La première année apporte les connaissances fondamentales et les méthodes nécessaires pour acquérir une capacité d'expertise des différents compartiments du bassin versant.
Contenu des enseignements en master
Géosciences
Geomorphology and fluvial systems : Watershed surface deposits and processes. Weathering, transport and deposition processes in glacial and lacustrine environments. Influence of climate and anthropic activities on regolith formation. Basic notions of fluvial quantitative geomorphology and study methods (alluvial terraces, longitudinal profiles, dating methods, physical and numerical modelling). Erosion rates quantification in fluvial environments and controlling factors of fluvial dynamics. Feedbacks between river dynamics, tectonics and climate and their influence on mountain ranges evolution. 1-day field trip in the Creuse valley.
Pédologie : Les différents aspects abordés englobent l'ensemble des constituants des sols, ainsi que leurs propriétés : constituants minéraux (granulométrie et texture, minéralogie des argiles et oxyhydroxydes, désagrégation physique et altération chimique, écologie de l'altération), constituants organiques (types d'humus, êtres vivants du sol et leur mode de vie, transformation des matières organiques), propriétés globales (structure, porosité, atmosphère du sol, eau du sol (caractéristiques et mouvements, bilans de l'eau), température du sol, complexe d'échange et pH du sol, pouvoir tampon du sol).
Hydrosciences
Hydrologie : Quantification du cycle aérien de l'eau (précipitations, interception, évapotranspiration) ainsi que des processus de transferts d'eau et de matière (dissoute et particulaire) à l'échelle des bassins versants. La quantification des processus hydrologiques extrêmes (étiages, crues) est abordée ainsi que les conséquences des activités humaines sur le régime hydrologique et les transferts de matière. Enfin, la simulation et la prévision des crues et des étiages, ainsi que l'évaluation des régimes hydrologiques et de la ressource en eau à l'aide des modèles hydrologiques sont traités.
Hydraulique fluviale et transport solide : Ce module présente les bases de l'hydraulique fluviale et les mécanismes du transport solide. Dans un premier temps, les principes de base et les résultats d'hydraulique à surface libre essentiels pour comprendre les écoulements en rivière sont présentés : grandeurs caractéristiques hydrauliques, écoulement uniforme, graduellement et rapidement varié, applications. Dans un second temps, les mécanismes du transport solide (écoulements, seuil de mise en mouvement, transport) et les méthodes de quantification (formules empiriques, mesures in-situ des charges de fond et en suspension, suivis morpho-sédimentaires) sont abordés.
Hydrogéologie : Caractéristiques des nappes libres et captives, écoulements souterrains en milieu poreux, fissuré et karstique, notions de porosité, de porosité efficace et de perméabilité, mode de réalisation d'une campagne piézométrique et interprétation des directions d'écoulement obtenues, présentation et application de la loi de Darcy pour réaliser des estimations de vitesse, de temps de transfert et de débit d'eau en domaine souterrain, analyse et interprétation d'essai de pompage afin de déterminer les paramètres hydrodynamiques caractéristiques d'un aquifère (transmissivité et coefficient d'emmagasinement), transport de masse en milieu poreux, pollution diffuse et ponctuelle.
Géochimie
Géochimie : Qualité des eaux des différents milieux aquatiques (eaux de surface, lacustres, d'estuaires et souterraines), qualité des MES et sédiments de fond, identification des paramètres de contrôle explicitant leur variabilité spatio-temporelle. Caractérisation du bruit de fond géochimique (dissous et particulaire). Identification et mécanismes des processus de contrôle de la chimie des eaux (réactions acido-basiques, dissolution-précipitation, oxydo-réduction, adsorption et complexation; cinétique des réactions). Comportement dissous et particulaire des éléments contrôlés / mobiles, des métaux traces, notion de biodisponibilité et importance de la présence des micro-organismes. Applications à l'étude de cas réels dans différents contextes anthropisés.
Législation
Eau - acteurs et politiques : Connaissances et concepts de base permettant d'appréhender les enjeux, les acteurs, le cadre et les modalités de la mise en oeuvre des politiques publiques dans le domaine de l'eau. Les enseignements théoriques sont donnés sur les bases générales de l'économie de l'environnement et du droit de l'environnement, ainsi que sur la présentation des objectifs, acteurs et outils des politiques dans le domaine de l'eau. Des travaux dirigés et pratiques permettent aux étudiants d'apprendre la méthodologie d'analyse de documents de planification (SAGE, etc.) et réglementaires (arrêtés préfectoraux, etc.) et de confronter leurs connaissances théoriques à des situations réelles.
