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L'eau du sol et les écosystèmes

Nos thèmes de recherche

Dans notre équipe pluridisciplinaire, rassemblée dans le laboratoire Biogéosciences à l’Université de Bourgogne, nous étudions différentes facettes du cycle de l’eau, depuis les précipitations jusqu’aux exutoires, en passant par les sources et l’eau dans le sol et l’atmosphère.

Une partie d’entre nous se concentre sur les bilans hydrologiques* de bassins versants* et leurs liens avec le climat. L’objectif est de modéliser avec un “pas de temps” quotidien la dynamique hydrologique en fonction du climat en alimentant des modèles hydrologiques avec des résultats de modèles climatiques. Les modèles hydrologiques doivent d’abord être contraints par des observations, c’est-à-dire que nous devons mesurer en continu le débit de plusieurs sources et ruisseaux, ainsi que la température de l’air et les précipitations, pour les insérer comme données en entrée de modèle. Cela doit permettre de simuler avec suffisamment de précision les débits des ruisseaux sur le territoire en fonction de l’évolution future du climat (sur tout le XXIe siècle), et ainsi de mieux identifier les effets du réchauffement climatique.

Une autre partie de l’équipe travaille plus particulièrement sur les flux d’eau et de carbone des sols des écosystèmes forestiers. Parmi les mesures réalisées, nous suivons le taux d’humidité du sol, la température du sol et la “respiration” du sol, c’est-à-dire les flux de CO2 issus de la minéralisation de la matière organique et émis vers l’atmosphère. Ces observations permettent de mieux comprendre la dynamique de l’eau et du carbone dans les sols et d’évaluer l’impact du climat et de son évolution sur ces flux.

Les applications dans le Morvan

Il n’existe aucun suivi en continu sur les débits de sources et de petits ruisseaux dans le Grand Site de France (GSF). La station de suivi la plus proche est sur l’Yonne à Corancy, soit à une trentaine de kilomètres de notre site d’étude. Les débits qui y sont mesurés ne sont pas complètement représentatifs de ceux des ruisseaux du GSF, qui drainent une surface beaucoup plus petite que celle de l’Yonne à Corancy. En effet, les petits bassins versants sont généralement plus “réactifs” aux évènements pluvieux : il se passe peu de temps entre les précipitations et l’augmentation du débit des sources et, inversement, le débit diminue rapidement lorsqu’il ne pleut pas.

Pour pallier ce défaut de suivi, nous avons installé des stations de mesure de débit sur deux sites du GSF et une station météo sur le Mont Beuvray. Ces stations de mesure en continu doivent être complétées par des mesures ponctuelles réalisées manuellement pour avoir une meilleure appréciation de la distribution spatiale des précipitations et des débits sur le territoire du GSF (en été, des orages de petite taille peuvent passer au-dessus d’un bassin versant mais pas sur celui d’à côté). C’est pourquoi nous proposons, dans le cadre de COUDRIER d’impliquer des habitant·e·s ou des collectivités pour qu’ils ou elles collectent des mesures locales de débits et de précipitations, qui viendront enrichir nos modèles et notre compréhension commune du chemin de l’eau sur le territoire. Nous proposons des tutoriels et un support matériel pour que chacun puisse le faire à son échelle et partager ses données sur ce site. Ces informations sont précieuses car elles nous permettront de vérifier et d’affiner nos modèles prédictifs et d’aider les acteur·ice·s locaux à adapter la gestion de l’eau et les pratiques agricoles et sylvicoles face au changement climatique. De plus, elles peuvent servir à chacun·e des participant·e·s à mieux comprendre comment la ressource en eau évolue près de chez soi, au fur et à mesure des années.

Nos recherches s’inscrivent sur le temps long, car il faut constituer ces chroniques de mesures sur plusieurs années pour pouvoir les croiser et les exploiter dans nos modèles mathématiques. Le projet COUDRIER, ainsi que le programme PEI Agri nous permettent d’instrumenter le territoire, de collecter des données et ainsi de produire les premières connaissances mobilisables pour la recherche. Ces données seront pérennisées afin de répondre au mieux aux enjeux des acteurs et décideurs locaux.

Complétez nos recherches en participant vous aussi aux mesures hydrologiques sur le Grand Site de France ! Trois tutoriels vous sont proposés ci-dessous pour vous y aider.

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Qui sommes-nous ?

Philippe Amiotte-Suchet

Hydro-géochimiste au laboratoire Biogéosciences de l’Université de Bourgogne (Dijon)

Spécialisé dans l’étude des mécanismes reliant la quantité et la qualité des eaux naturelles et les variations du climat et de l’occupation du sol.

Olivier Mathieu

Géochimiste des sols au laboratoire Biogéosciences de l’Université de Bourgogne (Dijon)

Spécialisé dans l’analyse de la matière organique des sols et des processus de transferts de carbone et d’eau à l’interface sol-plante-atmosphère en lien avec les changements globaux.

Julien Crétat

Climatologue au laboratoire Biogéosciences de l’Université de Bourgogne (Dijon)

Spécialisé dans l’analyse de la variabilité spatiale et temporelle du climat et de son impact sur le cycle de l’eau et les flux de carbone.

Mathieu Thevenot

Géochimiste des sols au laboratoire Biogéosciences de l’Université de Bourgogne (Dijon)

Spécialisé dans la dynamique de la matière organique dans les sols, la géochimie isotopique et moléculaire des matières organiques et le cycle du carbone.