les cours d'eau et les pressions subies ?

L'objectif de préserver ou restaurer le bon état des masses d’eau, imposé par la Directive Cadre Européenne sur l’eau (2000), met en exergue la nécessité de disposer d'outils opérationnels pour aider à l’interprétation des informations complexes concernant les cours d’eau et leur fonctionnement, ainsi que pour évaluer l’efficacité des programmes d’actions engagés.

Dans cette perspective, le projet FRESQUEAU s'est attaché à deux enjeux spécifiques : (1) approfondir la connaissance des liaisons entre les différentes métriques permettant de caractériser la qualité des cours d’eau et (2) identifier et modéliser les relations entre sources de pressions sur le milieu et qualité physico-chimique et biologique des cours d'eau. Pour cela, il a été nécessaire de constituer une base de données multi-sources, comprenant des données relatives à la qualité de l’eau, l’hydrologie, les stations de mesures, etc. et à l’environnement des cours d’eau. L'hétérogénéité des données et la diversité des questions posées ont ensuite été abordées par différentes méthodes de modélisation, de fouille de données et de visualisation pour permettre une interaction permanente entre informaticiens et hydro-écologues.

Une base de données et des méthodes d'extraction de connaissances adaptées

La première étape du projet a permis de recenser un ensemble de données décrivant les cours d'eau et leur environnement pour le district Rhin-Meuse d'une part et le district Rhône-Méditerranée et Corse d'autre part. L’intégration de ces données dans la base s’est appuyée sur la mise au point d'un modèle de données. Des éléments concernant la qualité de ces données ont également été recueillis (connaissances métier et mesures statistiques ou topologiques). Une base de données intégrée a été développée et mise à disposition des partenaires. Parallèlement nous avons construit deux cubes de données (cubes OLAP) permettant d'explorer les relevés physico-chimiques, d'une part, et les relevés biologiques, d'autre part, selon différentes dimensions thématiques, spatiales et temporelles. Dans un deuxième temps, un ensemble de questions opérationnelles a été établi, chaque question étant spécifiée par un jeu de données extrait de la base et par trois types de méthodes de fouille à expérimenter, statistiques spatiales, motifs séquentiels, treillis relationnels. Finalement nous avons développé des techniques de visualisation spécifiques pour permettre aux hydro-écologues d'exploiter les résultats des méthodes de fouille.

Résultats majeurs

Ils concernent à la fois l'hydro-écologie et l'informatique. Premièrement nous avons formalisé un ensemble de questions et de données et procédures permettant d'y répondre. Toutes les questions n'ont pas été explorées mais cette formalisation constitue une base solide pour de futures avancées. Le deuxième résultat est la mise au point d'une nouvelle méthode d'analyse et de synthèse des séquences liant les données physico-chimiques et biologiques qui est apparue pertinente aux acteurs du domaine. Enfin le troisième résultat est le développement d'une plateforme opérationnelle pour l'analyse des données collectées et la visualisation des résultats.

Production scientifique

La production scientifique touche aux deux domaines de recherche concernés par le projet, informatique et hydro-écologie. La plus grande part des publications est cosignée par les différents partenaires du projet, y compris les bureaux d'études, ceux-ci ayant été impliqués dans toutes les tâches du projet.

Informations factuelles

Le projet Fresqueau est un projet de recherche appliquée coordonné par l'ENGEES. Il associe aussi Irstea (UMR TETIS), l'Université de Strasbourg (UMR ICube et LIVE), l'Université de Montpellier (UMR LIRMM) ainsi que deux bureaux d'études en hydro-écologie, Aquascop et Aquabio. Le projet a commencé en octobre 2011 et a duré 43 mois. Il a bénéficié d’une aide ANR de 851.833 € pour un coût global de l’ordre de 2.700.000 €.

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