Feux de forêt : optimisation des moyens d’extinction hydrauliques et impact sur la capacité des sols à préserver la ressource en eau

La région Nouvelle-Aquitaine, qui représente la plus grande surface boisée de France, est particulièrement vulnérable face au changement climatique. Ses conséquences, qui se font déjà ressentir, sont une augmentation des périodes de sécheresse et une sensibilité accrue des massifs forestiers aux incendies. En effet, le changement climatique influence l'inflammabilité de la plupart des espèces végétales en modifiant leur physiologie et notamment les composés organiques volatils qu'elles émettent en réponse au stress. Par conséquent, les méga-feux ou feux extrêmes ou feux de forte puissance deviennent la norme et peuvent entrainer une rupture capacitaire pour les personnels opérationnels. Il est nécessaire de réaliser un retour d'expérience des ruptures capacitaires dans la région et de trouver de nouveaux indicateurs, notamment biochimiques, pour mieux estimer la puissance potentielle d'un feu en cas de départ. L'objectif final sera d'adapter au mieux les moyens d'extinction terrestres et aériens à la puissance estimée des feux avec pour enjeux la tactique d’intervention et la sécurité du personnel afin de ne pas atteindre la rupture capacitaire.

Par ailleurs, la matière organique des sols (MOS) qui constitue une interface essentielle entre l'atmosphère, la biosphère et les aquifères est très probablement impactée par ces méga-feux. La MOS peut retenir les polluants organiques et minéraux, limitant ainsi leur migration, mais il est probable que sa dégradation par les fortes températures ou par les feux couvants qui se propagent dans les sols tourbeux entraîne un relargage des polluants vers les eaux de surface ou souterraines par lixiviation ou par lessivage. La connaissance et la surveillance de cette MOS sont donc essentielles pour préserver la qualité des aquifères peu profonds donc vulnérables en Gironde.

Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est double :

-évaluer l'impact des feux de forêt sur la MOS et donc leur capacité à protéger la ressource en eau.

-proposer un outil d’aide à la décision afin de déterminer la puissance du feu et les moyens hydrauliques à opposer à l’échelle du massif des Landes de Gascogne.

Contexte et problématique (3000 caractères max)

La région Nouvelle-Aquitaine, avec la plus grande surface boisée de France, est l’une des premières régions forestières d’Europe. L’incendie de forêt est identifié comme l’un des 12 risques majeurs par la préfecture de Gironde. L'année 2022 a été marquée en Nouvelle-Aquitaine par la survenue de mégafeux, 30 000 hectares brûlés et 6,6 millions d’euros de coûts d’intervention. Avec le réchauffement climatique, ce type de feux est amené à survenir de plus en plus souvent, menaçant la végétation et la faune mais aussi la biologie et les propriétés physico-chimiques des sols. Par ailleurs, les effets secondaires du changement climatique vont probablement impacter l'inflammabilité des espèces végétales en modifiant leur physiologie et la nature des composés organiques volatils émis.

La matière organique des sols (MOS) constitue une interface essentielle entre l'atmosphère, la biosphère et les aquifères. Elle influence la composition de l'atmosphère par sa capacité à stocker le carbone, fournit des nutriments aux plantes, a un impact sur les propriétés physico-chimiques des sols telles que la stabilité structurale et la perméabilité, et protège les eaux souterraines par sa capacité à piéger les polluants. Véritables réacteurs naturels, les sols, grâce à leur microfaune, peuvent dégrader les polluants organiques. La capacité des sols à immobiliser les contaminants est d'autant plus importante qu'ils sont riches en matière organique complexe, à l'exemple des tourbières et des lignites rencontrées en Nouvelle-Aquitaine.

Le changement climatique et ses conséquences, telles que l'augmentation des périodes de sécheresse et des feux de forêt, peuvent modifier l'activité biologique des sols ainsi que la structure de la MOS et par conséquent leur capacité à biodégrader et retenir les polluants. La modification des propriétés chimiques et biologiques des sols par les feux de forêt peut ainsi entraîner un relargage des polluants vers les nappes phréatiques par lixiviation et vers les eaux de surface par lessivage. Les feux couvants qui se propagent et stationnent parfois sur de longues périodes dans les sols tourbeux des Landes de Gascogne ont également un impact sur les propriétés des sols. La connaissance et la surveillance de la MOS sont donc essentielles pour préserver la qualité des aquifères peu profonds donc vulnérables en Gironde.

Par ailleurs, les eaux utilisées en grande quantité par les personnels opérationnels pour lutter contre l'incendie, une fois le feu circonscrit, peuvent remobiliser les polluants par lessivage vers les eaux de surface ou par lixiviation vers les eaux souterraines. La qualité de la ressource en eau peut ainsi être impactée de différentes manières par les feux de forêt.

Outre l'impact sur la capacité des sols à préserver la ressource en eau, la lutte contre des feux extrêmes, difficiles à anticiper et à circonscrire peut entrainer une rupture capacitaire, c’est-à-dire un manque de moyens au sol et aériens.

L’Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP) est une unité mixte de recherche (UMR) multidisciplinaire de l’Université de Poitiers et du CNRS (Chimie et Terre et Univers) dans les domaines de la chimie et des géosciences de la surface (UMR 7285). Créé en 2012, il résulte de la fusion de quatre UMR (LACCO, LCME, SRSN et HYDRASA) historiquement présentes à Poitiers depuis plus de 40 ans. Il regroupe environ 260 personnes (une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs et environ 50 personnels techniques permanents, et autour de 110 non permanents dont 90 doctorants).

Le candidat devra être titulaire d’un diplôme niveau bac +5 (master 2, école d’ingénieur ou équivalent).

Le/la doctorant(e) devra faire preuve de motivation et d’enthousiasme pour mener un projet de recherche associant analyse chimique environnementale et combustion. Une bonne capacité à travailler de manière autonome tout en s’intégrant dans une équipe interdisciplinaire sera essentielle. Nous recherchons une personne curieuse, appréciant la résolution de problèmes et le développement de nouvelles approches, avec créativité, initiative et rigueur scientifique.