Les systèmes aquatiques continentaux sont des vecteurs majeurs du cycle global du carbone, recevant une quantité importante de carbone qu’ils émettent vers l’atmosphère et exportent aux océans. Nous caractérisons les concentrations et les transferts de toutes les formes carbonées à l’interface eau souterraine-ruisseau-atmosphère, dans un bassin versant de plaine, tempéré, forestier et sablonneux, où l’hydrologie se produit majoritairement au travers du drainage des eaux souterraines. Nous suivons différentes stations couvrant l’ensemble de la variabilité du bassin, depuis les eaux souterraines jusqu’à l’exutoire, avec des proportions variables d’occupation du sol. Le DOC est exporté majoritairement en périodes de crues alors que la même quantité de DIC est exportée entre périodes de crues et d’étiages. Le carbone terrestre dérivé des sols forestiers est la source principale de carbone dans les eaux superficielles et seulement 3% de la NEE est exportée. L’occupation du sol modifie localement les formes de carbone dans les ruisseaux mais à l’échelle du bassin la forêt prédomine. Nous quantifions le dégazage de CO2 en s’appuyant sur un bilan de masse isotopique. Environ 75% du dégazage total se produit dans les ruisseaux de premiers et de seconds ordres, qui se comportent comme des points chauds pour l’émission de CO2. Ce travail de thèse contribue à une meilleure définition du rôle des ruisseaux et des rivières dans le cycle global du carbone. De manière plus précise, il améliore les connaissances sur la proportion du pompage biologique de CO2 atmosphérique d’un écosystème qui est exportée vers le réseau hydrographique, ainsi que le devenir de ce carbone en aval. / Inland waters are a major component of the global carbon cycle. These systems receive a significant amount of carbon from aquatic and terrestrial sources. A part of this carbon is degassed in the atmosphere while another is exported to the oceans. We characterize the concentrations and transfers of all carbon forms at the groundwater-stream-atmosphere interface, in a temperate, forested and sandy lowland watershed, where hydrology occurs in majority through drainage of groundwater. We monitored contrasting study site representative of the diversity of the ecosystem, from groundwater to river mouth, with different proportion of land use. DOC is exported in majority during high flow periods whereas the same amount of DIC is exported between high and base flow periods.Terrestrial carbon that originates from soils forests is the major source of carbon in surface waters but only 3% of the NEE is exported. Land use modifies locally the different forms of carbon in streams but at the basin scale forests predominate. We quantify the degassing ofCO2 based on fairly well balanced isotopic mass balance. About 75% of the total degassing occurs in first and second order streams, which behave as hotspots for CO2 degassing. This work contributes to a better definition of the role of streams and rivers in the global carboncycle. Specifically, this work enhances understanding on the proportion of CO2 pumped byan ecosystem and then exported to the river system, as well as the fate of this carbon downstream.

Résumé : La Bretagne (France) est une région agricole où les polluants émergeants sont très susceptibles d’atteindre les eaux de surfaces. La surveillance institutionnelle montre que les sous-produits d’herbicides sont la principale pollution des eaux de surface, dans une région où 80 % des eaux potables sont produites à partir de ressources superficielles. Le comportement dans l’environnement des sous-produits d’herbicides est mal connu et, pour certains d’entre eux, les contributions de leurs différentes sources font toujours débat. Dans l’est de la Bretagne, le bassin versant de la Vilaine (10 500 km²) est d’un grand intérêt pour la recherche, car il abrite une importante usine de potabilisation (100 000 m3/j) à son extrême aval. Dans ce contexte, cette étude vise à (i) cartographier le bassin versant, (ii) évaluer la contamination et ses variations spatiales et saisonnières, (iii) comprendre les conditions favorables à l’export vers les eaux de surface, (iv) étudier les sources et le devenir de l’AMPA (acide aminométhyl phosphonique) dans les eaux usées, (v) explorer le procédé d’ozonation pour un sous-produit récalcitrant aux traitements de l’eau potable. Cette thèse consiste en trois chapitres : une revue de la littérature sur l’occurrence et le devenir des herbicides et leurs sous-produits dans les eaux de surface, eaux usées, et eau potable; le matériel et méthodes incluant, la sélection des composés d’intérêt, la stratégie d’échantillonnage, la description des méthodes d’analyses et d’assurance qualité, les outils statistiques; les résultats d’occurrence et de comportement des sous-produits d’herbicides dans les différentes eaux étudiées. Ces travaux se concluent sur un contexte plus large avec des perspectives pour acquérir