Développement d'indicateurs hydrologiques pour contribuer à la gestion des impacts du changement climatique et des activités humaines sur la qualité de l'eau (bouchon vaseux, hypoxie) dans la Garonne aval // Developing hydrological indicators to mitigat

L'estuaire de la Gironde est confronté à de nombreux défis liés au développement urbain, à la gestion d'usages multiples et au changement climatique, notamment dans sa section fluviale. La métropole bordelaise, en pleine expansion démographique, exerce une pression croissante sur la qualité de l'eau, notamment à travers les rejets urbains et les prélèvements industriels. Les différents usages de la zone (industrie, navigation, pêche, tourisme) doivent être conciliés avec la gestion de la qualité physico-chimique de l'eau et la préservation des écosystèmes. Le changement climatique, avec la hausse des températures et la modification des débits fluviaux attendues, altère la dynamique de la zone de turbidité maximale, également appelé bouchon vaseux. Ce bouchon vaseux, dont la concentration en matières en suspension dépassent 1 g/L, comporte comme un réacteur biochimique, en dégradant la matière oxydable. Il peut alors induire une zone déficitaire en oxygène dissous à certaines périodes de l'année, selon la température, la charge en matière en suspension, la salinité, les apports en matières oxydables et les débits amont. En 2013, le premier SAGE (Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux) de l'estuaire de la Gironde avait fixé une disposition Oxygène ambitieuse avec un seuil objectif minimum, comme un indicateur intégrateur reflétant la présence du bouchon vaseux et de la qualité de l'eau. Toutefois, les bilans annuels de cette disposition, obtenus grâce au réseau d'observation MAGEST porté par le laboratoire EPOC, montrent des incursions récurrentes en deçà de ce seuil en été, alors que le bouchon vaseux est bien installé.
Le projet GIRONDE-SAGE soumis à l'appel à projet ANR-SAPS-CPPE (co-construction des politiques publiques) en février 2026 vise ainsi à contribuer à la révision de cette disposition Oxygène en prenant en compte les évolutions démographiques, climatiques (scénarios Explore2) et des usages, tout en préservant les écosystèmes. La disposition Ox s'appuie sur le nombre de jours sous un seuil, sans nuance, et suggère implicitement des actions à mettre en œuvre en période estivale. Néanmoins, une première analyse des données de turbidité de MAGEST 2004-2013 a démontré que la présence estivale du bouchon vaseux est étroitement liée aux débits d'étiage, mais aussi au bilan hydrologique entre deux étiages. Il convient donc d'actualiser ce travail en l'élargissant à tous les paramètres MAGEST (salinité, température, oxygène dissous) sur la chronique de mesures 2004-2026 afin d'explorer leur dynamique saisonnière, de comprendre les facteurs de contrôle qui conduisent à un bouchon vaseux concentré et des désoxygénations autour de Bordeaux Métropole, et d'en prédire leur trajectoire.
Ce sujet de thèse vise ainsi à contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes en jeu dans l'estuaire de la Gironde et à l'amélioration des politiques publiques pour la gestion de l'eau (SAGE Estuaire de la Gironde) en co-construction avec le SMIDDEST. Le travail de thèse repose sur trois axes : 1/ Utiliser les données MAGEST (2024-2027) pour comprendre les facteurs de contrôle qui conduisent à un bouchon vaseux concentré et à des désoxygénations. 2/ Étudier l'impact des scénarios climatiques EXPLORE2 sur l'évolution de la qualité de l'eau et proposer des stratégies d'adaptation. 3/ Évaluer l'efficacité des politiques publiques actuelles (disposition oxygène) et proposer des indicateurs de qualité de l'eau adaptés à une gestion opérationnelle.
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The Gironde estuary faces numerous challenges related to urban development, multiple land use management and climate change, particularly in its river section. The Bordeaux metropolitan area, which is experiencing rapid population growth, is exerting increasing pressure on water quality, particularly through urban waste and industrial withdrawals. The various uses of the area (industry, navigation, fishing, tourism) must be reconciled with the management of the physical and chemical quality of the water and the preservation of ecosystems.
Climate change, with the expected rise in temperatures and changes in river flows, is altering the dynamics of the turbidity maximum zone (TMZ). The TMZ, with a concentration of suspended matter exceeding 1 g/L, acts as a biochemical reactor, degradating organic matter. It can therefore lead to a deficit in dissolved oxygen at certain periods of the year, depending on the temperature, the load of suspended matter, the salinity, the input of organic matter and the upstream flow rates.
In 2013, the first SAGE (Water Development and Management Plan) for the Gironde estuary set an ambitious oxygen target with a minimum threshold, as an integrative indicator reflecting the presence of the TMZ and water quality. However, the annual assessments of this objective, obtained through the MAGEST observation network operated by the EPOC laboratory, show recurring incursions below this threshold in summer, when the TMZ is well established.
The GIRONDE-SAGE project submitted to the ANR-SAPS-CPPE (co-construction of public policies) call in February 2026 thus aims to contribute to the revision of this Oxygen target by taking into account demographic, climatic (Explore2 scenarios) and usage changes, while preserving ecosystems. The Ox provision is based on the number of days below a threshold, without any nuance, and implicitly suggests actions to be implemented during the summer period. However, a first analysis of MAGEST 2004-2013 turbidity data has shown that the summer presence of the TMZ is closely linked to low water flows, but also to the hydrological balance between two low water periods.
This work should therefore be updated by extending it to all MAGEST parameters (salinity, temperature, dissolved oxygen) records in order to explore their seasonal dynamics, understand the controlling factors that lead to a concentrated TMZ and deoxygenation around Bordeaux Métropole, and predict their trajectory.
This thesis projet thus aims to contribute to a better understanding of the mechanisms at play in the Gironde estuary and to the improvement of public policies for water management (SAGE Estuaire de la Gironde) in co-construction with SMIDDEST. The thesis work is based on three axis: 1/ using MAGEST data (2024-2027) to understand the controlling factors that lead to concentrated TMZ and deoxygenation. 2/ studying the impact of EXPLORE2 climate scenarios on changes in water quality and proposing adaptation strategies. 3/ evaluating the efficiency of current public policies and proposing water quality indicators suitable for operational management.
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Début de la thèse : 01/11/2026

