Caractérisation de la dynamique hydro-sédimentaire du bassin de l’Ucayali (Pérou), par une approche intégrant réseau de mesures, télédétection et modélisation hydrologique

Résumé de la thèse :

La compréhension de la dynamique des flux particulaires des grands cours d’eau Amazonien impose une approche intégrée, couplant données in-situ, télédétection (couleur de l’eau et altimétrie spatiale), campagnes de mesures de calibration/validation, et la modélisation hydrologique.
Dans cette thèse, deux modes granulométriques dominant le cortège de matières transportées par ces rivières ont été identifiés. D’une part, les silts et les petits agrégats, qui sont suivis en surface par satellite, et d’autre part les sables fins en suspension graduée, invisibles pour les satellites, mais dont le transport est modélisé par des équations issues de l’hydraulique.

Afin de relier la concentration en matières en suspension en surface, mesurée par satellite, et la concentration moyenne dans une section de mesure, une formulation physique est proposé (Santini et al., 2019) et validée à partir d’un jeu de données hydro-sédimentaires exceptionnel, collecté en Amazonie péruvienne dans le cadre des activités du SO HyBAm. Ce modèle est également un outil puissant pour optimiser l’échantillonnage dans la colonne d’eau et le suivi in situ de concentration dans les grands fleuves.

Les paramètres hydrauliques nécessaires à son application, mais également aux lois de capacité de transport utilisées pour simuler les flux de sables, sont obtenues à partir du modèle hydrologique semi-distribué SWAT. Ce dernier a été lourdement modifié pour prendre en compte les effets de remous et de l’épanchement des crues dans la plaine d’inondation sur le routage des flux hydro-sédimentaires.
Appliquée dans un bassin test au Pérou, l’Ucayali*, l’approche intégrée proposée permet, en s’appuyant sur le réseau conventionnel in-situ et sur des stations « virtuelles » où les flux sont suivis par simulation et par satellite, de proposer un bilan dynamique détaillé et étendu pour un bassin test de 350 000 km² au Pérou, l’Ucayali et d’identifier des processus clefs.

* L’Ucayali est la branche mère du fleuve l’Amazone, roule ~12 000 m³ s^-1 et exporte à l’Amazone ~300 millions de tonnes de sédiments par an.

Le jury sera composé de :
–        M. Stéphane RODRIGUES, Pr., Univ. Tours/CITERE, Rapporteur
–        M. Cédric LEGOÛT, MC, UGA/IGE (Grenoble), Rapporteur
–        Mme Laurie BOITHIAS, CNAP, UPS/GET, Examinatrice
–        Mme Sabine SAUVAGE, IR, CNRS/ECOLAB, Examinatrice
–        M. Bruno LARTIGES, Pr., UPS/GET, Examinateur
–        M. Naziano Filizola, Pr., UFAM (Manaus, Brésil), Invité
–        M. Benoît Camenen, CR, INRAE (ex. IRSTEA), Invité
–        M. Jean-Michel MARTINEZ, DR, IRD/GET, Directeur de thèse
–        M. Jean-Loup GUYOT, DR émérite, IRD/GET, Co-directeur de thèse