une meilleure compréhension des sources et des facteurs influençant l’occurence des sous-produits d’herbicides dans les différentes eaux, dans le but d’améliorer la qualité des ressources. / Abstract : Brittany (France) is an agricultural region, where emerging pollutants are highly at risk to reach surface waters. Legal monitoring shows that herbicides metabolites are the main pollution of surface waters, in a region where 80 % of drinking water is produced with surface waters. The environmental behavior of herbicides metabolites is badly known and, for some of them, the contributions of their different sources are still debated. In east Britany, the Vilaine watershed (10 500 km²) is of great research interest, as a large drinking water treatment plant (100 000 m3/day) is located at the extreme downstream of it. In this context, this study aims to (i) map the watershed, (ii) evaluate the contamination and its spatial and seasonal variations, (iii) understand the favoring conditions resulting in metabolites export towards surface water, (iv) study sources and fate of AMPA (aminomethylphosphonic acid) in wastewaters, (v) explore ozonation treatment of a resistant metabolite in drinking water This thesis consists of three chapters: a review of the literature on herbicides and their metabolites occurrence and fate in surface waters, wastewaters, and drinking water; the materials and methods including, selection of compounds of interest, sampling strategy, description of the methods of analysis and quality assurance, statistical tools; the results of herbicides metabolites occurrences and behavior in the different waters studied. This work concludes on a broader context by providing perspectives to gain a better understanding of the sources and the factors influencing herbicides metabolites occurrences in the different waters, in order to improve the quality of water resources.

Bien plus qu’une simple question d’équilibre entre l’offre et la demande, l’analyse de la gestion des ressources en eau implique d’appréhender un système dont les éléments, naturels et sociaux, sont liés par des interdépendances complexes. La présente thèse porte sur les facteurs socio-relationnels, c’est-à-dire relatifs aux relations sociales (acteurs, natures, formes, objets des relations) qui participent à l’impasse de la gestion intégrée de l’eau par bassin versant (ci-après, GIEBV) au Québec. L’objectif principal de cette étude est de comprendre ce qui explique que la mise en œuvre de la GIEBV demeure inachevée plus d’une décennie après l’adoption de ce nouveau mode de gestion. Cette thèse permet d’approfondir la connaissance sociologique de la gestion durable des ressources naturelles dans la mesure où elle met l’emphase sur la capacité des acteurs à s’intégrer à un nouveau système d’action. Théoriquement, la démarche vise à valider la pertinence de (i) bonifier l’approche néo-institutionnaliste de l’action publique par l’introduction des variables informationnelle et identitaire, et (ii) de croiser les hypothèses de cette école de pensée avec celles de l’analyse structurale (dite réseau ou diktyologie). À la lumière de la littérature, nous postulons que l’idéal-type d’une mise en œuvre de la GIEBV que l’on pourrait qualifier d’achevée devrait reposer sur une intégration et une participation «effective» (i) d’acteurs forts (dotés de capacités et de pouvoirs d’influence), (ii) reconnus socialement et politiquement comme acteurs, (iii) bénéficiant d’un niveau de confiance élevé, (iv) dont les rôles et responsabilités sont clairement définis, (v) partageant des idées (valeurs, croyances) et des intérêts (buts poursuivis), (vi) ainsi qu’une identité commune se traduisant en sentiment d’appartenance au territoire de gestion, et (vii) partenaires dans un système d’échange d’informations (à niveaux multiples par essence) (viii) dont les interactions, institutionnalisées, s’inscrivent dans une temporalité longue. Les résultats montrent que le principal acteur désigné pour assurer la mise en œuvre de la GIEBV, à savoir les organismes de bassin versant (ci-après, OBV), s’avère être en fait un non-acteur autant par détermination que par autodéfinition. Mais l’analyse sociologique nous pousse à aller plus loin. L’OBV est un acteur faible si l’on s’en tient au sens strict du terme, parcouru de contradictions dues à l’ambigüité de son rôle : à la fois acteur passif, en tant que cadre d’action, organisation frontière et relais, et acteur organisationnel fortement mimétique, globalement dépourvu d’une identité d’acteur qui lui est propre. S’il est un acteur influent, il ne l’est qu’officieusement par le biais de son rôle informel et émergent de réseau d’information. L’OBV n’est actuellement ni un acteur collectif, ni un acteur stratégique. Il est un acteur-réseau en devenir. Ce rôle émergent explique alors pourquoi les OBV occupent une position néanmoins centrale dans le système de gestion de l’eau, dont la légitimité