La gestion et la maîtrise de la qualité des cours d'eau passent par une bonne connaissance des flux de Matières En Suspension (MES), leur quantité, leur origine et leur dynamique au cours du temps. Cette thèse s'intéresse, d'une part, à la mesure et à la description des flux de MES dans un petit bassin versant agricole, d'autre part, à leur mise en relation avec les origines des MES, les déterminants climatiques et l'ordre des cours d'eau. Les flux de MES sont suivis depuis plusieurs années à l'exutoire du bassin versant du Moulinet (4,5 km2, Basse- Normandie) ; l'Oir, rivière d'ordre supérieur (bassin de 87 km2), a été instrumentée dans le cadre de cette thèse. Outre la mesure du charriage qui permet de déterminer le critère de mobilisation des particules du fond du ruisseau, la mesure des [MES] à partir de la turbidité a été approfondie. La dynamique temporelle des MES a été analysée par différentes approches (relation [MES]-débit, statistique, modélisation) à différentes échelles de temps (année, saison et mois, jour, crue). Sur le Moulinet, la tension réduite de frottement critique de Shields, τ*cr, est de 0,052. Avec cette tension critique, les limons et argiles sont quasiment toujours mobiles, et les sédiments de diamètre médian 8 mm sont susceptibles d'être mis en suspension pour les débits supérieurs à 75 l/s, soit plus de 75% du temps. Au laboratoire, nous avons montré que le turbidimètre est très sensible à la concentration des particules les plus fines (argiles, limons fins), y compris lorsque celles-ci sont mélangées à des particules plus grossières. La turbidité spécifique (rapport entre turbidité et [MES]) varie linéairement avec l'inverse du diamètre moyen des particules. Son évolution au cours des fortes crues témoigne de la mobilisation de MES plus grossières en montée de crue qu'en décrue Sur le Moulinet, les flux solides annuels sont de l'ordre de 60 t/km², avec une double origine : (1) un stock de sédiments dans le fond du cours d'eau et provenant des berges dégradées par le bétail, maximum à la fin de l'été, remis en suspension en automne, moins important en hiver ; (2) l'érosion des versants produisant des flux de MES pouvant être très importants en octobre ou en mai, liées à des pratiques agricoles à risque (labour avant céréales d'hiver ou de printemps). Au cours des crues, la concentration maximale en MES est mieux corrélée à la vitesse de montée du débit qu'au débit maximal. Les relations univoques entre le flux solide Qs et le débit Q correspondent à la remise en suspension d'un stock de sédiments non limitant. Les relations d'hystérésis horaire correspondent à la remise en suspension d'un stock dont la disponibilité diminue plus l'érosion des sols se met rapidement en place pendant la montée de crue. Pour toute année la relation entre Qs et Q moyen journalier est grande dispersée et n'est pas représentée par une loi puissance Qs = aQb unique. Une première comparaison entre le Moulinet et l'Oir montre que malgré un fonctionnement hydrologique similaire, le Moulinet est plus productif en MES que l'Oir et plus réactif à l'échelle de la crue.

Description géologique et hydrogéologique du bassinversant du Wadi Ghan à l'ouest de la Libye.

Ce travail est l'éude climatologique, hydrologique et géologique des bassins versants composants, afin d'estimer le rôle respectif des facteurs précipitations, température et lithologie dans la valeur de l'écoulement. En terme de résultats : Etablissement d'une relation statistique entre écoulement moyen, précipitations planimétrées et température moyenne.annuelles. Interprétation des écarts importants en fonction de la lithologie ou de la glaciologie. Comparaison avec les résultats acquis par d'autres méthodes. Cette relation permet d'estimer l'écoulement moyen annuel d'un bassin non jaugé. A partir de la valeur obtenue, il est possible de connattre l'écoulement mensuel moyen probable, en lui appliquant les coefficients mensuels de débit connus pour des bassins "étalons".

