Les récentes études sur les changements climatiques démontrent que ceux-ci auront un impact sur le régime hydrologique des rivières du Québec. Ils toucheront entre autres la fréquence et la sévérité des étiages, d’où l’importance d’approfondir nos connaissances au niveau de leur simulation. Cette étude, réalisée sur le bassin versant de la rivière Yamaska, évalue l’impact du choix d’un critère de calage sur la simulation des étiages en période de changements climatiques pour les modèles GR4J et SWAT. Les aspects suivants sont évalués en fonction du critère de calage choisi : la qualité des indicateurs d’étiage simulés et la variation de l’incertitude sur les étiages entre la période de référence (1971-1995) et la période future (2041-2065). Les deux modèles sont calés avec six critères basés sur le critère de Nash-Sutcliffe (NSE) ainsi qu’un critère basé sur l’indicateur d’étiage 7Q2 afin d’effectuer les simulations à partir de douze projections climatiques (5 MRCC, 7 NARCCAP). Pour GR4J, les résultats montrent une aggravation significative des étiages futurs. En comparaison avec l’emploi du critère NSE, l’utilisation d’un critère de calage orienté vers les étiages permet de mieux les simuler et de minimiser l’incertitude associée aux changements climatiques tout en simulant une aggravation moindre des étiages pour la période future. Pour SWAT, le choix du critère de calage n’a pas le même impact. En effet, les simulations ne montrent pas toutes une aggravation des étiages et ont de la difficulté à reproduire les indicateurs d’étiage observés. De plus, l’incertitude associée aux changements climatiques est moins influencée par le choix du critère de calage que pour le modèle GR4J. Pour une étude sur les étiages en changements climatiques, il est donc important de porter une attention particulière au choix du critère de calage. De plus, le choix du modèle est important puisque l’utilisation d’un modèle distribué tel que SWAT ne favorise pas nécessairement la simulation des étiages.

L'objet de la présente thèse est de caractériser, quantifier et modéliser les flux d'eau au sein de la Réserve Naturelle Nationale de la Tourbière des Dauges, située en Limousin (Massif Central, France) et qui inclue une tourbière acide de fond de vallon et son bassin versant. Un ensemble de techniques, incluant la description de coupes superficielles existantes, la réinterprétation de sondages géologiques profonds, la tomographie de résistivité électrique et une modélisation de la distribution spatiale des formations affleurantes, ont été utilisées pour caractériser la nature et la géométrie des formations d'altération du granite. Les dépôts alluviaux et tourbeux ont été caractérisés et cartographiés par sondage à la tarière et à la tige filetée, et leur conductivité hydraulique estimée par choc hydraulique. Les précipitations, les paramètres météorologiques nécessaires au calcul de l'évapotranspiration potentielle, les débits et niveaux dans les ruisseaux, et les niveaux piézométriques dans la tourbe et les formations minérales sous jacentes ont été mesurés en continu pendant trois ans. Le modèle hydrologique distribué à base physique MIKE SHE / MIKE 11 a été utilisé pour modéliser les écoulements et les niveaux piézométriques au sein de la tourbière et de son bassin versant avec un pas de temps quotidien et une résolution spatiale de IO m. Il est montré que les apports souterrains issus de la zone fissurée du granite et suintant au travers du dépôt tourbeux constituent une part quantitativement importante et fonctionnellement essentielle de la balance hydrique de la zone humide. La présence d'une nappe affleurante entraîne une évacuation rapide vers les cours d'eau des apports par ruissellement ou par précipitation directe du fait de la saturation des histosols. Toutefois, il est montré que le fonctionnement hydrologique à l'échelle locale peut s'éloigner de ce schéma général du fait d'une grande hétérogénéité du taux d'humification et de la conductivité hydraulique de la tourbe, de la présence de dépôts alluviaux très perméables sous ou au sein du dépôt tourbeux et de perturbations anthropiques passées. Une fois calibré, le modèle hydrologique, qui représente la zone fissurée du socle granitique comme un milieu poreux équivalent, donne des résultats satisfaisants à très bons selon les indicateurs de performance utilisés: il est capable de reproduire les débits dans les cours d'eau au niveau des quatre stations de jaugeage disponibles, et le niveau de la nappe dans la plupart des piézomètres installés. A l'échelle du bassin versant étudié, le niveau moyen de la nappe simulé par le modèle montre une très bonne concordance avec la distribution observée des végétations de zone humide, cartographiée de manière indépendante. Les analyses de sensibilité ont montré que la porosité efficace et la conductivité hydraulique horizontale de la zone fissurée du granite sont les paramètres auxquels les débits et les niveaux de nappe (y compris dans la tourbe) simulés par le modèle sont les plus sensibles, ce qui démontre l'importance d'une meilleure caractérisation des formations d'altération du granite dans tout le bassin versant pour la compréhension et la modélisation du fonctionnement hydrologique de ce type de zone humide. Le modèle a été utilisé pour simuler l'impact potentiel d'un changement d'occupation des sols au sein du bassin versant sur la balance hydrique et les niveaux de nappe dans la zone humide, ainsi que sur les débits dans les cours d'eau. Le