commence à s’établir depuis 2009. Par ailleurs, nous avons pu observer que, contrairement à notre proposition conceptuelle de départ sur l’articulation des variables d’action publique, ce sont les facteurs socio-relationnels d’«intérêts» et d’«information» qui ont le plus contribué à l’évolution de la gestion de l’eau vers un mode davantage intégré, alors que l’ambiguïté soutenue entourant les «idées», ou plus spécifiquement l’idée d’acteurs et de leur intégration, participe négativement à la mise en place du nouveau mode de gestion. L’interprétation de la GIEBV et du rôle des OBV, à la fois localement différenciée et institutionnellement isomorphe, donne lieu à un manque de cohérence à l’échelle provinciale, empêchant ainsi l’émergence d’un référentiel d’action collective. En plus de la précarité des OBV, le manque de cohérence pourrait ainsi expliquer l’absence d’un mouvement revendicateur de changement. Il en résulte que le nouveau mode de gestion demeure encore aujourd’hui au stade expérimental selon le classement de Matland (1995). / More than a simple matter of equilibrium between supply and demand, the analysis of water resources management implies to apprehend a system of complex interactions between natural and societal elements. The present thesis focuses on socio-relational factors (i.e. pertaining to the actors, natures, forms and objects of social relations) that contribute to the deadlock that has become integrated water resources management (hereafter IWRM) in Quebec. The main objective of this enquiry is to understand what explains the unsuccessful implementation of IWRM a decade after this new management approach was initiated. This thesis seeks to deepen the sociological understanding of IWRM inasmuch as its puts an emphasis on the capacity of actors to integrate a new system of action. Theoretically the employed method allows to validate the relevance of i) bonifying the neo-institutional approach with the introduction of new information and identity variables, and ii) cross-referencing the hypotheses of the neo-institutional school of thought with those of structural analysis (social network theory or « diktyology »). In the light of literature review, we postulate that an ideal-type of a complete implementation of IWRM should rely on the effective integration and participation of (i) powerful actors (that possess capacities and powers of influence), (ii) that are socially and politically recognised as actors, (iii) that benefit from a high level of confidence, (iv) whose roles and responsibilities are clearly defined, (v) that share common ideas (values, beliefs) and interests (goals pursued), (vi) along with a shared identity that results in a sense of belonging to the managed territory, and (vii) that are associated within an information exchange system (that is multi-leveled in essence) and (viii) whose institutionalised interactions exist within a long-term temporality. Results show that the principal actor designated to insure the implementation of IWRM, namely watershed councils (hereafter WSC), is proved to be in fact a non-actor, as well in terms of determination than by self-definition. But sociological analysis drives us further. WSC are weak actors in the strict sense of the term, subjected to contradictions caused by the ambiguity of their role: at once passive actors in their quality of frameworks, boundary organisations and relays, and strongly mimetic organizational actors, generally deprived of distinctive actor identities. If they are actors, it is only in an unofficially, by way of their informal role of information network. At this time the WSC are neither collective actors, nor strategic actors. They are network actors in the making. This emerging role therefore explains why WSC nevertheless occupy a central position in the system, the legitimacy of which is starting to ascertain itself since 2009. Futhermore, we were able to observe that, contrarily to what was stated in our initial conceptual proposition relating to the articulation of variables, it is revealed that socio-relational factors of « interest » and « information » contribute most to the evolution of water management to a more integrated, whereas a sustained ambuigity surrounding « ideas » and, or more specifically the idea of actors and their integration, participate negatively to the implementation of the this new management mode. From the interpretation of IWRM, both locally differentiated and institutionally isomorphic, arises a lack of coherence at the provincial scale, which prevents the creation of a global referential of collective action. In addition to the precarity of organisms, the observed lack of coherence could explain the absence of a social movement claiming for political change. This situation results in the fact that the new mode of management that is IWRM remains to this day in an experimental state according to the classification of Matland (1995).

