Aussi, notre choix s’est porté sur le modèle LPJ (Lund Postdam Jena Dynamic Global
Vegetation Model, 17). Ce modèle de biome est capable de représenter la dynamique de
la végétation et donc l’évapotranspiration, les échanges de carbone sol/atmosphère ainsi
que les flux d’eau associés. LPJ a d’ores et déjà été validé pour la partie végétation à
l’échelle des grands bassins dans le cadre de l’IPCC mais demeure perfectible en terme
de simulation des flux hydriques notamment.
Ainsi, deux travaux de Master 2 ont permis de proposer un premier modèle en cascade
bio hydro géochimique à l’échelle continentale appliqué dans un premier temps avec
succès à l’Orénoque dans le cadre de l’ANR TCCYFlam. Cette version préliminaire est
basée sur l’implémentation d’un module hydrologique dérivé de VIC 3L.
Dans le cadre de ce modèle, le sol est divisé en trois unités correspondant aux trois
horizons classiquement différenciés par la pédogenèse et identifiés dans WITCH :
l’horizon A, superficiel, riche en matière organique où se produisent la
transformation de la litière et la minéralisation du carbone d’origine végétale,
l’horizon B, siège des processus de lixiviation ou d’accumulation,
l’horizon C, en contact avec la roche mère et constitué par les premières formes
de l’altération de la roche.
Dans chaque zone, les équations de conservation de la masse ainsi que les équations de
transport sont résolues numériquement. Appliqué au bassin de l’Orénoque, ce modèle a
permis une amélioration sensible de la qualité de la simulation des débits mensuels.
Cependant, dans le cadre de la thèse, et en collaboration avec l’IMFT, ce modèle vertical
devra être couplé avec un module de transfert dans le réseau hydrographique basé sur
le modèle MARINE. Nous disposerons alors d’un modèle hydrologique CHM (Continental
Hydrological Model) simulant correctement à la fois le transfert hydrique dans les sols
et donc l’évolution des contenus en eau dans le sol mais aussi le transfert dans le réseau
hydrographique.
Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’implémenter cette amélioration dans
le modèle global « LPJ- CHM-Witch » afin de simuler d’une part les débits
mensuels mais aussi les flux mensuels en cations majeurs tels que Ca, Mg, K et Na
sur les dernières décennies pour la plupart des grands bassins fluviaux.
Dans une deuxième partie, après avoir validé le modèle « LPJ- CHM-Witch » sur
les données existantes, nous nous baserons sur les projections du GIEC afin de
proposer des scénarios sur les changements hydrologiques et les changements dans
la composition chimique des eaux continentales à moyen terme dus au
réchauffement climatique.
Collaboration avec l’IMFT (D. Dartus et H. Roux) et l’équipe Environnements et Climats
Anciens (Y. Goddéris)
Cette thèse sera financée par une bourse ministérielle à partir de
Septembre 2008 avec possibilité de monitorat. Les candidats peuvent demander des
précisions ou bien envoyer CV, notes de M2 et lettre de motivation à l'adresse mail
Laboratoire des Mécanismes et Transferts en Géologie (LMTG)
UMR CNRS-IRD-UPS 5563, 14 Avenue Edouard Belin 31400 Toulouse FRANCE