modèle suggère que le remplacement des végétations conduirait à une réduction substantielle des apports de surface et souterrains à la tourbière et à un abaissement conséquent des niveaux de nappe dans les histosols en période estivale. / This thesis identifies, quantifies and models water fluxes within the Dauges National Nature Reserve, an acidic valley mire in the French Massif Central. A range of techniques were used to investigate the nature and geometry of granite weathering formations and of peat deposits. Rainfall, reference evapotranspiration, stream discharge, stream stage, groundwater table depths and piezometric heads were monitored over a three-year period. The distributed, physics-based hydrological model MIKE SHE / MIKE 11 was used to model water flow within the mire and its catchment. lt was shown that the mire is mostly fed by groundwater flowing within the densely fissured granite zone and upwelling through the peat deposits. Upwelling to the peat layer and see page to overland flow were highest along the mire boundaries. However hydrological functioning differs from this general conceptual model in some locations due to the high variability of the peat hydraulic characteristics, the presence of highly permeable alluvial deposits of past human interference including drainage. The equivalent porous medium approach used to mode groundwater flow within the fissured granite zone gave satisfactory results : the model was able to reproduce discharge at several locations within the high-relief catchment and groundwater table depth in most monitoring points. Sensitivity analyses showed that the specific yield and horizontal hydraulic conductivity of the fissured zone are the parameter to which simulated stream discharge and groundwater table depth, including in peat, are most sensitive. The model was forced with new vegetation pararneters to assess the potential impacts of changes in catchment land use on the mire hydrological conditions. Replacement of the broad leaf woodlands that currently cover most of the catchment with conifer plantations would lead to a substantial reduction in surface and groundwater intlows to the mire and to a substantial drop in summer groundwater table depths, particularly along the mire margins.

Les systèmes aquifères constituent la partie souterraine du cycle hydrologique. Ils transfèrent les pluies infiltrées à travers les sols sur des distances variables. Après un temps caractéristique de l’ordre du mois au millier d’années, les eaux souterraines regagnent la surface en alimentant les rivières et en satisfaisant en partie l’évapotranspiration. Les aquifères sont ainsi une ressource en eau majeure pour l’Homme et les écosystèmes. La prédiction de leur réponse aux pressions anthropiques et climatiques se heurte à deux difficultés (1) la faible densité d’informations directes sur les milieux géologiques et leur grande hétérogénéité (2) la complexité des échanges entre la surface et la profondeur. L’enjeu est donc de développer des modèles représentant au mieux les processus aux différentes échelles spatiotemporelles. Pour aborder cette question, nous étudions le contenu informatif de différents types d’observables (piézométrie, débit de rivière, déformation de surface...) afin de déterminer comment ils peuvent améliorer la paramétrisation des modèles. Notre travail s’appuie sur la modélisation hydrologique du site de Ploemeur (échelle locale) et du bassin du Rhin (échelle continentale). Dans les deux cas, des modèles simples sont développés en utilisant des solutions analytiques et numériques. Le modèle ModFlow a également été couplé à un modèle hydrologique. À petite échelle, les résultats illustrent l’intérêt de différents types de données transitoires pour contraindre les processus. À grande échelle, le modèle développé ainsi que les observables permettent d’affiner le rôle des systèmes aquifères dans la disponibilité de l’eau en surface. Les deux approches illustrent un contrôle des flux à différentes échelles par la topographie, la géologie et l’hétérogénéité. / Groundwater systems (GW) constitute an important part of the hydrological cycle. GW transfer water infiltrated through soils on variable distances. After a characteristic time ranging from the month to thousand of years, GW reach the surface supporting rivers and evapotranspiration. Thus, they are a major resource for human and ecosystems. PredictingGWresponse to human and climate pressures is limited by (1) the scarcity of direct information on the highly heterogeneous geological media (2) the complexity of surface-depth exchanges. So, it seems necessary to develop models representing at best the processes at different spatiotemporal scales. To address this issue, we study the informative content of different observation types (piezometry, streamflow, surface deformation. . . ) to assess how they can improve models parametrization. Our work is based on GW modeling of the Ploemeur site (local scale) and of the Rhine basin (continental scale). For both approaches, simple models are developed, using analytical or numerical solutions. Also, the ModFlow model was coupled to an hydrological model. At small scale, results show the interest of temporal and multidisciplinary data to better constrain processes. At large scale, the developed model, as well as observations, allows to precise the role ofGWfor water availability on surface. Both approaches highlight a flows control at different scales by topography, geology and heterogeneity.

