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Soutenance

Mathilde Maquin (LSCE)

Titre : Développement d'un modèle hydrologique de colonne simulant l'interaction nappe - végétation - atmosphère et applications à l'échelle du bassin versant

Date et heure : Le 30-09-2016 à 14h00

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : Université Paris Saclay

Lieu : CEA - Orme des Merisiers - Amphi Bloch - Gif-sur-Yvette
Membres du jury :

M. Andréassian Vazken, Directeur de Recherche, IRSTEA, Antony - Rapporteur
M. Therrien René, Professeur, Université Laval, Québec - Rapporteur
Mme Ducharne Agnès, Directrice de Recherche, METIS, Paris - Examinatrice
M. Pessel Marc, Maître de Conférence, GEOPS, Orsay - Examinateur
Mme Pierret Marie-Claire, Physicienne adjointe CNAP, LHyGeS, Strasbourg - Examinatrice
M. Sulis Mauro, Chargé de Recherche, Université de Bonn, Allemagne - Examinateur
M. Mouche Emmanuel, Directeur de Recherche, LSCE - Directeur de thèse

Résumé :

Dans le cadre de la modélisation climatique, la représentation du cycle de l'eau des surfaces continentales est primordiale. Actuellement, les "modèles de surface continentale" représentent l'évolution des flux d'eau verticaux dans des colonnes de sol de quelques mètres de profondeur et leur interaction avec l'atmosphère. En revanche, l'interaction avec les nappes de faible profondeur n'est pas prise en compte alors que leur présence influence fortement les flux d'évapotranspiration à l'échelle locale, et, en conséquence, le climat à l'échelle régionale. Une difficulté est que les zones où cette interaction apparaît relèvent d'une échelle inférieure à celle du maillage des modèles de surface continentale.

L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle qui permette de prendre en compte l'impact des nappes de faible profondeur sur les flux d'évapotranspiration pour les modélisations climatiques à l'échelle globale. La contrainte principale associée relève des temps de calculs, qui doivent être réduits pour permettre la réalisation de simulations sur de grandes échelles de temps et d'espace. Dans ce cadre, un nouveau modèle de colonne de sol est proposé. Une fonction de drainage imposée en bas de colonne permet de reproduire l'évolution temporelle du toit de la nappe, en interaction avec les processus d'infiltration et d'évapotranspiration. Le modèle est testé et validé sur des cas tests académiques simples dans un premier temps, puis sur le cas d'un bassin versant réel dans un second temps (bassin versant du Strengbach, en France). Enfin, une méthodologie basée sur ce modèle de colonne et permettant d'estimer les flux d'évapotranspiration en tenant compte de leur variabilité dans l'espace est introduite. Elle est appliquée à un bassin versant dont la superficie est proche de celle d'une maille classique des modèles de surface continentale (bassin versant du Little Washita, aux États-Unis).

Contact :
mathilde.maquin@lsce.ipsl.fr
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