Thèse Relations Entre Fonctions Hydrologiques et Agricoles dans les Paysages Ruraux Tunisiens Quantification et Analyse H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Agro Montpellier
École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Laboratoire de recherche : LISAH - étude des interactions entre sols, agrosystèmes et hydrosystèmes
Direction de la thèse : Jerome MOLENAT ORCID 0000000259570927
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59

L'adaptation au changement climatique (CC), et particulièrement à la récurrence des sécheresses, est un enjeu crucial des territoires agricoles. Cet enjeu est encore plus prégnant dans les pays du bassin Méditerranéen identifié comme un hot-spot du CC dans le monde. L'agriculture des pays méditerranéens constitue une activité stratégique aussi bien en matière de sécurité alimentaire, de performance économique que de stabilité sociale. Adapter les paysages ruraux au CC et aux sécheresses revient à déterminer les solutions en matière de gestion agricole (cultures, pratiques culturales) et d'aménagement spatial capables de maintenir la fonction de production agricole sans (trop) pénaliser les fonctions hydrologiques d'approvisionnement en eau des nappes, des rivières, et des infrastructures de stockage et distribution (barrages, points de captation).
Chacune de ces fonctions s'opère sur des extensions spatiale et temporelle qui lui sont propres. Pour la fonction agricole, il s'agit de (1) la parcelle et l'exploitation agricole pour l'espace, et (2) l'opération culturale, la saison culturale et les rotations pour le temps. Pour les fonctions hydrologiques, il s'agit de (1) la rivière, le bassin versant et la nappe pour l'espace, et (2) l'événement hydroclimatique (pluie, crue), l'année hydrologique et la multi-décennie pour le temps.
Pouvoir étudier les fonctions agricoles et hydrologiques de façon systémique dans un paysage agricole conduit à un premier défi scientifique qui est de quantifier ces fonctions sur la gamme des extensions spatiales et temporelles concernées. Un second défi est d'analyser et de comprendre les relations synergiques et antagonistes entre ces fonctions de natures différentes et s'opérant sur des
extensions temporelles et spatiales différentes, en fonction des modes de gestion agricole et paysager.
L'objectif de la thèse est de quantifier et d'analyser les relations entre des fonctions écosystémiques de nature hydrologique et agricole dans des paysages agricoles tunisiens, à partir de la modélisation agrohydrologique. En outre, la thèse cherche à comprendre comment l'organisation des pratiques agricoles dans l'espace des paysages et la gestion de leur succession temporelle a un effet sur ces fonctions et constitue ainsi un levier de leur pilotage pour faire face aux sécheresses.

A la croisée de l'hydrologie et de l'agronomie, la thèse suivra une démarche structurée autour de 2 axes. Dans le 1er axe, les synergies et antagonismes entre fonctions écosystémiques seront étudiés à partir de paysages à la composition et à la configuration virtuelles et selon la variabilité climatique. Dans un 2nd axe, ces fonctions seront quantifiées et étudiées sur un cas d'étude réel, le bassin versant de Kamech (Tunisie, Observatoire OMERE), en considérant des scénarios plausibles d'occupation du sol.

Plusieurs résultats sont attendus, chacun pouvant faire l'objet d'une publication scientifique :
1. valider le modèle agrohydrologique dans le contexte pédoclimatique du site d'étude tunisien ;
2. définir des indicateurs des fonctions écosystémiques d'intérêt, indicateurs appropriés au contexte hydro-climatique semi-aride et capables de rendre compte de ces fonctions aux différentes échelles d'espace d'intérêt;
3. comprendre les antagonismes et synergies des fonctions par une analyse de sens de variations des indicateurs choisis;
4. produire une quantification des fonctions écosystémiques d'intérêt pour le site de Kamech en fonction des scenarios climatiques et scenario de système de production agricole.

Le.la doctorante réalisera ses travaux à Montpellier au sein de l'UMR LISAH et bénéficiera de l'infrastructure de modélisation de l'unité ainsi que de la base de données hydrologiques, météorologiques et agronomiques de l'observatoire OMERE. Il.elle sera amené.e à réaliser des missions courtes en Tunisie pour interagir avec les scientifiques tunisiens et pour exposer ses travaux et ses résultats aux porteurs d'enjeux.

L'adaptation au changement climatique, et particulièrement à la récurrence des sécheresses météorologiques, agricoles et hydrologiques, est un enjeu crucial des territoires agricoles. Cet enjeu est encore plus prégnant dans les pays du bassin Méditerranéen identifié comme un hot-spot du changement climatique dans le monde (Giorgi, 2006). L'agriculture des pays méditerranéens constitue une activité stratégique aussi bien en matière de sécurité alimentaire, de performance économique que de stabilité sociale.