Dans le cadre de la modélisation climatique, la représentation du cycle de l'eau des surfaces continentales est primordiale. Actuellement, les "modèles de surface continentale" représentent l'évolution des flux d'eau verticaux dans des colonnes de sol de quelques mètres de profondeur et leur interaction avec l'atmosphère. En revanche, l'interaction avec les nappes de faible profondeur n'est pas prise en compte alors que leur présence influence fortement les flux d'évapotranspiration à l'échelle locale, et, en conséquence, le climat à l'échelle régionale. Une difficulté est que les zones où cette interaction apparaît relèvent d'une échelle inférieure à celle du maillage des modèles de surface continentale. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle qui permette de prendre en compte l'impact des nappes de faible profondeur sur les flux d'évapotranspiration pour les modélisations climatiques à l'échelle globale. La contrainte principale associée relève des temps de calculs, qui doivent être réduits pour permettre la réalisation de simulations sur de grandes échelles de temps et d'espace. Dans ce cadre, un nouveau modèle de colonne de sol est proposé. Une fonction de drainage imposée en bas de colonne permet de reproduire l'évolution temporelle du toit de la nappe, en interaction avec les processus d'infiltration et d'évapotranspiration. Le modèle est testé et validé sur des cas tests académiques simples dans un premier temps, puis sur le cas d'un bassin versant réel dans un second temps (bassin versant du Strengbach, en France). Enfin, une méthodologie basée sur ce modèle de colonne et permettant d'estimer les flux d'évapotranspiration en tenant compte de leur variabilité dans l'espace est introduite. Elle est appliquée à un bassin versant dont la superficie est proche de celle d'une maille classique des modèles de surface continentale (bassin versant du Little Washita, aux États-Unis). / The representation of the water cycle on land surfaces is essential for climate modeling. Nowadays, the "Land Surface Models" (LSMs) represent soil columns of a few meters deep and they simulate the temporal evolution of the vertical water flows and the interaction with the atmosphere. However, the interaction with a near-surface water table is not taken into account although it strongly influences the evapotranspiration fluxes at the local scale, and therefore the climate at the regional scale. This interaction, which occurs at a smaller scale than the grid scale of the LSMs, is difficult to model. The objective of this PhD is to propose a model that incorporates the impact of a near-surface water table on evapotranspiration fluxes for global climate models. The computation time of the model must be small enough to enable simulations at large spatial and temporal scales. In this context, a new soil column model is proposed with a drainage function that is imposed at the bottom of the column. This function aims at reproducing the temporal evolution of the water table level in interaction with both the infiltration and the evapotranspiration fluxes. The model is tested and validated on numerical experiments and on a real catchment (Strengbach, France). A methodology based on this column model is introduced to estimate the evapotranspiration fluxes taking into account their subgrid variability. This methodology is applied to a catchment whose area is similar to the one of a classic grid cell of LSMs (Little Washita, USA).

