Dans le contexte des changements globaux, d’amplification des phénomènes extrêmes et d’accroissement de la population, la pression sur les ressources en eau douce augmente. Il est donc essentiel d'explorer les moyens d'améliorer la recharge des nappes phréatiques, pour pouvoir en faire une stratégie d’adaptation. Les mesures naturelles de rétention de l'eau (NWRM en anglais) offrent une série de solutions pour favoriser la recharge naturelle. Néanmoins, des obstacles techniques et sociétaux à la mise en œuvre de ces mesures subsistent (impact sur la qualité de la ressource en eau souterraine, coût de mise en œuvre, acceptabilité par la société). 

La thèse s'organise autour de la question suivante : Quelle est la capacité des NWRM à augmenter la recharge ?  Elle se focalise sur la modélisation hydrodynamique et géochimique comme outil pour l'évaluation de l’impact des NWRMs sur la ressource en eau souterraine. Elle a pour objectif d’explorer l’intérêt de la mise en œuvre de divers types de NWRMs, dans des contextes géographiques et hydrogéologiques théoriques et d’analyser l’évolution de leurs performances face à des projections climatiques futures. Sur la base des résultats de cette analyse, l'efficacité d'une ou plusieurs de ces mesures sera testée sur un cas d'étude réel : l'aquifère de la plaine de la Vistrenque (en contexte climatique méditerranéen), en considérant des scénarios de demande en eau co-construits avec les acteurs du territoire et l’évolution climatique future.

L'encadrement de la thèse est prévu avec une direction au niveau du BRGM (UMR G-Eau) et de l'Université de Nîmes (UPR CHROME).

Cette thèse est financée dans le cadre du projet RECHARGE du programme One Water.

Mots clés : NWRM, aquifère, recharge, modélisation, transport de contaminant

Le changement climatique en cours réchauffe la subsurface en modifiant les régimes thermiques du sous-sol [par exemple, Benz et al., 2024]. Ces changements de température de l'eau souterraine ont un impact sur la chimie et la microbiologie des aquifères, ainsi que sur le fonctionnement des écosystèmes dépendant des eaux souterraines, tels que les rivières et les zones humides [par exemple, Koch et al., 2021]. Le réchauffement des eaux souterraines pourrait réduire la diversité de la faune et augmenter la prévalence des microbes et des contaminants.

La problématique scientifique de cette thèse est la caractérisation du régime thermique des aquifères en France sous l’impact des changements globaux. Elle vise à répondre aux questions scientifiques suivantes : quel impact des changements globaux récents sur la température des eaux souterraines ? Peut-on prévoir l’évolution future de la température des eaux souterraines ? Quels sont les contextes hydrogéologiques et climatiques les plus vulnérables en France ?

Le principal obstacle scientifique qui empêche une compréhension précise de l’impact du changement climatique sur la dynamique thermique du sous-sol est le manque important d’observations sur le terrain dans la durée. Les informations issues des bases de données du BRGM et de l’IR OZCAR (réseaux des sites hydrogéologiques H+ notamment) permettront de combler cette lacune. Elles feront l’objet d’un travail de concaténation, vérification, traitement, interprétation et modélisation de façon à comprendre le régime thermique des eaux souterraines. Plusieurs sites choisis pour leur représentativité des contextes hydrogéologiques français feront l’objet d’un exercice de modélisation déterministe de façon à identifier les principaux facteurs de modifications des températures des eaux souterraines durant ces dernières années et les rôles joués respectivement par le changement climatique et les modifications du cycle hydrogéologique d’origines humaines.

Mots clés : Changement climatique, transport de chaleur, hydrogéologie, écoulement souterrain,