RELATIONS ENTRE FONCTIONS HYDROLOGIQUES ET AGRICOLES DANS LES PAYSAGES RURAUX TUNISIENS: QUANTIFICATION ET ANALYSE // RELATIONSHIPS BETWEEN HYDROLOGICAL AND AGRICULTURAL FUNCTIONS IN TUNISIAN RURAL LANDSCAPES: QUANTIFICATION AND ANALYSIS

L'adaptation au changement climatique (CC), et particulièrement à la récurrence des sécheresses, est un enjeu crucial des territoires agricoles. Cet enjeu est encore plus prégnant dans les pays du bassin Méditerranéen identifié comme un hot-spot du CC dans le monde. L'agriculture des pays méditerranéens constitue une activité stratégique aussi bien en matière de sécurité alimentaire, de performance économique que de stabilité sociale. Adapter les paysages ruraux au CC et aux sécheresses revient à déterminer les solutions en matière de gestion agricole (cultures, pratiques culturales) et d'aménagement spatial capables de maintenir la fonction de production agricole sans (trop) pénaliser les fonctions hydrologiques d'approvisionnement en eau des nappes, des rivières, et des infrastructures de stockage et distribution (barrages, points de captation).
Chacune de ces fonctions s'opère sur des extensions spatiale et temporelle qui lui sont propres. Pour la fonction agricole, il s'agit de (1) la parcelle et l'exploitation agricole pour l'espace, et (2) l'opération culturale, la saison culturale et les rotations pour le temps. Pour les fonctions hydrologiques, il s'agit de (1) la rivière, le bassin versant et la nappe pour l'espace, et (2) l'événement hydroclimatique (pluie, crue), l'année hydrologique et la multi-décennie pour le temps.
Pouvoir étudier les fonctions agricoles et hydrologiques de façon systémique dans un paysage agricole conduit à un premier défi scientifique qui est de quantifier ces fonctions sur la gamme des extensions spatiales et temporelles concernées. Un second défi est d'analyser et de comprendre les relations synergiques et antagonistes entre ces fonctions de natures différentes et s'opérant sur des
extensions temporelles et spatiales différentes, en fonction des modes de gestion agricole et paysager.
L'objectif de la thèse est de quantifier et d'analyser les relations entre des fonctions écosystémiques de nature hydrologique et agricole dans des paysages agricoles tunisiens, à partir de la modélisation agrohydrologique. En outre, la thèse cherche à comprendre comment l'organisation des pratiques agricoles dans l'espace des paysages et la gestion de leur succession temporelle a un effet sur ces fonctions et constitue ainsi un levier de leur pilotage pour faire face aux sécheresses.

A la croisée de l'hydrologie et de l'agronomie, la thèse suivra une démarche structurée autour de 2 axes. Dans le 1er axe, les synergies et antagonismes entre fonctions écosystémiques seront étudiés à partir de paysages à la composition et à la configuration virtuelles et selon la variabilité climatique. Dans un 2nd axe, ces fonctions seront quantifiées et étudiées sur un cas d'étude réel, le bassin versant de Kamech (Tunisie, Observatoire OMERE), en considérant des scénarios plausibles d'occupation du sol.

Plusieurs résultats sont attendus, chacun pouvant faire l'objet d'une publication scientifique :
1. valider le modèle agrohydrologique dans le contexte pédoclimatique du site d'étude tunisien ;
2. définir des indicateurs des fonctions écosystémiques d'intérêt, indicateurs appropriés au contexte hydro-climatique semi-aride et capables de rendre compte de ces fonctions aux différentes échelles d'espace d'intérêt;
3. comprendre les antagonismes et synergies des fonctions par une analyse de sens de variations des indicateurs choisis;
4. produire une quantification des fonctions écosystémiques d'intérêt pour le site de Kamech en fonction des scenarios climatiques et scenario de système de production agricole.

Le.la doctorante réalisera ses travaux à Montpellier au sein de l'UMR LISAH et bénéficiera de l'infrastructure de modélisation de l'unité ainsi que de la base de données hydrologiques, météorologiques et agronomiques de l'observatoire OMERE. Il.elle sera amené.e à réaliser des missions courtes en Tunisie pour interagir avec les scientifiques tunisiens et pour exposer ses travaux et ses résultats aux porteurs d'enjeux.
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The adaptation to climate change (CC), especially the recurrence of droughts, is a crucial challenge for agricultural territories. This challenge is even more pronounced in the countries of the Mediterranean basin, identified as a hotspot for CC. The agriculture of Mediterranean countries constitutes a strategic sector in terms of food security, economic performance, and social stability.
Adapting rural landscapes to CC and droughts involves determining solutions for agricultural management (crops, farming practices) and spatial organisation capable of maintaining agricultural production function without excessively alleviating hydrological functions such as recharge to groundwater, stream runoff and stored water (dams). Each of these functions operates on spatial and temporal scales specific to them. For the agricultural function, it involves (1) the plot and the farm for space, and (2) the farming operation, the growing season, and rotations in time. For hydrological functions, it involves (1) the river, catchment, and aquifer for space, and (2) the hydroclimatic event (rainfall, flood), the hydrological year, and multi-decades for time.
Studying agricultural and hydrological functions systematically in an agricultural landscape presents a first scientific challenge, which is to quantify these functions over the range of spatial and temporal scales involved. A second challenge is to analyze and understand the synergistic and antagonistic relationships between these functions of different natures and operating on different temporal and spatial scales, depending on agricultural and landscape management practices.
The PhD aims to quantify and analyze the relationships between hydrological and agricultural ecosystem functions in Tunisian agricultural landscapes, using agrohydrological modeling. Additionally, the thesis seeks to understand how the organization of agricultural practices in landscape space and the management of their temporal succession affect these functions, serving as a lever to address droughts.
At the intersection of hydrology and agronomy, the thesis will follow a structured approach around two axes. In the first axis, synergies and antagonisms between ecosystem functions will be studied using virtual landscapes with varied compositions and configurations, considering climatic variability. In the second axis, these functions will be quantified and studied in a real case study, the Kamech watershed (Tunisia, OMERE Observatory), considering plausible land-use scenarios.
Several results are expected, each potentially leading to a scientific publication:
1. Validate the agrohydrological model in the pedoclimatic context of the Tunisian study site;
2. Define indicators of ecosystem functions of interest, suitable for the semi-arid hydro-climatic context and capable of representing these functions at different scales of interest;
3. Understand the antagonisms and synergies of functions through an analysis of variations in the chosen indicators;
4. Produce a quantification of ecosystem functions of interest for the Kamech site based on climatic scenarios and scenarios of agricultural production systems.
The doctoral student will conduct research in Montpellier within the UMR LISAH and will benefit from the unit's modeling infrastructure and the hydrological, meteorological, and agronomic databases of the OMERE observatory. They will also undertake short missions in Tunisia to interact with Tunisian scientists and present their work and results to stakeholders.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : http://www.umr-lisah.fr/en/

Concours GAIA

Institut Agro Montpellier

584 GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau

Master ou ingénieur en sciences de l'eau avec des bases ou une appétence pour l'agronomie. Master ou ingénieur en agronomie avec des bases ou une appétence pour l'hydrologie. Des connaissances dans le développement ou la mise en œuvre de modèles biophysiques seront très appréciées.
Master's or engineer's degree in water sciences with basical knowledges or an inclination towards agronomy. Master's or engineer's degree in agronomy with basical knowledges or an inclination towards hydrology. Knowledge in the development or implementation of biophysical models will be highly appreciated.