Impact du changement climatique sur la qualité des eaux souterraines : Modélisation des transferts d'eau et de contaminants au sein des aires d'alimentation de captage prioritaire

Impacts of climate change on groundwater quality : modeling water and contaminant transport within drinking water wells

• Auteur / Autrice : Mathieu Bois
• Direction : Cécile Grosbois-bacchi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Inscription en doctorat le 10/09/2026
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Energie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers - EMSTU
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géo-hydrosystèmes continentaux

Mots clés

Mots clés libres

Eau potable

Nitrate

Changement climatique

Transition agro-écologique

Eaux souterraines

Modélisation

Drinking water wells

Climate change

Nitrate

Modeling

Groundwaters

Agroecological transition

Résumé

Cette thèse a pour objectif d'évaluer l'impact de scénarios d'adaptation agricole au changement climatique sur la qualité des eaux souterraines, en particulier les concentrations en nitrates dans plusieurs captages d'alimentation en eau potable (AEP). Elle vise à identifier les stratégies agricoles les plus favorables pour préserver la ressource en eau tout en maintenant la production. Depuis la révolution agricole, l'usage intensif d'engrais et de pesticides a entraîné un transfert accru de contaminants, notamment l'azote, vers les hydrosystèmes. Aujourd'hui, de nombreux captages AEP sont affectés, provoquant parfois leur fermeture. Des travaux récents montrent que le changement climatique pourrait accentuer les transferts d'azote vers les nappes, en lien avec la baisse des rendements agricoles. La méthodologie repose d'abord sur l'estimation des surplus azotés jusqu'en 2120 selon différents scénarios agricoles régionaux intégrant l'évolution du climat. Ensuite, une modélisation hydrogéologique des aquifères permettra de simuler l'évolution des concentrations en nitrates aux captages. Les modèles CaSSiS et TRANSPLU seront mobilisés pour réaliser ces simulations prospectives. Les résultats permettront de comparer différents scénarios et d'orienter les politiques agricoles régionales. L'objectif est de concilier protection durable de l'eau et développement agricole. Ces travaux fourniront des outils d'aide à la décision pour les acteurs de la gestion territoriale.

This PhD study aims to assess the impact of agricultural practices under climate change on groundwater quality, with a particular focus on nitrate concentrations in drinking water wells. Its objective is to identify the most suitable agricultural strategies to preserve water resources while maintaining agricultural productivity. Since the agricultural revolution, the intensive use of fertilizers and pesticides has led to increased transfers of contaminants, particularly nitrogen, into hydrosystems. Today, many drinking water wells are affected, sometimes resulting in their closure. Recent studies indicate that climate change may further increase nitrogen transfers to groundwater, notably due to declining crop yields. The methodology used during the PhD will involve quantification of agricultural nitrogen surpluses up to 2120, based on regional agricultural scenarios and impacts of climate change on crop yields. Subsequently, hydrogeological modeling of targeted aquifers will be conducted to simulate the evolution of nitrate concentrations. CaSSiS and TRANSPLU models will be used to perform these prospective simulations. The expected results will enable the comparison of different agricultural scenarios and support the development of regional agricultural policies. The main objective is to reconcile the long-term protection of water resources the sustainability and development of agricultural production. These findings will provide valuable decision-support tools for stakeholders and agricultural management.