L'érosion hydrique est un phénomène complexe, largement répandu en Afrique du Nord, notamment dans la chaine montagneuse de la Kroumirie (Nord ouest de la Tunisie) où les facteurs influençant ce fléau expriment bien la fragilité du milieu qui se métamorphose graduellement vers le pire. La région est caractérisée par des reliefs très accidentés, une structure lithologique généralement tendre, des précipitations le plus souvent orageuses au moment où les terres cultivables subissent une forte pression anthropique. Ceci s'exprime notamment par la dégradation des sols et leur fertilité qui se traduit généralement par des bouleversements socioéconomiques et écologiques le plus souvent irréversibles. Au cours de cette recherche, on a étudié de près les cicatrices et les remèdes propices à l'érosion hydrique au Maghreb à travers l'unité géographique du bassin versant de l'oued Barbara (Tunisie septentrionale). Dans un premier temps, le travail consiste à montrer la gravité de la situation par la réalisation de la carte de l'érosion hydrique à travers la méthode de la direction des forêts de la Tunisie (DF/FAO-SIDA) et l'équation universelle des pertes en sols (USLE). La première méthode, qui a diagnostiqué le fléau de l'érosion hydrique sur son aspect qualitatif, a mis en évidence que le ravinement est le processus érosif le plus actif et le plus sévère dans la zone à l'étude. Quant à l'USLE, elle a permis de quantifier le phénomène érosif à une moyenne annuelle des pertes en sol de l'ordre de 36,13 tonnes/ha. Par la suite, des enquêtes et des entrevues auprès des exploitants agricoles et des intervenants locaux de la zone à l'étude ont été faites dans le but d'identifier des aménagements de CES propices à la région pour la lutte antiérosive. Enfin, la projection de ces aménagements déjà définis sur la carte d'érosion hydrique a conduit à l'obtention d'un scénario antiérosif intégré dont l'utilisation pourra sensiblement améliorer, voir même réduire en grande partie les conséquences désastreuses du phénomène de la dynamique de l'érosion hydrique au niveau du bassin versant de l'oued Barbara. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Érosion hydrique, gestion intégrée, conservation des eaux et des sols, Maghreb, Tunisie, Kroumirie.

L'objectif de cette étude est d'évaluer la contamination par les eaux usées de la ressource en eau d'un bassin versant méditerranéen, le bassin de l'Hérault (Sud de la France). Deux campagnes de prélèvements des eaux de surface, de captages et d'effluents de stations d'épuration, ont été réalisées sur l'ensemble de la zone en février et juillet 2003. L'étude de la composition chimique des effluents a permis de sélectionner des traceurs potentiels des eaux usées (anomalie de Gd, bore, chlorures...). Cependant, ces traceurs sont ubiquistes dans les eaux du bassin, où ils peuvent être apportés par la lithologie, les embruns maritimes ou encore la viticulture En tenant compte de ces différentes contributions, nous avons pu identifier des contaminations par les eaux usées dans les deux affluents les plus au sud de l'Hérault ainsi que dans plusieurs captages d'eau potable. L'étude des variations saisonnières entre février et juillet 2003 indique que, malgré les faibles débits des rivières en été, l'impact des rejets d'eaux usées est moins marqué durant cette période. Ces observations sont attribuées aux stratégies de rejet, qui visent à ne pas déverser les effluents de stations d'épuration directement dans le fleuve mais à proximité, dans des fossés ou petits ruisseaux. Afin de mieux préciser les contaminations mises en évidence, un suivi mensuel a été effectué de février 2004 à janvier 2005 sur les sites présentant des indices de contamination. Nous avons montré que les eaux souterraines étaient vulnérables aux apports d'eaux usées lors de la recharge de l'aquifère, c'est-à-dire en période de fortes précipitations. De plus, la contribution des eaux usées a été estimée entre 20 et 40% dans deux captages selon la période. Enfin, des substances pharmaceutiques ont été détectées sur ces sites confirmant les apports d'eaux usées observés et reflétant l'impact du recyclage des eaux en terme de contaminations pharmaceutiques.