En 2022, le Programme d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES) aura conduit à la réalisation d'une vingtaine de projets permettant d'obtenir un portrait régional de cette ressource sur l'ensemble du Québec municipalisé. En dépit de ces connaissances, l'expérience démontre que peu d'acteurs régionaux ont intégré les eaux souterraines dans leurs documents de planification. Ainsi, l'un des objectifs du projet PACES Estrie (2018-2022) consistait à développer une démarche pour impliquer les acteurs de l'eau dans l'élaboration d'un plan d'action devant être intégré dans le plan directeur de l'eau (PDE) de deux organismes de bassins versants (OBV). La démarche comportait 17 entrevues avec des municipalités et municipalités régionales de comté (MRC) ainsi que trois ateliers collaboratifs avec divers acteurs de l'eau. Les entrevues avaient pour objectif de comprendre les contextes de décision en matière d'aménagement du territoire. Les ateliers prévoyaient un bref transfert de connaissances sur l'enjeu abordé suivi d'échanges entre experts et acteurs afin de dégager des actions envisageables relatives à l'enjeu pour le plan d'action. Pour s'assurer de maximiser les échanges, la démarche a ciblé les acteurs-clés, a misé sur des enjeux correspondant à leurs préoccupations et s'est servi d'indicateurs pour faciliter la compréhension de ces enjeux. Les entrevues et ateliers ont permis de dégager de nombreux constats qui ont conduit à l'élaboration du plan d'action. L'analyse des constats met en évidence un ensemble d'obstacles auxquels les acteurs de l'eau sont confrontés dans l'intégration des eaux souterraines dans leurs documents de planification. À la racine du problème se situe une série de manques au niveau du cadre québécois de gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV). L'étude présente 13 pistes de solution pour combler ces manques. Celles-ci portent sur la sensibilisation des élus et citoyens, la gouvernance de l'eau, le transfert et l'échange de connaissances, le suivi des enjeux régionaux et enfin le besoin d'incitatifs financiers pour supporter la réalisation de projets locaux. / By 2022, the Quebec systematic aquifer assessment program (Programme d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES)) will have led to the completion of some twenty projects providing a regional characterization of this resource across its entire municipalized territory. Despite this knowledge, experience shows that few regional stakeholders have integrated groundwater into their planning documents. Thus, one of the objectives of the PACES Estrie project (2018-2022) was to develop a process that would involve water stakeholders in the development of an action plan to be integrated into the Water Master Plan (plan directeur de l'eau (PDE)) of two watershed organizations (organismes de bassins versants (OBV)). The process involved 17 interviews with municipalities and regional county municipalities and three collaborative workshops with various water stakeholders. The objective of the interviews was to understand the decision-making contexts for land use planning. The workshops included a brief knowledge transfer period about the issue covered by the workshop, followed by knowledge exchanges between experts and stakeholders to identify possible actions for the action plan related to the issue. To promote optimal exchanges, the process targeted key stakeholders, focused on issues that correspond to their concerns and used indicators to facilitate the understanding of the issues. The interviews and workshops provided numerous findings, which led to the development of the action plan. An analysis of the findings highlights a series of hurdles that water stakeholders face regarding the integration of groundwater into their planning documents. At the root of the problem lies a series of shortcomings in the Quebec framework for Integrated Water Resources Management. The study presents 13 possible solutions to fill these gaps. These solutions are related to raising awareness among elected officials and citizens, water governance, knowledge transfer and exchange, monitoring of regional issues and the need for financial incentives to support the implementation of local projects.

La gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant requiert de bonnes connaissances du territoire à l'étude afin d'inclure le suivi de la qualité de l'eau de la « source au robinet » dans la planification territoriale. Un accès efficace à tout type de données relatives à la qualité de l'eau, incluant l'occupation du sol et les risques (impacts anthropiques, environnementaux, etc.), permettrait aux intervenants de divers milieux de prendre en considération le portrait complet des informations disponibles pour une prise de décision éclairée. Inventorier, assembler, analyser et interpréter les données peut représenter un défi supplémentaire lorsque les informations à colliger proviennent de sources différentes, tout particulièrement pour les organismes de bassins versants (OBV) et les petites municipalités qui n'ont pas toujours les moyens d'avoir des spécialistes en gestion de bases de données et en systèmes d'information géographique (SIG). Ce projet de maîtrise porte sur le développement d'un cadre méthodologique concernant l'acquisition, la gestion et l'utilisation des données relatives à la qualité de l'eau dans les bassins versants où existent des prises d'eau potable. Après une étude approfondie des exigences gouvernementales concernant la protection des sources, il sera question d'optimiser la gestion des données en concordance avec le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (RPEP) du Québec. Dans un contexte où de nombreuses municipalités du Québec doivent répondre aux exigences du RPEP d'ici 2021, un logiciel spécialisé en gestion des données sur la qualité de l'eau a été adapté afin d'aider les gestionnaires de la ressource en eau qui ont le mandat de répondre au RPEP. Ce projet permettra d'optimiser le processus d'acquisition et de traitement de l'information requise (eau et territoire) pour l'évaluation de la vulnérabilité des prises d'eau potable. L'évaluation de la vulnérabilité des prises d'eau potable est une démarche fondamentale de la protection des sources d'eau et de l'harmonisation de cette dernière avec l'occupation du territoire. La méthodologie développée pour une étude de cas dans les Laurentides montréalaises est applicable à d'autres bassins versants du Québec et d'ailleurs.

