Description

Contexte :

L’érosion hydrique est estimée en moyenne à 1,5 t/ha/an en France et peut dépasser 10 t/ha/an dans certaines régions. La capacité d’infiltration des sols est l’un des déterminants majeurs du ruissellement et par conséquent de l’érosion. Elle varie fortement à la fois dans l’espace et dans le temps, et on est actuellement difficilement capable de l’estimer correctement alors qu’il s’agit d’un paramètre essentiel des modèles d’érosion des sols. Les larges modifications des paysages ruraux depuis la seconde moitié du XXème siècle, en particulier dans les contextes de plaines agricoles intensivement cultivées, ont vu les taux d’érosion fortement augmenter avec des effets délétères majeurs in- et surtout ex-situ. Les recherches menées dans ces contextes de plaine sont rares, du fait de l’existence de très faibles pentes et par conséquent de la très faible érosion supposée.

Objectif :

L’objectif principal de la thèse est de tester l’effet de la variabilité spatiale et temporelle de la capacité d’infiltration des sols sur la modélisation du ruissellement dans un contexte de plaines agricoles intensivement cultivées.

Approche envisagée :

La capacité d’infiltration des sols et sa dynamique sont des paramètres fondamentaux de la modélisation de l’érosion des sols. La capacité d’infiltration des sols dépend de propriétés intrinsèques des sols (ex. texture, matière organique) que l’on peut considérer pérennes à l’échelle de l’année culturale et de leur structure, qui évolue plus ou moins au cours de l’année culturale selon sa stabilité.

Ce projet de thèse se propose par conséquent d’estimer spatialement et temporellement la capacité d’infiltration du sol en prenant en compte la variabilité spatiale de ses propriétés pérennes et la variabilité spatio-temporelle de la stabilité structurale. Ces propriétés pérennes et conjoncturelles seront spatialisées à haute résolution au moyen de données de télédétection multi-temporelles. La dynamique spatio-temporelle de la capacité d’infiltration du sol sera ainsi intégrée dans la modélisation du ruissellement.

Ces travaux contribueront par conséquent à une meilleure connaissance de la distribution spatiale de l’érosion des sols – et de sa prédiction, dans des contextes jusqu’à présent peu étudiés, et contribueront ainsi à répondre aux enjeux de maintien du bon état des sols et des masses d’eau dans le contexte particulier des grandes plaines agricoles cultivées.

Organisation et déroulement de la thèse :

Les travaux seront menés au sein du bassin versant du Louroux (Indre-et-Loire), caractéristique des zones de plaine cultivées intensivement et drainées. Plusieurs travaux de recherches ont déjà été menés sur ce bassin. Ainsi, une base de données sur les sols, les pratiques agricoles, la reconstruction historique des taux d’érosion au sein du bassin, l’identification des sources de la matière transférée ainsi que sur la dynamique de transfert de matière au sein des cours d’eau du bassin sont disponibles.

Dans le cadre de la thèse proposée, les données mentionnées seront mobilisées et seront complétées par les actions suivantes : (1) les états de surface du sol sur les parcelles suivies depuis 2017 ; (2) la qualification de la stabilité structurale à l’échelle du bassin versant par différentes méthodes (ISO 10930 : 2012, wet sieving apparatus, slakes, télédétection) et différentes densités d’échantillonnages ; (3) des mesures de la capacité d’infiltration en fonction des types de sols et de l’occupation des sols ; (4) l’acquisition d’images satellitaires du type Sentinel pour prédire et cartographier des variables clés telles que la teneur en carbone organique des sols, la texture et la teneur en eau ; (5) l’acquisition de séries temporelles d’images Sentinel pour la surveillance de la dynamique des variables conjoncturelles.

Compétences requises

Nous recherchons un(e) étudiant(e) motivé(e), avec de solides compétences dans le domaine des géosciences et de l’environnement. Le ou la candidat(e) devra avoir une forte motivation pour le travail de terrain, de laboratoire et des compétences en traitement de données. Une formation en modélisation des transferts hydriques sera un plus. Le ou la candidat(e) devra être dynamique, enthousiaste et montrer une bonne autonomie. Il ou elle devra posséder de bonnes qualités rédactionnelles et une excellente capacité de communication.

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Mots clés

Capacité d’infiltration du sol, Ruissellement, Erosion, Stabilité structurale du sol, Télédection , Modélisation