L'agriculture est à l'interface de plusieurs éléments du milieu naturel (eau, sol, climat,...) mais aussi de la société (économie, politique, démographie,...). Si durant des siècles elle a surtout été soumise au milieu naturel et à ses fluctuations (notamment climatiques), l'évolution des sociétés et surtout des techniques l'en ont en partie détachée, rendant les éléments sociaux et économiques premiers. Cette évolution est nette depuis le lendemain de la seconde guerre mondiale. Cependant, à l'heure où l'on parle de changement climatique, de réchauffement global, le climat et l'agriculture sont-ils déconnectés l'un de l'autre ? L'originalité de notre étude tient à sa localisation, un bassin versant déficitaire, au type d'agriculture présente (polyculture et forte part des cultures irriguées) et à la démarche scientifique qui l'accompagne. Celle-ci fait appel à différentes techniques : enquêtes, entretiens, analyses de données climatologiques, hydrologiques) qui seront étudiées à travers leur mise en relation à travers l'approche systémique. L'approche systémique nous permet de mettre en évidence les rapports existant entre les différents éléments concernés mais aussi de nous situer dans le temps. Notre étude prend en compte la place de la sécheresse dans l'évolution des pratiques agricoles ; l'inscription des modifications des pratiques agricoles peuvent inscrire des modifications dans le milieu support de leurs activités ; la modification de la relation à la ressource en fonction de l'adaptation des pratiques agricoles , et l'inscription des relations de pouvoir dans l'espace et le temps.

Dans la zone nord des bassins versants de la Thaïlande, l'augmentation de la dégradation des ressources du bassin hydrographique résultant de la combinaison de l'augmentation de la population et de la croissance économique ont conduit à la création de contrôles divers par différents agents. Le gouvernement thaïlandais a fait des efforts considérables pour responsabiliser et impliquer les populations locales dans la gouvernance des ressources, pour éradiquer le problème et atténuer les conflits d'intérêts. Toutefois, la participation de la population ne progresse pas au-delà des niveaux d'information et de consultation. Afin de promouvoir la bonne gouvernance des ressources, la question de recherche proposée ici est de savoir comment utiliser la modélisation d'accompagnement (ComMod) qui est un processus de médiation outillé pour promouvoir la compréhension mutuelle et l'apprentissage adaptatif chez les intervenants afin d'améliorer la gestion collective des bassins versants. Les principales méthodes de recherche mises en œuvre dans cette étude sont le jeu de rôle (RPG), l'observation participante et la modélisation multi-agents. L'analyse préliminaire du cas du bassin versant Maehae a révélé un risque de conflit entre les agriculteurs et les forestiers. Deux sessions de jeu de rôle (RPG) ont été menées afin de mieux comprendre comment ces acteurs utilisent et gèrent des terres et des forêts malgré des conflits d'intérêts. [...]En résumé, le réseau villageois, comme le réseau local, crée des liens divers entre deux ethnies et communautés. Il lie des individus, des groupes et des réseaux plus politiques et se pose en tant qu'intermédiaire informel politique pour co-gérer les ressources du bassin hydrographique et atténuer les tensions éventuelles entre les parties prenantes. La fonction du réseau villageois représente un processus d'évolution culturelle par le biais de l'apprentissage social et permet d'accroitre les préoccupations environnementales, et par conséquent, accroît la capacité d'adaptation la résilience. Cette étude [...] souligne l'importance de la participation des principales parties prenantes, la confiance entre le chercheur et les acteurs, la position neutre du chercheur. La prochaine étape dans la modélisation d'accompagnement serait nécessaire, pour partager le plan de gestion collective locale avec les réseaux politiques plus interconnectés, grâce à la simulation du modèle, et passer à d'autres co-planifications et co-décisions en matière de gouvernance durable des ressources des bassins versants.

Depuis plus de 30 ans, Anjouan, île volcanique tropicale humide de l'archipel des Comores situé à l'entrée Nord du Canal de Mozambique entre l'Afrique et Madagascar dans l'océan indien, connaît une perturbation du régime hydrologique de ses bassins versants avec une diminution des ressources en eau sur les zones côtières mais aussi des excès responsables de crues violentes et de mouvements de masse. Les origines du phénomène, mal connues, sont fréquemment associées à la déforestation anthropique sur les versants. Pour répondre à cette problématique, une approche méthodologique multi-source, multi-date et multi-échelle a été adoptée. Elle s'appuie sur la mise en œuvre d'un Système d'Information Géographique associant des Modèles Numériques de Terrain, des images satellites (Spot 5 et Quickbird de de Google Earth) et des photographies aériennes (1950, 1969 et 1998) aux statistiques climatiques et démographiques ainsi qu'à des relevés écologiques et des enquêtes. Les résultats de l'étude sur deux bassins versants pilotes aux régimes d'écoulements différents, l'un permanent situé dans le domaine du Sud-Ouest et l'autre temporaire à l'Est d'Anjouan, montrent une réalité multi-causale et plus complexe de la perturbation du fonctionnement hydrologique des bassins versants d'Anjouan. Les mesures techniques ne suffisent pas pour résoudre le problème. Il est de ce fait préconisé un modèle d'aménagement qui intègre les composantes environnementales, sociales, économiques et politique des bassins versants.