Le travail présenté s'attache à répondre aux questions suivantes :<br /><br />L'altimétrie spatiale radar peut elle être utilisée pour régionaliser les débits du Bassin du Rio Negro ? Si oui, les méthodologies développées peuvent elles être appliquées à un bassin encore moins bien instrumenté, par exemple celui du fleuve Caqueta, en Amazonie Colombienne ? <br /><br />Nous présentons le méthodologie utilisée pour définir une série temporelle de hauteur d'eau à une station virtuelle (intersection entre une trace satellite et un plan d'eau) à partir des mesures des missions radar Topex/Poseidon et ENVISAT. La mise en œuvre d'un modèle hydrodynamique permet de propager les débits à partir de quelques stations de mesures in-situ jusqu'aux stations virtuelles. Une courbe de tarage (relation hauteur/débit) peut alors être estimée aux stations virtuelles ce qui permet de compléter les mesures in-situ et de densifier le réseau hydrologique; ainsi que déterminer certains paramètres physiques tels que la profondeur moyenne de l'eau sur la section transversale, la pente du fond du lit et le coefficient de rugosité de Manning. L'introduction de 21 et 11 stations virtuelles respectivement sur le cours principal du Rio Negro et le Caqueta, nous a permis de réduire d'environ 10 fois les tailles des bassins pour lesquels on peut disposer désormais de mesures de flux à partir des mesures spatiales.

Cette étude a pour objectif la caractérisation du fonctionnement hydrologique d'une toposéquence sahélienne de l'ouest Nigérien. Des études antérieures menées en zone sahélienne ont montré que les caractéristiques de la surface du sol (type de croûte, microrelief, densité de végétation), réunies dans la notion d'état de surface. sont déterminantes dans les mécanismes de l'infiltration et du ruissellement dans cette région. On cherche à quantifier les mécanismes de redistribution horizontale de l'eau de pluie (partition infiltration/ruissellement et transfert de l'eau en surface) à l'échelle de la toposéquence, sous l'influence de la répartition spatiale des états de surface. Les données expérimentales issues de parcelles de ruissellement (100 m²), représentatives d'un type d'état de surface, montrent que l'infiltration est faible sur les zones à encroûtement permanent (sol nu de plateau, jachère) ; le ruissellement y représente 50 et 25 %, respectivement, de la pluie annuelle. Sur les surfaces cultivées, la destruction des croûtes par le sarclage et leur reconstitution ultérieure induisent une forte variabilité temporelle de l'infiltration, et le ruissellement est estimé à moins de 12 % de la pluie. A l'échelle de la toposéquence, on montre que l'infiltration est limitée aux premiers mètres du sol, excepté dans les zones d'accumulation d'eau (végétation de plateau, zone d'épandage des crues, ravine) dans lesquelles la lame infiltrée peut dépasser 2 à 3 fois la pluie annuelle. Le stockage d'eau dans le sol est nul d'une saison à l'autre sur l'ensemble des sites étudiés et seules les zones d'accumulation d'eau sont susceptibles d'alimenter le drainage profond en direction de l'aquifère. Pour compléter les résultats expérimentaux et quantifier les transferts d'eau en saison des pluies à l'échelle de la toposéquence, le modèle hydrologique SWATCH (distribué, à bases physiques) a été modifié pour simuler l'infiltration par une approche bi-couche des transferts (croûte/sol sous-jacent). Le modèle est tout d'abord calé à l'échelle de la parcelle, supposée représentative des processus de versants. Les paramètres du modèle définis sur les parcelles (i.e. pour chaque état de surface) sont ensuite affectés aux unités à état de surface homogène définies sur les bassins par cartographie. Cette représentation simplifiée du milieu permet une reconstitution satisfaisante des crues observées à l'exutoire des bassins après calage des paramètres du transfert en chenal. La lame infiltrée en profondeur sous le plus grand des bassins (0,9 km²) en fin de saison des pluies est évaluée par modélisation à 12 % de la pluie, mais une partie de cette eau, non quantifiée, s'évapore en saison sèche et l'on estime que la fraction qui draine vers l'aquifère est faible. La contribution de ce type de toposéquence à la recharge annuelle de la nappe semble donc marginale par rapport à celle des mares, étudiée par ailleurs.