Outils
SIG : Ce module est consacré à la manipulation des données spatialisées au format vecteur et est complété au second semestre par un module abordant l'utilisation des données au format raster (images). L'objectif de ce module consiste à maitriser les notions de systèmes de coordonnées, de projections, de sémiologie graphique, de topologie et de vectorisation nécessaires à une manipulation propre des données sous SIG. Après acquisition des concepts de base et des règles de bonnes pratiques, l'accent est mis sur l'analyse spatiale des données (extraction, sélection, jointure, intersection...) dans le cadre d'un projet réalisé par les étudiants.
Statistiques : Statistiques descriptives, modèles probabilistes et techniques d'ajustement ; liaisons statistiques et techniques de corrélations entre variables (simple et multiple). Analyse en composantes principales, analyses factorielles des correspondances, notions de processus stochastiques et séries temporelles, analyse des tendances. Application à l'analyse de données hydrologiques, physico-chimiques et biologiques.
Anglais : Compétences à acquérir : connaissance du vocabulaire professionnel spécifique au domaine de l'eau et de l'environnement. Oser prendre la parole en langue étrangère. Savoir exposer ses compétences dans un milieu professionnel. Acquérir des connaissances sur les perceptions et le traitement des problèmes liés à l'eau dans les pays anglo-saxons. Contenu : lectures, films et discussions orales, préparation et présentation d'exposés. Travail en centre de ressource de langue.
Insertion professionnelle
Stage : Le stage vient clôturer la première année de Master et vise à mettre pratique les connaissances/compétences acquises au cours de l'année de formation le stage est d'une durée minimale de 2,5 mois (prolongeable jusqu'à 5 mois). Celui-ci peut être à visée professionnelle ou recherche. Il peut être effectué en France ou à l'Etranger, dans un panel très large d'organismes (collectivités territoriales, organismes d'état, bureaux d'étude, chambres consulaires, organismes de recherche fondamentale et appliquée,...) qui correspondent aux débouchés de la formation.
Ecole de terrain
Hydrogéologie, hydrologie, topographie : Relevés hydrologiques et hydrogéologiques : acquisition de mesures piézométriques, réalisation et interprétation de cartes piézométriques, réalisation et interprétation d'un essai de pompage pour la caractérisation des paramètres hydrodynamiques, caractérisation physico-chimique des eaux souterraines et des échanges nappe-rivière. Des jaugeages sont aussi prévus par plusieurs méthodes (exploration du champ des vitesses, ADCP). Réalisation d'un levé topographique : utilisation du théodolite ; réalisation d'un cheminement et d'un levé topographique rayonné ; traitement informatique des données obtenues (profil topographique, cartographie à partir d'un Modèle Numérique de Terrain).
Pédologie, sédimentologie, géophysique : Réalisation de profils pédologiques et d'une cartographie des sols à partir de sondages tarière. Prélèvements des M.E.S., sédiments et de carottes sédimentaires : représentativité spatio-temporelle d'un échantillon, traitement des échantillons en laboratoire et analyses (spectrométrie, magnétisme environnemental, granulométrie et densité apparente). Relevés géophysiques (sondages électriques, cartographie de conductivité, mesures de susceptibilité magnétique...) pour identifier des corps sédimentaires et la présence de la nappe alluviale. A la fin de l'école de terrain, l'ensemble des mesures de terrain et analyses de laboratoire est intégré dans le SIG, comparé aux années précédentes. La démarche, les données et l'interprétation des résultats seront présentées de façon intégrée à l'échelle du bassin versant.
La deuxième année apporte les connaissances appliquées et recherche dans le domaine de la gestion intégrée des transferts dans les bassins versants à travers plusieurs modules thématiques, options et écoles de terrain.
Contenu des enseignements en master
Modules thématiques
Risques d'inondation et morphologie des cours d'eau : Impacts des aménagements sur les écoulements fluviaux. Modélisation de l'hydraulique fluviale et des phénomènes de crue. Etudes de cas avec les logiciels Hec-Ras et Mike 21. Gestion des sédiments le long du réseau hydrographique, impact des aménagements des cours d'eau sur le transit sédimentaire (barrages collinaires, barrages hydroélectriques, seuils, digues, ouvrages de navigation) et leur évolution morphologique. Réglementation juridique liée à la gestion des sédiments (vidanges de barrages et chasses sédimentaires).
Contaminants eau-sols-sédiments : Ce module permet de donner aux étudiants des connaissances complémentaires et croisées sur les sources potentielles des grandes familles de contaminants, leurs comportements physico-chimiques dans le milieu naturel et les enjeux sanitaires et écologiques lorsqu'il y a pollution. Identification d'un polluant, application aux éléments traces métalliques, nutriments et molécules émergentes (pesticides, HAP, PCBs, résidus médicamenteux, perturbateurs endocriniens et leurs métabolites, microplastiques). Origine et transferts dans les différents réservoirs (atmosphère, eaux de surface, eaux souterraines, sols).
