Vers la conception de micro SFN robustes et à faible impact environnemental pour disséminer la nature en centre-ville // Designing resilient and low environmental impact micro-NBS to support urban renaturation

La thèse porte sur la conception de micro solutions fondées sur la nature (µSFN) adaptées aux environnements urbains denses, où l'espace disponible pour la végétalisation est limité. Dans un contexte de changement climatique marqué par une augmentation des sécheresses et une pression accrue sur les ressources en eau, l'enjeu est de développer des systèmes végétalisés autonomes, capables de fonctionner avec un apport minimal en eau et un faible impact environnemental.
L'objectif principal est de concevoir des µSFN robustes, peu exigeantes en entretien, reposant sur l'utilisation passive des eaux de ruissellement urbain pour irriguer la végétation. Ces dispositifs devront optimiser le stockage de l'eau tout en garantissant des conditions hydriques favorables aux plantes, en évitant à la fois le stress hydrique et l'excès d'eau.
La méthodologie s'articule en trois volets complémentaires. Le premier consiste en la conception et le suivi expérimental de mésocosmes représentatifs de différents types de µSFN. Ces systèmes seront instrumentés et observés sur une période d'au moins deux ans afin d'analyser leur comportement hydrologique et les conditions de croissance de la végétation, notamment en situations de stress. Des tests en laboratoire viendront compléter ces observations pour caractériser les propriétés des substrats.
Le deuxième volet repose sur la réalisation d'analyses de cycle de vie (ACV) afin d'évaluer l'impact environnemental des différentes configurations de µSFN. Cette approche permettra d'identifier les étapes ou composants les plus impactants et d'orienter les choix de conception vers des solutions plus durables.
Enfin, le troisième volet vise à croiser les résultats expérimentaux et environnementaux pour identifier les configurations optimales. Une modélisation hydrologique (via le logiciel HYDRUS) sera développée afin de simuler le fonctionnement des µSFN selon différents scénarios (conditions climatiques, apports en eau, choix de conception) et d'en améliorer les performances.

Cette thèse s'inscrit dans le projet de recherche interdisciplinaire Seed2Green, dédié à la diffusion de la nature en ville. Elle mobilise des compétences en hydrologie, écologie, sciences du sol et éco-conception, et s'appuie sur des collaborations entre plusieurs laboratoires et organismes de recherche. L'ensemble vise à proposer des solutions innovantes et durables pour renforcer la résilience des villes face aux enjeux environnementaux.
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This PhD project focuses on the design of micro nature-based solutions (µNBS) tailored to dense urban environments, where space for vegetation is limited. In the context of climate change, characterized by increasing droughts and growing pressure on water resources, the key challenge is to develop self-sustaining vegetated systems that require minimal water input while maintaining a low environmental impact.

The main objective is to design robust, low-maintenance µNBS that rely on passive irrigation using urban runoff. These systems must optimize water storage while ensuring suitable moisture conditions for plant growth, avoiding both water stress and waterlogging.

The methodology is structured into three complementary components. The first involves the design and experimental monitoring of mesocosms representing different µNBS configurations. These systems will be instrumented and observed over at least two years to analyze their hydrological behavior and plant water conditions, with a particular focus on stress periods. Laboratory experiments will complement these observations to characterize substrate properties.
The second component consists of conducting life cycle assessments (LCA) to evaluate the environmental impacts of various µNBS designs. This approach will help identify the most impactful life cycle stages or system components and guide the development of more sustainable design strategies.
The third component integrates experimental and environmental results to identify the most effective designs. A hydrological model (using the HYDRUS software) will be developed to simulate water dynamics within µNBS under different scenarios, including varying design options, runoff inputs, and climatic conditions, in order to optimize system performance.

This PhD is part of the interdisciplinary Seed2Green research project, which aims to promote the integration of nature into urban areas through the deployment of efficient and sustainable µNBS. The project combines expertise from hydrology, ecology, soil science, and eco-design, and involves collaboration between multiple research institutions. Overall, it seeks to develop innovative solutions to enhance urban resilience to environmental challenges.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Other public funding

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche*Concours IPP ou école membre*

École nationale des ponts et chaussées

626 Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris

Profil pluridisciplinaire associant hydrologie, ingénierie écologique et sciences du sol. Compétences souhaitées en hydrologie urbaine, en hydrologie de la zone non saturée et en sciences du sol et du végétal. Capacités de travail en équipe Appétence pour l'expérimentation et pour la modélisation.
Multidisciplinary profile combining hydrology, ecological engineering, and soil science. Desired skills in urban hydrology, unsaturated zone hydrology, and soil and plant science. Teamwork skills. Interest in experimentation and modeling.