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., 2010). 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., 2017). 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., 2010), 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.

Missions du doctorant

La mission au cours de la thèse consistera à coupler une approche terrain, de laboratoire et une importante phase d’analyse de données.
Les étapes du travail seront les suivantes :

• A l’issue d’un état de l’art scientifique, consolider la problématique et les questions de recherche et hypothèses de la thèse ;
• Etablir un plan d’échantillonnage pour la localisation des points d’observation et de mesure ;
• Mesurer en chacun des points les propriétés des sols, la stabilité de leur structure, ainsi que la capacité d’infiltration et l’état de saturation des sols en eau à différentes périodes de l’année ;
• Cartographier la capacité d’infiltration et l’état de saturation des sols à chaque période de mesure, au moyen de données auxiliaires : relief, paramètres pédologiques, données de télédétection, pratiques agricoles ;
• Etablir au niveau de chaque point d’échantillonnage des fonctions d’évolution temporelle de la capacité d’infiltration et l’état de saturation des sols ;
• En déduire une cartographie mensuelle de la capacité d’infiltration et l’état de saturation des sols ;
• Appliquer le modèle de ruissellement et d’érosion Watersed (Landemaine et al., 2023) prenant en compte la valeur de la capacité d’infiltration et l’état de saturation des sols en tout point de l’espace, et comparer les sorties du modèle avec les données hydrosédimentaires de suivi du bassin versant.
• Valoriser les résultats dans des communications écrites et orales (articles dans des journaux internationaux, congrès), rédiger le manuscrit et soutenir la thèse.

Les travaux seront menés au sein de l’observatoire du Louroux (Indre-et-Loire), mis en place en 2012 pour répondre aux questionnements sur la dynamique de l’érosion des sols en contexte de plaine. Les travaux menés depuis lors ont jusqu’à présent porté sur la reconstruction historique des taux d’érosion au sein du bassin, sur l’étude des sédiments accumulés au sein de l’étang situé à son exutoire (Foucher et al., 2014) ; sur l’identification des sources de la matière transférée (Le Gall et al., 2016) ; ainsi que sur la dynamique hydrosédimentaire au sein des cours d’eau du bassin (Grangeon et al., 2017) et à l’échelle de la parcelle (Gaillot et al., 2023). Ces travaux ont notamment montré que le ruissellement de surface des sols est le principal vecteur des particules érodées. L’érosion des berges des cours d’eau et celle issue du fonctionnement du réseau de drainage est secondaire.

Conditions scientifiques matérielles

La thèse sera menée dans sa première partie au sein de l’Unité de Recherche GéoHydrosystèmes Continentaux de l’Université de Tours, spécialisée dans l’étude des transferts de matières dans les hydrosystèmes. Cette première partie de la thèse sera pour une part significative consacrée aux études de terrain et en laboratoire. Le doctorant sera ensuite basé pour la seconde partie de sa thèse à l’Unité de recherche Info&Sols de l’INRAE Orléans, spécialisée en sciences du sol. Les travaux seront alors centrés sur l’analyse de données, la valorisation et la rédaction de la thèse.
Un séjour de 3 mois pourra être réalisé à l’étranger.

Le financement de la thèse est acquis, le démarrage de la thèse est prévu pour le 1er octobre 2025.

L’encadrement sera assuré par :

• Cécile Grosbois, directrice de thèse, Université de Tours-GéHCO (cecile.grosbois@univ-tours.fr)
• Hocine Bourennane, directeur de thèse, INRAE-Info&Sols (hocine.bourennane@inrae.fr)
• Sébastien Salvador-Blanes, co-encadrant, Université de Tours-GéHCO (salvador@univ-tours.fr)
• Nicolas Saby, co-encadrant, INRAE-Info&Sols (Nicolas.Saby@inrae.fr)

Profil et compétences recherchées

Nous recherchons un(e) étudiant(e) avec un diplôme de Master 2 ou d’ingénieur avec une spécialité en sciences du sol, sciences de l’eau, agronomie ou équivalent. Le ou la candidat(e) devra avoir une forte motivation pour le travail de terrain, de laboratoire et une appétence pour le traitement de données (statistiques, géostatistiques) et la modélisation. Une formation en modélisation des transferts hydriques serait un plus. Le ou la candidat(e) devra être dynamique, enthousiaste et faire preuve d’autonomie. Il ou elle devra posséder de bonnes qualités rédactionnelles et une excellente capacité de communication.

Pour candidater

Les candidats sont encouragés à contacter les encadrants de thèse pour toute question préalable à leur candidature.

La candidature est à déposer au lien suivant avant le 8 juillet 2025 :
https://collegedoctoral-cvl.fr/as/ed/voirproposition.pl?site=CDCVL&matricule_prop=66519