Interactions lors des étiages entre les paramètres physico-chimiques de cours d’eau intermittents de tête de bassin versant calcaire

Description de l'appel à projet n°10:

Dans le Grand Est, une tendance à l’augmentation des températures (+0,3°C/10 ans) est observée. Or, des températures plus élevées tendent à augmenter l’évapotranspiration, pouvant se traduire par un allongement de la durée des assecs et des périodes d’étiage. Dans ce contexte de changement climatique, évaluer la capacité des cours d’eau de tête de bassin versant calcaire à maintenir une qualité chimique et écologique compatible avec les usages est un enjeu majeur pour le suivi de l’impact environnemental du centre de stockage Cigéo (futur centre de stockage de l'Andra).

Les paramètres influencés par l’évolution des températures et l’évapotranspiration tels que la température de l’eau, le débit, la hauteur d’eau, les échanges nappe/rivière sont de nature à modifier les concentrations en polluants, nutriments et autres composés issus des activités humaines ou non humaines. En période d’étiage, les évolutions des caractéristiques physico-chimiques peuvent également modifier la capacité de ces cours d’eau à maintenir certaines fonctions écologiques.

L’objectif de ces travaux de thèse combinant hydrogéologie, hydrologie et biogéochimie vise spécifiquement à améliorer la connaissance des relations entre tendances climatiques, débits, qualité de l’eau et capacité des milieux aquatiques à maintenir des services écosystémiques dans le contexte peu étudié des cours d’eau intermittents de tête de bassin versant calcaire.

L’Observatoire pérenne de l’environnement (OPE) de l’Andra dispose d’un jeu de données diversifié et de collectes régulières de données qui présentent une opportunité rare pour mieux comprendre la variation sur le long terme de ce type d’écosystème aquatique. Ainsi, la qualité de l’eau de 22 sites est suivie mensuellement (plus de 300 polluants mesurés). Les espèces indicatrices de la qualité de l’eau (diatomées et macrophytes) et les polluants présents dans les sédiments aquatiques sont également suivis annuellement selon les méthodes de la Directive cadre sur l’eau. Depuis 2011, ce suivi des eaux de surface est complété par 6 stations équipées de capteurs de suivi en continu des niveaux d’eau et de la qualité des eaux. De nombreux forages permettent également de suivre en continu les niveaux de nappes.

Les travaux de thèses s’attacheront à effectuer une analyse croisée des tendances présentes dans les données de suivi en continu et les données de suivi ponctuel collectées par l’OPE, afin de :

- (1) réaliser un état des lieux des fréquences d’étiage/d’assec et de leurs tendances à long terme et interannuelles dans la zone d’étude ;

- (2) déterminer dans quelle mesure celles-ci peuvent être expliquées par des tendances climatiques ou être liées à l’usage de l’eau sur le territoire ;

- (3) examiner les tendances à long terme et interannuelles dans les différentes données disponibles sur la physico-chimie des cours d’eau, en particulier en ce qui concerne les températures aquatiques, l’oxygène dissous et les autres paramètres susceptibles d’avoir un impact sur la variabilité observée ;

- (4) interpréter la variation observée en développant des indicateurs de suivi et des tests statistiques reproductibles appropriés pour le suivi long terme des évolutions de la qualité des hydrosystèmes de la zone d’étude pour l’implantation du centre de stockage Cigéo.

Conditions:

Prise en charge du salaire, charges sociales et des frais de déplacement du doctorant par l’Andra

+ 15 K euros annuels de frais de fonctionnement

L’accès aux données collectées par l’OPE.

 

Financement public/privé

Sous réserve de la contribution du candidat au développement d'un sujet répondant au thème de recherche en lien avec l'université d'accueil, et à sa défense du sujet devant un juri.

L’Observatoire Pérenne de l’Environnement (OPE) a été mis en place par l’Andra à partir de 2007, à la limite des départements de la Meuse et de la Haute-Marne. Il a pour objectif de décrire et de suivre les évolutions environnementales du territoire d’accueil du projet Cigéo (centre industriel de stockage géologique des déchets radioactifs de haute activité et moyenne activité à vie longue).

L’OPE couvre ainsi une aire de 900 km² autour de la zone d’implantation du projet Cigéo. Il s’agit essentiellement d’un territoire rural avec une occupation du sol agricole (cultures, prairies) et forestière.

L’OPE offre une opportunité exceptionnelle de suivre l’évolution globale d’un territoire et les relations environnementales/sociales/économiques sur une longue durée, celle de l’exploitation du projet Cigéo, au travers d’observations des compartiments environnementaux (sols, atmosphère, eaux, biodiversité…) et d’une analyse écosystémique.

L'Andra vient de lancer son appel à projets de thèses 2026 auprès des laboratoires de recherches et des établissements d'enseignement supérieur. Le sujet n°10 de cet appel à projet a trait à la chimie de l'eau, aux cours d'eau intermittents en contexte calcaire.

Cet appel à projet de thèse se déroule de la manière suivante:

- 1 - délimitation d'un sujet de recherche en lien avec le thème de l'appel à projet par le candidat, en lien avec une université d'accueil et l'Andra. Lors de cette étape, le candidat pourra proposer une structure d'accueil avec lequel il est déjà en contact, ou bien choisir celles avec lesquel la direction scientifique et technique de l'Andra est déjà en contact.

- 2- dépôt du sujet de recherche avant le 3 avril.

- 3- présentation du sujet par le candidat en mai 2026. 

- 4- résultat de la sélection en juin 2026.

- 5- sur réserve d'une sélection positive, le candidat sera basé à partir de septembre 2026 dans l'université d'accueil ayant déposé le sujet.

Master en géoscience, chimie de l'eau ou environnement.

Compétences:

- Connaissances en hydrologie, hydrogéologie, chimie.

- Connaissances en programmation (Python, javascript ou R) si possible, ou interêt pour se former.

- Un interêt pour la recherche appliquée et la protection de l'environnement.

- Capacité à défendre un projet et à contribuer au développement d'un sujet de recherche sur un thème défini en lien avec des spécialistes du domaine.