Ecole Doctorale « Sciences de la Matière » N° 254
Ecole Doctorale « Sciences de la Matière » N° 254
ALLOCATION MINISTERIELLE 2009
Unité de recherche : UMR SAS, UMR 1069, INRA Agrocampus Ouest
Directeur de laboratoire : C. Gascuel-Odoux
2 sujets de thèse proposés
Directeur de thèse : Merot Philippe
Les nom, prénom et courriel du directeur de thèse - Rubrique obligatoire -
Merot Philippe. [email protected]
Chantal Gascuel-Odoux. [email protected]r
Argumentaire scientifique présentant les enjeux de la thèse - Rubrique obligatoire, limitée à 2000 caractères
Les organismes de recherche se sont dotés d’observatoires de recherche en environnement, qui disposent
maintenant de longues de données hydrologiques et hydrochimiques. Ces données ont été surtout regardées au
filtre des changements d’usage des sols. Ainsi dans l’ORE Agrhys est étudié le temps de réponse de la qualité des
eaux aux changements des systèmes agricoles. L’analyse s’est également focalisée par le passé sur l’analyse des
tendances.
Nous proposons d’analyser les données sous trois angles nouveaux. 1) regarder ces variations sur le plan des
changements climatiques et de nous focaliser sur les évènements extrêmes, qu’ils se situent à l’échelle de la crue
ou de la saison. 2) analyser les données de deux dispositifs, celui de l’ORE Agrhys (AgroHydroSystème, bassins
versants de quelques km²) et de celui de l’ORE PFC (Petits Fleuves Côtiers, bassins versants de quelques dizaines
de km²). Ces deux échelles intègrent respectivement des processus latéraux de transfert dans le versant, et des
processus longitudinaux alluviaux ou in-stream. 3) analyser des variables ayant des impacts forts sur
l’écosystème dans le cadre de la DCE. Ces variables sont d’une part, les débits, et donc la hauteur de la colonne
d’eau dans le cours d’eau et l’extension spatiale du réseau hydrographique, les matières en suspensions et les
températures, ce premier jeu de variable ayant un rôle majeur sur la qualité des habitats dans l’écosystème
aquatique. Ces variables sont d’autre part, l’ensemble des solutés majeurs (COD, PO4, NO3,…), ce second jeu de
variable déterminant le statut trophique de l’écosystème.
Ce travail comportera la mise au point de méthodes d'analyse de la sensibilité d'un hydrosystème à la variabilité
climatique, à partir de l'analyse des données hautes fréquences de ces deux observatoires. Nous aborderons ce
travail par des méthodes directes d’analyse des données (analyses statistiques de collections de crues, analyse
spectrale, traitement du signal,…) et des méthodes indirectes (modélisation des débits et des concentrations)
pour lequel notre unité a un savori faire reconnu, pour déterminer l’impact de la variabilité climatique sur la
variabilité hydrologique et hydrochimique. Nous attendons de ce travail une vision d’ensemble de l’impact de la
variabilité du climat sur la ressource en eau dans les agro-hydrosystèmes, dépassant des analyses souvent
focalisées sur un élément chimique donné.
Ce travail associera les écologues, pour nous focaliser sur les variables fonctionnelles de l’écosystème aquatique
(JL Baglinière et D. Azam, JM Roussel, UMR ESE), des informaticiens spécialistes de l’analyse qualitative des
signaux (MO Cordier). Les programmes en jeu sont l’ORE Agrhys, l’ORE PFC, le Programme PSDR Climaster 2009-
2011 (Changements climatiques, systèmes agricoles, ressources en eau)
Directeur de thèse : Chantal Gascuel-Odoux, Catherine Grimaldi
Les nom, prénom et courriel du directeur de thèse –
Intitulé du sujet de thèse
Origine et dynamique du phosphore des eaux de surface dans les bassins versants agricoles
Unité de recherche
UMR Sol Agro et hydrosystème Spatialisation, UMR 1069, INRA Agrocampus Ouest
Résumé du projet de la thèse
Le projet de thèse est d’identifier les sources et les voies de transfert du phosphore dans des petits
bassins versants en relation avec les processus de transferts de l’eau (conditions hydrologiques) et
des matières en suspension MES (érosion des versants, des berges et remise en suspension), dans
des contextes de sols à forte teneur en phosphore.
Dans beaucoup de contextes, la phase particulaire du phosphore domine. L’étude des transferts et
la maîtrise du phosphore se restreint à celle de l’érosion, aux échanges entre l’eau de ruissellement
et les particules érodées, à la biodisponibilité du phosphore des sols. Dans les transferts de
phosphore sous forme dissoute sont importants à considérer. Ses sources sont multiples : flux
sortant directement des exploitations d’élevage ; flux issus des sols dans certaines conditions
hydrologiques et hydrochimiques, soit de manière diffuse dans le paysage, soit à partir de certaines
zones d’accumulation du phosphore ; sédiments ou productions primaires internes au cours d’eau.
La thèse comportera trois volets :
- Identifier les sources de P particulaire dans le cours d’eau en identifiant les sources des MES
associées (analyse de la relation (MES) – débit) et en comparant les caractéristiques de ces MES
(organiques, taille des particules, nature minéralogique) aux sources potentielles sur le bassin
versant.
- Analyser la relation entre les flux d’eau, de MES et de phosphore particulaire et dissous, afin de
confirmer l’importance des flux de P dissous dans les bassins à fortes teneurs en P des sols,
d’identifier ses sources spatiales et les conditions de sa production et de son transfert.
- Poser les bases d’une modélisation des flux à l’échelle des paysages cultivés (quelques km²), en
s’appuyant notamment sur les modèles développés à l’UMR SAS (TNT, SACADEAU, …).
Ce travail reposera sur la comparaison de deux bassins versants, l’un dans l’ORE Agrhys
(http://www.inra.fr/ore_agrhys), l’autre dans l’ORE Petits Fleuves Côtiers
(http://www.inra.fr/ore_pfc), qui présentent des environnements contrastés de point de vue de leur
agriculture, de la structure des paysages et de l’intensification agricole, tout en ayant des
fonctionnements hydrologiques proches.
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