Les recherches entreprises au cours de la présente thèse s'intéressent à répondre aux questions suivantes: Quels sont les cycles annuels et saisonniers, ainsi que la variabilité interannuelle et intra-saisonnière à moyen et long terme, des principales composantes du cycle hydrologique sur les bassins des rios Huallaga et Ucayali ? Quelles sont les réserves disponibles en eau sur les bassins des rios Huallaga et Ucayali ? Quel est l'impact du changement climatique sur l'hydrologie des rios Huallaga et Ucayali ? En premier lieu, nous décrivons les principales caractéristiques des bassins des rios Ucayali et Huallaga, ainsi que la base de données utilisée. Nous avons ainsi mis en évidence le réchauffement sur notre zone d'étude (estimé à +0.09°C par décade). De plus, les ruptures observées sur les séries de température moyenne à la fin des années 70 concordent avec les séquences d'événements de type « El Niño ». Nous avons aussi démontré une corrélation négative entre les températures et l'indice du Pacifique (Indice d'Oscillation du Sud, IOS). Par contre, aucune tendance n'est mise en évidence dans les séries de précipitation. Néanmoins, environ 10% des stations de notre région d'étude présentent des ruptures significatives dans la période 1991-2000. La production des ressources en eau sur les bassins des rios Ucayali et Huallaga est évaluée pour 7 sous-bassins : 6 situés dans le bassin de l'Ucayali et un situé dans le basin du Huallaga. Pour quantifier ces ressources en eau, nous utilisons deux modèles hydrologiques au pas de temps mensuel (GR2M et MWB3). L'utilisation des données de capacité de rétention en eau des sols (maximum, moyenne et minimum) de la FAO, comme valeurs d'entrée dans les modèles hydrologiques, a contribué à rendre plus physique ces modèles. Les paramètres optimaux obtenus par calibration reproduisent raisonnablement bien l'écoulement observé à l'exutoire des bassins sélectionnés. L'impact des changements climatiques sur l'hydrologie ont été évalué en utilisant comme données climatiques les sorties des modèles de l'IPCC (BCM2, CSMK3 et MIHR), correspondant aux scénarios A1B et B1. Les écoulements annuels simulés sur la période 2008-2099 suggèrent que les impacts du changement climatique sur l'hydrologie varient avec le bassin, le modèle hydrologique choisi, et le scénario: Le sous-basin Requena est caractérisé par une augmentation (respectivement une diminution) d'écoulement en utilisant les modèles GR2M (respectivement MWB3) en considérant les scénarios A1B et B. Les bassins de Chazuta, Maldonadillo et Pisac voient leurs débits diminuer tandis que les bassins de Puerto Inca, Tambo et Mejorada voient leurs débits augmenter. Les changements simulés dans les écoulements mensuels sur la période 2008-2099 suggèrent une augmentation pour tous les sous-bassins, excepté le bassin de Pisac. Juillet, Août et Septembre sont en général les mois caractérisés par les changements les plus marqués, avec une augmentation des débits pour les bassins de Requena, Chazuta, Puerto Inca, Maldonadillo et Tambo.

