Afin d’évaluer l’impact du fonctionnement de ses installations, le CEA se doit de disposer de méthodes et d’outils opérationnels pour mesurer, contrôler et prédire le devenir d’éventuels rejets dans les sols et les nappes phréatiques, ou maîtriser le risque d’inondation en cas de pluies extrêmes. Le sujet proposé s'inscrit dans ce cadre général. Il fait suite à une précédente thèse qui avait ciblé la caractérisation des propriétés hydrodynamiques de la zone non saturée (ZNS), interface complexe entre la surface et la nappe phréatique, et plus spécifiquement la quantification de la recharge. Deux grands types d’approches ont été développés dans cette précédente thèse : (i) approche 1D à l’échelle d’une fosse pédologique équipée de sondes de teneur en eau et tensiomètres sur plusieurs profondeurs, par détermination de courbes de rétention en eau et des paramètres de Van Genuchten-Mualem, et modélisation de la recharge avec le logiciel HYDRUS, et (ii) approche 2D à l’échelle du centre de Cadarache, avec des prélèvements et analyses de sols pour prédiction des propriétés hydrodynamiques de la ZNS par fonctions de pédotransfert, des mesures de conductivités hydrauliques de surface, et la recherche de critères de spatialisation de l’infiltration (géologie à l’affleurement, végétation, …).
L’objectif principal de la présente thèse est de spatialiser le bilan hydrique, en incluant à la fois l’infiltration et le ruissellement de surface. L’échelle spatiale envisagée est celle d’un sous-bassin versant du Ravin de la Bête, ruisseau temporaire qui traverse le site de Cadarache et recueille ses eaux de ruissellement avant de se jeter dans la Durance. Différentes mesures in situ sont envisagées (teneur en eau, conductivité hydraulique en surface et sous la zone racinaire, débit, …), ainsi que des prélèvements et analyses de sols complémentaires. Une parcelle expérimentale avec simulateur de pluie et mesure du ruissellement sera également dimensionnée et mise en place au cours de la thèse. Une modélisation avec le logiciel Parflow/CLM est envisagée : en 1D à l’échelle de la fosse pédologique (bilan hydrique et détermination de la recharge, le ruissellement étant négligé), et en 2D/3D à l’échelle du sous-bassin versant (bilan hydrique incluant recharge et ruissellement).
Cette thèse sera menée en collaboration avec l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) de l’Université Grenoble Alpes (UGA). Elle se déroulera sur le site du CEA de Cadarache, au Laboratoire de modélisation des transferts dans l’environnement (LMTE), avec des missions ponctuelles possibles à l’IGE.