La migration latérale est reconnue comme un processus majeur à préserver pour le bon fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Ce travail explore sa variabilité spatiale dans le Sud-Est de la France en appui à la mise en œuvre de la Directive Cadre sur l’Eau.Une première partie développe un cadre méthodologique et des outils géomatiques pour la caractérisation géomorphologique et l’analyse multi-scalaire des systèmes fluviaux à partir de données disponibles à large échelle. Un premier article présente la démarche générale basée sur l’agrégation et la désagrégation spatiale d’objets vectoriels. Un second article aborde spécifiquement le problème de l’agrégation spatiale et vise à comparer des techniques statistiques pour la sectorisation d’un continuum en tronçons homogènes. Des exemples illustrent l’intérêt et les limites des outils développés.Une seconde partie porte sur la régionalisation de la dynamique latérale des lits fluviaux. Un troisième article caractérise et modélise son intensité à partir de variables simples à extraire à l'échelle régionale. Il montre qu’elle est structurée spatialement et positivement corrélée à la puissance fluviale. Néanmoins, des limites inhérentes à la modélisation empirique et la nécessaire prise en compte de variables complémentaires à l’échelle régionale émergent (apport sédimentaire notamment). Un quatrième article porte spécifiquement sur les lits à tresses et montre que près de la moitié des 1200 kilomètres recensés avant la construction des grandes infrastructures ont disparu du fait de pressions anthropiques directes et indirectes. Il révèle par ailleurs la grande diversité géomorphologique de ce style fluvial dans le bassin rhodanien. / The channel migration is a key process for preserving the aquatic ecosystem functioning. This work explores its spatial variability throughout the South-East French hydrographic network for the implementation of the European Water Framework Directive.A first part develops a methodological framework and geomatic tools for the characterization and analysis of the fluvial systems for a range of scales from spatially continuous data available at the large scale. A first paper introduces the methodological framework based on the spatial disaggregation and aggregation of geographical objects. A second paper focuses specifically on the aggregating problem and aims to compare statistical techniques for delineating homogeneous reaches along a continuum. Examples illustrate the potentialities and limits of the tools we developed. A second part focuses on the regionalization of the channel migration. A third paper characterizes and models the migration rates from simple variables that can be extracted at the large scale. We show that the migration rate is spatially organized and positively controlled by the gross stream power. Nevertheless, limits of the regional-scale empirical modeling emerge, as well as additional variables that should be integrated (particularly the sediment supply). A fourth paper focuses specifically on braided rivers and shows that near the half of the 1200 kilometers censed prior to the major infrastructure construction disappeared due to direct and indirect human impacts. It also reveals the high geomorphic diversity of the contemporary braided rivers in the Rhône basin.

Les interactions entre les processus de surface et de sub-surface sont des composantes clés du cycle hydrologique que les modèles hydrologiques doivent représenter pour obtenir des prédictions cohérentes et précises dans un contexte de gestion durable de la ressource en eau. Les modèles hydrologiques intégrés qui décrivent de façon physique les processus et leurs interactions sont de conception récente. La plupart de ces modèles s‘appuient sur l’équation de Richards 3D pour décrire les processus d’écoulement souterrain. Cette approche peut être problématique compte tenu de contraintes importantes sur le maillage et sur la résolution numérique. Ce travail de thèse propose un modèle hydrologique intégré qui s’appuie sur approche innovante à dimension réduite pour simplifier les écoulements de surface et souterrains d'un bassin versant. Les différents compartiments du modèle sont d’abord testés indépendamment puis couplés. Les résultats montrent que l’approche proposée décrit précisément les processus hydrologiques considérés tout en améliorant de façon significative l’efficacité générale du modèle. / Interactions between surface and subsurface flow processes are key components of the hydrological water cycle. Accounting for these interactions in hydrological modelsis mandatory to provide relevant and accurate predictions for water quality and water resources management. Fully-integrated hydrological models that describe with aphysical meaning the hydrological processes and their interactions are recent. Most of these models rely upon the resolution of a 3D Richards equation to describe subsurface flow processes. This approach may become intractable because of the heavy constrains on both meshing and numerical resolution. This PhD proposes a new integrated hydrological model on the idea of dealing with dimensionally reduced flow in both the surface and sub-surface compartments of a watershed. The different compartments of the model are first tested independently and then coupled. The results show that the proposed approach allows for a proper and precise depiction ofthe hydrological processes enclosed in the model while providing significant gain incomputational efficiency.