En 2022, le Programme d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES) aura conduit à la réalisation d'une vingtaine de projets permettant d'obtenir un portrait régional de cette ressource sur l'ensemble du Québec municipalisé. En dépit de ces connaissances, l'expérience démontre que peu d'acteurs régionaux ont intégré les eaux souterraines dans leurs documents de planification. Ainsi, l'un des objectifs du projet PACES Estrie (2018-2022) consistait à développer une démarche pour impliquer les acteurs de l'eau dans l'élaboration d'un plan d'action devant être intégré dans le plan directeur de l'eau (PDE) de deux organismes de bassins versants (OBV). La démarche comportait 17 entrevues avec des municipalités et municipalités régionales de comté (MRC) ainsi que trois ateliers collaboratifs avec divers acteurs de l'eau. Les entrevues avaient pour objectif de comprendre les contextes de décision en matière d'aménagement du territoire. Les ateliers prévoyaient un bref transfert de connaissances sur l'enjeu abordé suivi d'échanges entre experts et acteurs afin de dégager des actions envisageables relatives à l'enjeu pour le plan d'action. Pour s'assurer de maximiser les échanges, la démarche a ciblé les acteurs-clés, a misé sur des enjeux correspondant à leurs préoccupations et s'est servi d'indicateurs pour faciliter la compréhension de ces enjeux. Les entrevues et ateliers ont permis de dégager de nombreux constats qui ont conduit à l'élaboration du plan d'action. L'analyse des constats met en évidence un ensemble d'obstacles auxquels les acteurs de l'eau sont confrontés dans l'intégration des eaux souterraines dans leurs documents de planification. À la racine du problème se situe une série de manques au niveau du cadre québécois de gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV). L'étude présente 13 pistes de solution pour combler ces manques. Celles-ci portent sur la sensibilisation des élus et citoyens, la gouvernance de l'eau, le transfert et l'échange de connaissances, le suivi des enjeux régionaux et enfin le besoin d'incitatifs financiers pour supporter la réalisation de projets locaux. / By 2022, the Quebec systematic aquifer assessment program (Programme d'acquisition de connaissances sur les eaux souterraines (PACES)) will have led to the completion of some twenty projects providing a regional characterization of this resource across its entire municipalized territory. Despite this knowledge, experience shows that few regional stakeholders have integrated groundwater into their planning documents. Thus, one of the objectives of the PACES Estrie project (2018-2022) was to develop a process that would involve water stakeholders in the development of an action plan to be integrated into the Water Master Plan (plan directeur de l'eau (PDE)) of two watershed organizations (organismes de bassins versants (OBV)). The process involved 17 interviews with municipalities and regional county municipalities and three collaborative workshops with various water stakeholders. The objective of the interviews was to understand the decision-making contexts for land use planning. The workshops included a brief knowledge transfer period about the issue covered by the workshop, followed by knowledge exchanges between experts and stakeholders to identify possible actions for the action plan related to the issue. To promote optimal exchanges, the process targeted key stakeholders, focused on issues that correspond to their concerns and used indicators to facilitate the understanding of the issues. The interviews and workshops provided numerous findings, which led to the development of the action plan. An analysis of the findings highlights a series of hurdles that water stakeholders face regarding the integration of groundwater into their planning documents. At the root of the problem lies a series of shortcomings in the Quebec framework for Integrated Water Resources Management. The study presents 13 possible solutions to fill these gaps. These solutions are related to raising awareness among elected officials and citizens, water governance, knowledge transfer and exchange, monitoring of regional issues and the need for financial incentives to support the implementation of local projects.