La question des pratiques agricoles adaptées au futur climat méditerranéen en fonction des conditions pédologiques, hydrologiques et géomorphologiques constitue un thème majeur travaillé actuellement par la communauté scientifique. C'est dans ce thème que s'inscrit le sujet de la thèse. Plus spécifiquement, le sujet de recherche repose sur l'hypothèse que l'organisation des pratiques agricoles dans l'espace des paysages et la gestion de leur succession temporelle constituent des leviers d'adaptation des territoires à la raréfaction de l'eau (Molénat et al., 2023). Par pratiques agricoles, nous entendons l'assolement, le choix des espèces cultivés et des rotations culturales et le travail du sol.

Les fonctions écosystémiques sont les fonctions de nature physique, chimique ou biologique impliquées dans les bénéfices que l'homme peut tirer des écosystèmes (Costanza et al., 1997). Dans un contexte de changement climatique marqué par des sécheresses récurrentes et face à l'accroissement des besoins alimentaires en lien avec la croissance démographique, les pays méditerranéens font face au défi de maintenir leur production agricole sans pénaliser les autres usages de l'eau. Décliné à l'échelle d'un paysage agricole, ce défi revient à déterminer les solutions en matière de gestion agricole (cultures, pratiques culturales) et d'aménagement spatial capables de maintenir la fonction de production agricole sans (trop) pénaliser les fonctions hydrologiques d'approvisionnement en eau des nappes, des rivières, et des zones de collecte (barrages, points de captation). Chacune de ces fonctions s'opère sur des extensions spatiale et temporelle qui lui sont propres. Pour la fonction agricole, il s'agit de (1) la parcelle et l'exploitation agricole pour l'espace, et (2) l'opération culturale, la saison culturale et les rotations pour le temps. Pour les fonctions hydrologiques, il s'agit de (1) la rivière, le bassin versant et la nappe pour l'espace, et (2) l'événement hydroclimatique (pluie, crue), l'année hydrologique et la multi-décennie pour le temps.
Pouvoir étudier les fonctions agricoles et hydrologiques de façon systémique dans un paysage agricole conduit à un premier défi scientifique qui est de quantifier ces fonctions sur la gamme des extensions spatiales et temporelles concernées. Un second défi est d'analyser et de comprendre les relations synergiques et antagonistes entre ces fonctions de natures différentes et s'opérant sur des
extensions temporelles et spatiales différentes, en fonction des modes de gestion agricole et paysager.

L'objectif de la thèse est de quantifier et d'analyser les relations entre des fonctions écosystémiques de nature hydrologique et agricole dans des paysages agricoles tunisiens, à partir de la modélisation agrohydrologique. En outre, la thèse cherche à comprendre comment l'organisation des pratiques agricoles dans l'espace des paysages et la gestion de leur succession temporelle a un effet sur ces fonctions et constitue ainsi un levier de leur pilotage pour faire face aux sécheresses.

La démarche de la thèse s'articule autour de deux axes. Dans le premier axe, les synergies et antagonismes entre fonctions écosystémiques seront étudiés à partir de paysages à la composition et à la configuration virtuelles et selon la variabilité climatique. Dans un second axe, ces fonctions seront quantifiées et étudiées sur un cas d'étude réel, le bassin versant de Kamech (Observatoire OMERE), en considérant des scénarios plausibles d'occupation du sol qui existent déjà.
Les fonctions écosystémiques seront quantifiées par une modélisation agrohydrologique développée au sein de notre UMR (suite des modèles MHYDAS couplés à un modèle de culture). Le modèle est distribué dans l'espace et représente le fonctionnement hydrologique du bassin versant et celui des couverts cultivés des parcelles agricoles à partir des connaissances des processus biophysiques en jeu (Lebon et al., 2022 ; Lagacherie et al., 2022).
Le travail de thèse dispose également de scenario régionaux d'évolution des systèmes de production agricole, pour lesquels sont disponibles des versions déclinées spatialement au niveau parcellaire . Le.la doctorant.e bénéficie également de la base de données longues de 20 ans acquises sur le site de Kamech de l'observatoire agrohydrologique OMERE (/www.obs-omere.org).

Master ou ingénieur en sciences de l'eau avec des bases ou une appétence pour l'agronomie.
Master ou ingénieur en agronomie avec des bases ou une appétence pour l'hydrologie.
Des connaissances dans le développement ou la mise en oeuvre de modèles biophysiques seront très appréciées.