Afin d'étudier le cycle de l'eau à l'échelle régionale, le couplage d'ISBA (le schéma de surface de Météo-France) avec MODCOU (le modèle hydrologique de l'Ecole des Mines de Paris) a été mis au point sur le Rhône pour l'année 1987/88 par Habets (1998). En raison de la forte composante nivale alpine du bassin, CROCUS (le modèle de neige de Météo-France) a été rajouté dans le système complet. La simulation du bassin versant du Rhône a ensuite été étendue à 14 années (de 1981 à 1994). Les forçages atmosphériques ont été analysés à l'aide du système SAFRAN, spécialement conçu pour les zones de relief. Bien qu'aucun étalonnage sur les débits n'ait été réalisé, les résultats du système sont validés de manière satisfaisante par comparaison avec les débits quotidiens observés en 145 stations de jaugeage sur les grands cours d'eau du bassin versant du Rhône. L'enneigement simulé reproduit bien les hauteurs de neige observées quotidiennement pour 24 postes d'altitude. Le bilan hydrique du bassin apparaît très contrasté et met en lumière trois grands ensembles : les bassins nivo-pluviaux et humides du nord (Saône, Doubs, Ain), les bassins pluviaux et secs du sud (basse Durance, Ardèche) et les bassins alpins fortement enneigés (Isère, Drac, Haute-Durance). L'outil ainsi validé a ensuite été utilisé pour évaluer l'impact d'un changement climatique sur les grandes composantes hydriques du bassin versant. Une attention particulière a également été apportée à l'impact d'une augmentation de la résolution des calculs sur la qualité de la simulation du bassin nival de la Haute-Durance.

L'utilisation par les agriculteurs de fertilisants et de produits phytosanitairesentraîne un risque de contamination de la ressource en eau. Ce risque, joint aux exigences de qualité de cette dernière, a pour effet un accroissement de son coût et sa fragilisation. Le souci de concilier l'emploi des produits de protection des cultures et la qualité de la ressource en eau a conduit en particulier à l'élaboration du projet EUREKA ISMAP, dont l'objectif est la réalisation d'un système- d'information et d'aide à la décision pour la gestion des pollutions diffuses d'origine agricole . Dans ce système, la composante "modélisation" est appelée à jouer un rôle important. Les travaux présentés dans ce mémoire entrent dans le cadre de cette composante: le but de cette thèse est la conception et l'application à un site-test d'une méthodologie d'utilisation des outils de simulation des transferts en milieu souterrain de l'eau et des contaminants, afin de déterminer les quantités maximales de produits phytosanitaires pouvant être épandues à la surface du sol, sans pour autant risquer de contaminer les captages en aquifère.

Bien que les modèles hydrologiques soient aujourd'hui utilisés pour la prévision des crues, leur mise en place sur un territoire particulier peut encore poser question. Classiquement, elle nécessite des chronologies observées de pluies et de débits. Cependant, ces données peuvent s'avérer incertaines, insuffisantes voire indisponibles. Cela impact alors l'identification des modèles ainsi que leurs prévisions en les rendant elles-mêmes incertaines et potentiellement inopérantes.Dans cette thèse, nous avons cherché à revisiter ces problématiques liées à la mise en place des modèles, en proposant des approches innovantes étalonnant les modèles sans certaines données pouvant s'avérer trop incertaines ou indisponibles. Ces dernières, habituellement exigées pour l'identification des modèles, sont de plus estimées au cours de l'étalonnage. Deux méthodes applicables quelque-soit la nature du modèle considéré sont proposées. La première est une méthode d'inversion des pluies et des paramètres. Elle permet d'étalonner un modèle hydrologique à partir de chronologies observées de débits et de cumuls de pluies seulement. Cette méthode identifie de plus simultanément les chronologies des pluies au pas de temps horaire. Une application particulière de cette méthode à des modèles déjà établis généralise par ailleurs à des modèles non-analytiques l'approche d'inversion des pluies proposée par Kirchner (2009). La seconde est une méthode de calibration pluie-hauteur d'eau. À partir de chronologies observées de pluies et de hauteurs d'eau seulement, elle permet de mettre en place un modèle hydrologique et d'identifier une courbe de tarage. Outre les analyses originales pouvant être menées sur les chronologies de pluies ou les courbes de tarage estimées par ces méthodes, ces dernières étendent à des contextes plus restreints en données, la possibilité d'identification de modèles pluie-débits et offrent des applications en opérationnel.En parallèle du développement de ces méthodes, cette thèse nous a aussi amené à construire une représentation conceptuelle appelée espace des connaissances. Celle-ci permet d'appréhender de manière commune les questions nouvelles ayant été étudiées ainsi que des approches plus classiques comme la calibration ou la simulation. / Rainfall-runoff models are used for flood forecasting by warning authorities. However their implementation on a particular territory is still a challenge. Indeed, they generally need to be calibrated by using observed rainfall and discharge time series. These data may be subject to errors and uncertainties. They are not always available. Then, the model calibration relevancy may be affected and the forecasts may also be subject to significant uncertainties. This research would like to address such issues related to the rainfall-runoff models calibration, by proposing original methods which may set up a model by using less data than the ``classical'' calibration. The unused data might be either subject to uncertainties or not available. Moreover, these unused data may be estimated by the methods. Two model independant approach were suggested. Both are an heuristic inversion algorithm of rainfall-runoff models. The first method estimates simultaneously hourly rainfall time series and models parameters, by using only observed hourly discharge time series and total areal rainfall of flood events. A specific application of this method to set up models (with fixed parameters), generalises to models which are not invertible analyticaly, the ``hydrology backward'' approach proposed by Kirchner (2009).The second method estimates simultaneously models parameters and a rating-curve, by using only observed hourly rainfall and stage time series. Original analysis may be performed on the rainfall time series and the rating-curve estimated by the methods. Also, they extend the applicability rainfall-runoff models to hydrological context with restricted available data and offer promising operational applications. Yet, this research lead us to build a conceptual framework, denoted knowledge space. This framework unifies not only the original approaches which were proposed, but also some more ``classical'' approaches to hydrology as the calibration and the simulation.