Cette étude demandée par le Service régional de l'Aménagement des eaux d'Aix en Provence et la Direction départementale de l'Agriculture des Hautes Alpes comporte : - un inventaire des sources et puits - le bilan hydrologique et ses composantes - étude d'un bassin versant représentatif de la région et son étude : synclinal perché de Saint Genis.

La région étudiée est localisée au sud ouest du massif des Bauges entre le Chéran et Chambéry. Il s'agit du plateau du Revard. Il s'agit d'un massif à niveaux calcaires épais perméables et karstique séparés par des niveaux marneux perméables d'où l'existence de circulations souterraines.Celles-ci sont très developpées du fait d'une tectonique moins intense qui a défini de vastes structures monoclinales.L' hydrogéologie karstique est particuliérement étudiée.

L'étude du transport fluvial des matières en suspension (MES) et du carbone organique dans les rivières du monde informe sur le taux d'érosion des continents, le cycle du carbone et la contribution du carbone terrestre à l'océan. Les objectifs du travail sont, d'une part, de décrire, analyser et quantifier la dynamique des MES et du carbone organique, particulaire (COP) et dissous (COD), lors des périodes de crue, d'évaluer la contribution des événements de crue sur les flux annuels et, d'autre part, de quantifier ces flux sur le long terme par une approche de modélisation agro-hydrologique. L'étude expérimentale est basée sur l'échantillonnage à l'exutoire des données par un prélèvement manuel et automatique dans un bassin versant agricole de 1 110 km2 du Sud-ouest de la France, la Save, un affluent de la Garonne, de Janvier 2007 à Juin 2009. Concernant l'approche de modélisation, le modèle SWAT 2005 (Soil and Water Assessment Tool) est utilisé pour décrire le transport et quantifier le flux des MES et du COP sur du long terme (1999-2008) intégrant les données hydro-climatiques, l'occupation du sol et les itinéraires techniques des pratiques agricoles dans ce bassin. Les résultats montrent la forte variabilité temporelle de la dynamique de transport des MES, COP et COD durant les différentes crues saisonnières. Ces flux sont notamment transportés au printemps grâce aux fréquences importantes des crues et à la durée des crues. La quantification de flux (MES, COP et COD) pendant les crues contribuant aux flux annuel à été estimé. Le flux annuel des MES en 2007 est de 16 614 tonnes, représentant 15 t km-2 (85% du flux annuel transporté en crue pour 16% de la durée annuelle) et il est de 77 960 tonnes représentant 70 t km-2 en 2008 (95% du flux annuel transporté en crue pour 20% de la durée annuelle). Le transport du COP et COD durant les crues est respectivement de 76% et 62% du flux total pour 22% de la durée totale (Janvier 2008 à Juin 2009). Les flux de COP et COD exportés de la Save sont de 3091 tonnes et 1238 tonnes, représentant respectivement, 1,8 t km-2 an-1 et 0,7 t km-2 an-1. En utilisant des analyses statistiques, les facteurs hydro-climatiques qui conditionnent la dynamique du transport montrent de bonnes corrélations entre la précipitation totale, le débit de crue, le flux d'eau et les flux de MES, COP et COD. De plus, la dynamique des MES, COP et COD pour les différents crues a été examinée, en utilisant l'analyse des hystérésis. Les résultats du modèle agro-hydrologique SWAT montrent la forte variabilité temporelle des flux annuels de MES et COP (1999-2008). Le flux annuel de MES varie de 4 766 tonnes à 123 000 tonnes, représentant un flux spécifique de 48 t km-2 an-1 et le flux annuel de POC varie de 120 tonnes à 3 100 tonnes, représentant un flux spécifique de 1,2 t km-2 an-1. La régression entre le flux d'eau annuel et le flux de MES simulé a été établie et les zones potentielles d'érosion sont également identifiées par modélisation pour le bassin versant de la Save.