Sols et pratiques agricoles : Les enseignements de cette UE visent à l'acquisition de connaissances de base en agronomie et pratiques culturales afin de mieux appréhender l'impact des pratiques agricoles sur les transferts de matière solide et dissoute vers l'hydrosystème. Les enseignements traitent notamment :
- Des connaissances de bases en agronomie et en techniques culturales
- De l'optimisation des intrants
- Des possibilités d'aménagements paysagers
- Des réglementions et outils contractuels en vigueur en France
Les cours sont complétés par des visites de parcelles et d'exploitations agricoles.
Eau - gestionnaires : Connaissance de la réglementation liée aux usages de l'eau. Réglementation juridique liée à la gestion des crues et étiages. Réglementation juridique liée à l'eau et l'assainissement avec prise en compte du risque sanitaire et écologique. Analyse de la relation entre les activités humaines et leur impact sur le milieu (eaux de surface / eaux souterraines). Surveillance et évaluation des risques. Actions de remédiation - définition des actions : outil d'aide à la décision. Assainissement des eaux. Gestion des eaux pluviales dans les projets d'aménagement, en milieu urbain, en milieu rural, enjeux et stratégie. Périmètres de protection de la ressource en eau.
Etudes de cas : Cette unité d'enseignement permet à l'étudiant d'acquérir une plus grande autonomie et un regard critique dans ses choix de méthodologie et d'outils à utiliser pour la compréhension des données. Plusieurs projets thématiques seront proposés et peuvent évoluer d'une année à l'autre.
Modélisation
Modélisation des flux de surface : Ce module permet d'acquérir les bases de la modélisation hydrologique. L'impact du changement climatique est abordé. Simulation de la qualité des cours d'eau à l'aide de modèles agro-hydrologiques et biogéochimiques. Transfert et quantification des flux polluants à partir de suivis discrets et haute fréquence. Présentation de différentes méthodes d'estimation et des incertitudes associées en fonction de la variabilité hydrologique et des constituants
Modélisation hydrogéologique : Ce module permet d'acquérir les bases de la modélisation hydrogéologique en milieu poreux. Savoir modéliser les écoulements d'eau souterraine en milieu poreux. La modélisation hydrogéologique permet la quantification des flux à l'échelle d'un bassin versant et à celle des échanges nappe / rivière ainsi que l'étude des écoulements souterrains et des transferts de pollution (d'un point de vue spatial et temporel).
Programmation : Ce module permet aux étudiants d'apprendre à concevoir de petits scripts permettant l'automatisation de tâches. Eléments de base intervenant en programmation : variable, type, instructions d'affectation, de lecture, d'écriture, structures, recherche d'algorithme. Utilisation d'un langage de programmation.
Insertion professionnelle
Apprentissage : D'une durée d'un an, l'apprentissage permet une véritable insertion professionnelle et offre une réelle possibilité de contrat après la fin du Master. Permet d'associer les cours théorique à la pratique personnelle et d'échanger avec les différents corps de métier.
Projet de fin d'études : Le but de cette UE est de développer/confirmer l'autonomie de l'étudiant dans les choix scientifiques à réaliser pour conduire à bien une étude. De façon individuelle ou en groupe, le projet de fin d'études entre dans le cadre des travaux dirigés par des enseignants-chercheurs ou des gestionnaires et ingénieurs d'études en appui à la formation.
Stage : Le stage vient clôturer le Master et vise à mettre en pratique les connaissances/compétences acquises au cours de l'année de formation. A la fin du stage, l'étudiant est autonome. Le stage est effectué à la fin du M2 et dure 5 à 6 mois. Celui-ci peut être à visée professionnelle ou recherche. Il peut être effectué en France ou à l'étranger, dans un panel très large d'organismes.
Ecole de terrain
Gestion des bassins d'altitude : Les têtes de bassins versants d'altitude sont soumises à des processus d'érosion et de transport très différents de celles des bassins versants de plaine.Cette école de terrain a donc pour objectif de présenter et d'expliquer.
- Le fonctionnement de la cascade sédimentaire - érosion, transport et sédimentation dans des bassins d'altitude
- Les enjeux environnementaux dans un contexte de grande vulnérabilité écologique et hydrique
Gestion des bassins de plaine et littoraux : Un voyage d'études d'une durée d'une semaine est organisé en Normandie et Bretagne afin de présenter les enjeux de la gestion de l'eau en contexte de plaine et littoral. Les enjeux abordés concernent les transferts d'eau et de polluants (phosphore, nitrates) en contexte agricole intensif, en lien avec la qualité des sols en contexte côtier et de socle (sols des polders, sur schiste, sur granite).
