A reliable estimate of evapotranspiration (ET) in river basins is important for the purpose of water resources planning and management. ET represents a significant portion of rainfall in the water budget; therefore, the uncertainty in estimating ET can lead to the inaccurate prediction of water resources. While remote sensing techniques are available to estimate ET, such methods are expensive and necessary data may not be readily available. Classical methods of estimating ET require detailed land use/cover information that are not readily available in rural river basins. Complementary methods provide simple and reliable approaches to estimate ET using meteorological data only. However, these methods have not been investigated in detail to assess the overall applicability and the needs for revisions if any. In this work, an improved approach to use the complementary methods using readily available meteorological data is presented. The methodology is validated using 34 global FLUXNET sites with heterogeneous land use/cover, climatic, and physical conditions. The method was compared with classical methods using Ghana as a study area where original pioneering studies of ET have been performed. The work was extended to develop global maps of ET and water surplus (precipitation - ET) for the 20th century followed by climate change-induced 21st century estimates for 2040-2069 and 2070-2099 periods. The emission scenario used was the moderate A1B with the global climate models CGCM3.1 and HADGEM1. The results were assessed at different scales from global to regional such as for potential outcomes of climate change on ET and water surplus.

ISBA-A-gs est une option du modèle de surface continentale du CNRM, ISBA, qui simule les échanges de carbone entre la biosphère terrestre et l'atmosphère. Au cours de cette thèse, le modèle est utilisé pour la première fois à l'échelle globale en mode forcé. Plusieurs simulations globales sont réalisées pour évaluer la sensibilité des flux turbulents et du LAI à un doublement de CO2 et au changement climatique prévu pour la fin du XXIe siècle.<br />Une nouvelle option du modèle, nommée ISBA-CC, est aussi développée afin de simuler de manière plus réaliste la respiration de l'écosystème, en distinguant la respiration autotrophe et la respiration hétérotrophe.<br />La validation de la dynamique de la végétation et des flux de carbone échangés, à la fois à l'échelle globale à l'aide de données satellitaires, et à l'échelle locale sur 26 sites de mesure du réseau FLUXNET, montre que le modèle de surface est suffisamment réaliste pour être couplé à un modèle de circulation générale, afin de simuler les interactions entre la surface continentale, l'atmosphère et le cycle du carbone.