Au cœur de la Tunisie, la Dorsale Tunisienne se présente comme une succession d'alignements montagneux remarquables, des jbels, qui s'étend du Cap Bon jusqu'à la frontière algérienne. Le problème qui se pose dans la Dorsale vient de la gravité que revêt l'érosion, ne ménageant pas les paysages de celle-ci, actuellement très dégradés. Il s'accompagne d'une politique d'aménagement de conservation des eaux et des sols mise en place par les services publics particulièrement exemplaire dans cette région, tant par la diversité des interventions, que par leur ampleur.<br />L'intérêt n'est pas d'étudier l'érosion en tant que telle, mais les populations face à ces phénomènes. Or, si l'érosion se pose bien à l'échelle régionale, et si les politiques d'aménagement de conservation se conçoivent effectivement à cette échelle, les solutions, elles, ne peuvent être recherchées qu'à l'échelle du paysage, cadre de vie des populations. Est alors analysé le lien entre les perceptions qu'ont les scientifiques et les paysans de ces paysages et de ces milieux, afin de voir si les actions d'aménagements proposées sont susceptibles d'être comprises et reproduites par les habitants. <br />A travers un réseau de petits bassins-versants, suivi par l'IRD et la DG/ACTA, a été développée une approche paysagère fondée sur la segmentation du paysage. A cette analyse du paysage, s'ajoute une recherche sur la représentation et la perception des milieux par les acteurs locaux et étatiques afin de mieux cerner l'intégration ou non des aménagements dans leur cadre de vie.

Pour améliorer la prévision des crues dans les bassins versants torrentiels, les hydrologues doivent connaître les conditions initiales de l'état hydrique des sols précédant les événements pluvieux. La cartographie de l'humidité des sols, dont les variations sont principalement influencées par la topographie, la couverture végétale et l'hétérogénéité des propriétés des sols, constitue alors un outil précieux pour étudier les processus de formation des écoulements. Ce travail aborde la problématique de la spatialisation des variations spatio-temporelles de l'état hydrique des sols en utilisant la modélisation géostatistique et hydrologique appliquées au bassin versant expérimental marneux du Laval (0.86 km², ORE Draix-Bléone, France). Le suivi in situ des épisodes pluvieux de mai 2015 à novembre 2016 a permis de mettre en évidence une relation significative entre la teneur en eau des sols, la topographie et l'occupation de surface dans les badlands. Il a également permis de mieux appréhender la dynamique spatio-temporelle des variations de teneur en eau des versants à l'échelle saisonnière et événementielle, et de confirmer la majeure contribution aux écoulements de crue des horizons superficiels dénudés. Enfin, la modélisation hydrologique associée au traçage chimique et isotopique des eaux du bassin a apporté une amélioration de la compréhension de l'organisation spatiale de la réponse hydrologique du bassin à l'échelle événementielle. / Hydrologists need to know soil moisture antecedent conditions before rainfall events to improve floodforecasting in torrential catchments. Soil moisture mapping, whose variations are mainly influenced bytopography, vegetation cover, and heterogeneity of soil properties, is therefore a valuable tool to studyhydrological processes. This work adresses the issue of the spatio-temporal variations of soil water statusspatialization using geostatistical and hydrological modeling applied to the Laval marly experimental catchment(0.86 km², ORE Draix-Bléone, France). In situ monitoring of rainfall events from May 2015 to November 2016revealed a significant relationship between soil water content, topography and land cover in the badlands. Italso led to better assess soil water content spatio-temporal dynamics at the hillslope scale and the seasonaland event time scales. It confirmed the major contribution of bare areas to stream flows. Eventually, thehydrological modeling associated to the chemical and isotopic water tracing made it possible to better understand the spatial organization of the catchment hydrological response at the event scale.