Les eaux résiduaires urbaines du bassin versant du lac du Bourget sont largement collectées et traitées. Les gestionnaires du lac s'interrogent, dans le contexte de l'évolution climatique et de l'évolution des usages des sols, sur l'impact et les modalités de maîtrise des pertes en phosphore et en particulier de la contribution des sources diffuses d'origine agricole. La thèse vise à modéliser les régimes d'exportation du phosphore vers le lac, dans la perspective de tester des scénarios de maîtrise des flux. Elle s'inscrit dans un dispositif de recherche opérationnelle CIFRE entre le bureau d'étude SAFEGE et l'UMR CARRTEL, en partenariat avec le CISALB (Comité Intersyndical pour l'Assainissement du Lac du Bourget). Dans ce cadre, deux sous bassins versants expérimentaux emboîtés représentatifs de la géographie du bassin du Bourget, (l'un rural dominé par l'élevage laitier de 250 ha, l'autre périurbain et agricole de 6800 ha) ont été équipés et suivis à leur exutoire durant une période de 18 mois. Les suivis hydrochimiques ont permis une caractérisation qualitative et quantitative des régimes d'exportations à l'exutoire de chaque bassin versant (flux hydrologique, de matières en suspension, du phosphore total, particulaire, et dissous, et de certaines formes d'azote – nitrate, ammonium). Ces flux ont été modélisés à l'aide du modèle SWAT. Pour rendre compte de certains processus spécifiques de mobilisation et de transfert de la charge en phosphore, des développements ont été mis en œuvre (extension de l'aire de saturation des sols en relation avec la mise en charge des nappes, stockages transitoires, remobilisations au sein du réseau hydrographique) qui constituent une des principales avancées de la thèse. Les résultats obtenus apportent une amélioration des connaissances scientifiques sur les mécanismes de transfert du phosphore. Les développements en termes de modélisation constituent un outil adapté pour accompagner la mise en place d'un plan d'actions visant la réduction des flux de phosphore parvenant au lac du Bourget, ceci dans la perspective des évolutions climatiques. / Urban wastewater are now widely collected and treated. Many questions still remain about the impact of climatic or anthropic evolution on the mobilisation and the transfer of phosphorus to Lake Bourget. This work deals with hydrological and nutrient modelling to understand phosphorus mobilization and transfers processes and to test mitigation options. Thesis is supported by a CIFRE agreement between SAFEGE office and UMR CARRTEL, in partnership with the CISALB. In this context, 2 experimental watersheds nested and variable in land uses (one agricultural of 250 ha, the other suburban and agricultural of 6,800 ha) were instrumented and followed at their outlet over a period of 18 months (continuous measurement of flow and some key parameters of physico-chemical water quality). Hydro-chemical measurements led to a qualitative and quantitative characterization of the exports regime at the outlet of each watershed (water flow, suspended solids, some forms of phosphorus – total, particulate, dissolved - and nitrogen). The exports were then modeled. To account for some specifics processes of mobilization and transfer of phosphorus (variable source areas, "in-stream" processes), some developments of the SWAT model were implemented. IIn this context, this works provides an improved scientific understanding of the mechanisms of transfer of phosphorus. Modeling tool can support the development of mitigation options for best management practices included in the framework of the "Lake Bourget watershed contract".