Quantifying discharges and fluxes of matters in rivers | Quantifier les débits et les flux de matières dans les cours d'eau

French. Ce mémoire propose une mise en perspective de mes travaux de recherche sur la quantification des débits et des flux de matières dans les cours d'eau et leurs incertitudes, ainsi qu'une prospective pour les 5 à 10 prochaines années. Nouvelles technologies de mesure (moins intrusives) et sciences participatives permettent des avancées importantes pour améliorer les mesures de débit, en crue notamment. Elles posent cependant de nouveaux problèmes méthodologiques. Ceci peut se généraliser aux mesures de flux de sédiments et de contaminants, avec la nécessité supplémentaire de caractériser les propriétés et les origines des particules solides. Enfin, de nouvelles méthodes d'analyse des incertitudes visent à couvrir toute la chaîne de production des données de flux, depuis les opérations de terrain jusqu'à la publication et l'utilisation des données. Bien avancée pour les séries hydrologiques (débits des cours d'eau), la démarche pourra être étendue aux flux de sédiments et de contaminants, en intégrant les incertitudes propres aux mesures du transport solide (charriage et suspension) et des teneurs en contaminants (échantillonnage et analyses au laboratoire). Une telle analyse des incertitudes ne doit pas être considérée comme un traitement fastidieux supplémentaire, ou un simple bonus pour l'utilisateur des données. Elle est au contraire indissociable des processus opérationnels de production des données et de gestion de leur qualité qu'elle permet de revisiter et d'améliorer.

English. This thesis offers an overview of my research on the quantification of discharges and fluxes of matters in rivers along with their uncertainties, as well as research perspectives for the next 5 to 10 years. New (less intrusive) measurement technologies and citizen sciences allow important advances in improving flow measurements, in particular for floods. However, they bring new methodological issues. This statement can be generalised to sediment and contaminant flux measurements, with the additional need to characterise the properties and origins of solid particles. Finally, new methods for analysing uncertainties are intended to cover the whole production chain of hydrological data, from field operations to the publication and use of data. The approach which is well advanced for hydrological series (streamflows) could be extended to sediment and contaminant fluxes, including the uncertainties associated with sediment transport (bedload and suspension) measurements and contaminant levels (sampling and analyses in the laboratory). Such uncertainty analysis should not be seen as a tedious additional processing, or as a simple bonus for the end-user of the data. It is, on the contrary, inseparable from the operational processes of data production and quality management which it serves to improve.