Dynamique spatiale et temporelle des capacités d'infiltration et de la saturation des sols à l'échelle d'un bassin versant en contexte de plaine impact sur la modélisation du ruissellement et de l'érosion // soil erosion, infiltration capacity, water satu

Topic description

L'érosion hydrique des sols est estimée en moyenne à 1,5 t/ha/an en France et peut dépasser 10 t/ha/an dans certaines régions (Cerdan et al., ). Il s'agit de la première menace pesant sur la dégradation des sols et les impacts sont majeurs sur l'hydrosystème. Son aggravation sous l'effet de certaines activités anthropiques, combinée au changement climatique en fait une menace d'envergure (Borrelli et al., ). La limitation du ruissellement et de l'érosion des sols est par conséquent un objectif prioritaire. La modélisation de l'érosion à l'échelle des entités de gestion est un outil précieux pour quantifier et simuler l'effet d'aménagements sur ce processus.
La capacité d'infiltration des sols et sa dynamique temporelle sont des paramètres fondamentaux de la modélisation du ruissellement superficiel et par conséquent de l'érosion des sols. Le ruissellement est observé du fait d'un dépassement de la capacité d'infiltration du sol, ou bien du fait d'une saturation du sol en eau. En contexte de plaine hydromorphe, ces deux modalités de ruissellement peuvent être observées à différentes périodes de l'année. Toutefois, la variabilité spatiale et temporelle de la capacité d'infiltration des sols reste difficile à estimer (Miyata et al., ), et vient limiter la performance des modèles de ruissellement et d'érosion. Cette capacité d'infiltration dépend de propriétés intrinsèques des sols (ex. texture, matière organique). Elle dépend également de leur structure, qui évolue plus ou moins au cours de l'année culturale selon sa stabilité et les pratiques culturales. Elle est par ailleurs fortement limitée par la saturation des sols en période humide, notamment en contexte de plaine hydromorphe.
L'objectif de la thèse proposée est de quantifier l'impact de la prise en compte d'une connaissance fine de la variabilité spatiale et temporelle de la capacité d'infiltration des sols, et de leur état de saturation, sur la modélisation du ruissellement et de l'érosion en contexte de plaine hydromorphe.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Soil water erosion is estimated to average 1.5 t/ha/year in France, and can exceed 10 t/ha/year in some regions (Cerdan et al., ). It is the main threat to soil degradation, and has a major impact on the hydrosystem. Its worsening under the effect of certain anthropogenic activities, combined with climate change, makes it a major threat (Borrelli et al., ). Limiting runoff and soil erosion is therefore a primary objective. Erosion modelling at the scale of management entities is a valuable tool for quantifying and simulating the effect of mitigation strategies.
Soil infiltration capacity and its temporal dynamics are fundamental parameters for modeling surface runoff and, consequently, soil erosion. Runoff occurs when the infiltration capacity of the soil is exceeded, or when the soil is saturated with water. On hydromorphic plains, both types of runoff can occur at different times of the year. However, the spatial and temporal variability of soil infiltration capacity remains difficult to estimate (Miyata et al., ), and limits the performance of runoff and erosion models. Infiltration capacity depends on intrinsic soil properties (e.g. texture, organic matter). It also depends on their structure, which evolves to a greater or lesser extent over the course of the crop year, depending on stability and cultivation practices. It is also strongly limited by soil saturation during wet periods, particularly on hydromorphic plains.

The aim of this thesis is to quantify the impact of taking into account the spatial and temporal variability of soil infiltration capacity, and soil saturation, on runoff and erosion modelling in hydromorphic plains.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Funding further details

Financement d'une collectivité locale ou territoriale