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Le 17 octobre 2018 à 14h00

Soutenance de thèse – Rémy BONNET : “Variations du cycle hydrologique continental en France des années 1850 à aujourd’hui”

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Les quelques observations longues disponibles des débits des rivières françaises au 20ème siècle sont caractérisées par de fortes variations à des échelles de temps multi-décennales. Il est probable que ces variations des débits observés soient en partie causées par la variabilité interne du climat. Cette variabilité représente l'une des principales sources d'incertitudes des changements futures du cycle hydrologique continental en France dans les prochaines décennies. Afin de replacer les changements futurs projetés dans un contexte historique, ainsi que de renforcer la confiance accordée aux modèles et outils utilisés pour réaliser des projections climatiques et étudier leurs impacts, une meilleure compréhension de la variabilité passée du cycle hydrologique est essentielle. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser les variations multi-décennales du cycle hydrologique continental en France au cours des 150 dernières années, ainsi que d'étudier les mécanismes hydrologiques et climatiques en jeu.

Étudier l'évolution du cycle hydrologique continental en France sur une période aussi longue est un problème complexe. Les observations de débits des rivières françaises disponibles sur un siècle ou plus sont rares. Pour la quasi-totalité des autres variables du cycle hydrologique continental, des séries aussi longues sont inexistantes.

Pour pallier ces lacunes observationnelles, la modélisation hydrologique est utilisée. Des reconstructions météorologiques sont développées sur la France depuis les années 1850, afin d'obtenir les forçages nécessaires au modèle hydrologique à base physique utilisé. Ces reconstructions sont basées sur une nouvelle approche combinant les résultats d'une méthode de descente d'échelle statistique appliquée à des réanalyses atmosphériques longues et des observations locales de précipitations et de température. L'évaluation de cette méthode montre que l’utilisation d'observations locales améliore de manière notable la représentation des précipitations et de la température, et, in fine, des débits.

À partir de ces reconstructions hydrométéorologiques, la variabilité multi-décennale du cycle hydrologique continental en France est étudiée depuis les années 1850. Les variations multi-décennales des débits sont principalement d'origine climatique, et existent pour d'autres variables du cycle hydrologique, comme l'humidité des sols, le manteau neigeux ou encore l’évapotranspiration. Les précipitations au printemps sont la principale cause de la variabilité multi-décennale des débits printaniers. Sur les régions montagneuses, la persistance d'anomalies printanières du manteau neigeux au début de l'été, induites par des anomalies de précipitations et de température au printemps, explique une grande partie des variations multi-décennales des débits en été. Sur la Seine, les nappes jouent un rôle majeur dans la variabilité multi-décennale des débits en été et en automne. Enfin, sur certaines régions, la persistance en été d'anomalies printanières d'humidité des sols contrôle une partie de la variabilité multi-décennale des débits en été. Ces variations multi-décennales des débits moyens influencent également les crues et les sécheresses.

Ces variations multi-décennales climatiques au printemps, et, in fine, du cycle hydrologique continental sur la France, sont pilotées par des anomalies de circulation atmosphérique de grande échelle. La température de surface de l'océan de l'Atlantique Nord ainsi que du Pacifique Nord semble moduler ces anomalies.

 

Jury:

 

Benoit Hingray          IGE (Grenoble)                                           Rapporteur

Etienne Leblois         IRSTEA (Lyon)                                           Rapporteur

Florence Habets       UMR METIS 7619 (Paris)                          Examinateur

Christelle Marlin        Université Paris Sud                                  Examinateur

Pierre Etchevers       DCLIM Météo-France (Toulouse)               Examinateur

Serge Chauzy           Laboratoire d'aérologie (LA) (Toulouse)    Examinateur

Laurent Terray          CERFACS (Toulouse)                                Directeur de thèse

Julien Boé                 CERFACS (Toulouse)                               Co-Directeur de thèse