Thèse Modélisation Prospective de la Recharge des Aquifères Alluviaux du Diagnostic des Processus aux Outils d'Aide à la Décision. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Avignon Université
École doctorale : Agrosciences et Sciences
Laboratoire de recherche : EMMAH - Environnement Méditerranéen et Modélisation des AgroHydrosystèmes
Direction de la thèse : VIVIEN HAKOUN ORCID 0000000287277162
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59

Ce travail vise à lever un verrou scientifique et opérationnel majeur : quantifier et prédire les contributions respectives des forçages climatiques, hydrologiques et anthropiques à la recharge des aquifères alluviaux méditerranéens, afin de renforcer les outils d'aide à la décision utilisés pour la gestion durable de l'eau. La plaine alluviale d'Avignon sera le principal cas d'étude de ce travail. Cette plaine est très diversifiée du point de vue de l'occupation des sols et connait une forte pression urbaine entrainant une progression de l'imperméabilisation des sols et une réduction des surfaces agricoles propices à la recharge de l'aquifère via l'irrigation gravitaire. Celui-ci est par ailleurs fortement sollicitée pour l'alimentation en eau potable des 100 000 usagers de l'agglomération et des alentours. La persistance des secteurs de recharge ainsi que la connaissance des modalités de cette recharge (où ? comment ? et quand ?) sont des enjeux cruciaux pour la gestion de l'eau actuelle et future de la région.
In fine, la thèse répondra au besoin de connaissances sur la dynamique des flux hydriques et contribuera aux développements d'outils nécessaires aux stratégies de gestion de la ressource en eau en contexte méditerranéen dans un secteur à fort intérêt socio-économique.

Les aquifères alluviaux jouent un rôle vital dans l'alimentation en eau, fournissant environ la moitié des ressources souterraines exploitées en France. Leur singularité : une forte connexion aux rivières et aux usages agricoles, qui rend leur recharge particulièrement sensible aux changements environnementaux. Les échanges nappe-rivière et l'infiltration issue de l'irrigation complexifient les flux d'eau qui se superposent aux effets du climat et des changements d'usage du sol.
En contexte méditerranéen agricole, la complexité de ces flux s'accroit : la recharge des nappes résulte de la distribution spatio-temporelle des pluies, du fonctionnement des cours d'eau, des pratiques d'irrigation et des prélèvements. Dans ce contexte, l'origine, l'intensité et la temporalité des flux hydriques restent difficiles à quantifier ce qui limite fortement notre capacité à anticiper l'évolution de la ressource sous l'influence des différents facteurs qui l'affecte.Comprendre et quantifier l'impact de ces éléments est un enjeu majeur pour anticiper l'évolution des ressources en eau et soutenir une gestion durable.

Cette thèse vise à lever un verrou scientifique et opérationnel majeur : quantifier et prédire les contributions respectives des forçages climatiques, hydrologiques et anthropiques à la recharge des aquifères alluviaux méditerranéens, afin de renforcer les outils d'aide à la décision utilisés pour la gestion durable de l'eau. Elle s'articule autour des questions scientifiques suivantes :

- Quelles sont les contributions respectives des précipitations, des échanges rivière-nappe et de l'infiltration issue de l'irrigation et de coteaux à la recharge des aquifères alluviaux ?
- Quels signaux hydrologiques et anthropiques peuvent être identifiés dans la réponse piézométrique, et comment distinguer leurs temporalités et intensités ?
- Comment modéliser de manière intégrée la recharge présente et prospective sous l'effet combiné du climat, des cours d'eau, de l'irrigation et des prélèvements ?
- Quels indicateurs et scénarios permettent d'évaluer la sensibilité et la résilience des aquifères face aux futures conditions climatiques et aux modes de gestion de l'eau ?

L'approche méthodologique qui sera développée dans cette thèse combinera observations in situ (hydrochimie, hydrodynamique et mesures des flux d'eau souterraine), analyses de données de télédétection, modélisation hydrologique/hydrogéologique et scénarios prospectifs.
Spécifiquement, le travail se scindera en 4 étapes :
1. Exploiter; compléter et interpréter les données issues de l'observatoire hydrogéologique de la plaine d'Avignon (en se basant sur les savoir faire des équipes HYDRO et DREAM)
2. Etablir une série d'indicateurs liés aux flux de recharge
3. Développer un modèle conceptuel et un modèle numérique des écoulement souterrains sur le territoire
4. Simuler le comportement de la ressource dans le cadre de projections climatiques futures (à l'aide des données issues du projet Explore2) et de modifications des conditions aux limites concernant les flux d'échange-nappe rivière, l'usage du sol et la recharge via l'irrigation gravitaire.

Le/la candidat(e) doit être en Master 2 ou équivalent dans le domaine de l'hydro(géo)logie, et/ou de la modélisation. Le/la candidat(e) devra avoir un goût prononcé pour le travail d'analyse et d'interprétation de données (séries temporelles hydrodynamique, hydrochimique et télédétection), la simulation numérique (modélisation 1D / 3D) et le travail sur le terrain (prélèvements et mesures in situ).
Il/elle devra faire preuve d'un excellent contact humain, de capacités de travail en groupe et en autonomie. Une connaissance des outils de modélisation et de traitement de données (notamment de télédétection) constitue un plus pour ce projet de thèse. Le permis de conduire valable en France est requis.