Contrat doctoral Université de Bordeaux

Université de Bordeaux

304 Sciences et environnements

Le profil recherché est plutôt un candidat à l'aise ave le traitement des données environnementales: - base en géosciences marines - maîtrise des outils de gestion de données : Savoir utiliser des outils comme R, Python (avec des bibliothèques comme Pandas, NumPy), nettoyer et organiser de grands jeux de données; - bases en analyse statistique avancée : méthodes statistiques (régression, analyse multivariée, tests d'hypothèses), traitement de séries temporelles (décompositions saisonnières, tendances, saisonnalités, évènements) ; - capacité à utiliser et écrire des scripts pour automatiser le traitement des données (par exemple, Python, ou R). - Esprit critique : Capacité à évaluer la qualité des données et la robustesse des analyses. Adaptabilité : Ouverture à apprendre de nouvelles méthodes ou outils en fonction des besoins du projet.
The ideal candidate will be comfortable working with environmental data: - skills in marine geosciences - familiarity with data management tools: ability to use tools such as R and Python (with libraries such as Pandas and NumPy), clean and organize large data sets; - basic knowledge of advanced statistical analysis: statistical methods (regression, multivariate analysis, hypothesis testing), time series processing (seasonal decomposition, trends, seasonality, events); - Ability to use an write scripts to automate data processing (e.g., Python or R). - Critical thinking: Able to evaluate data quality and the robustness of analyses. - Adaptability: Open to learning new methods or tools as needed for the project.