L’UMR EMMAH est caractérisée par sa grande multi-disciplinarité couvrant la physique appliquée aux milieux hétérogènes, l’hydrogéologie, l’écologie du sol et l’agronomie. La complémentarité de ses équipes tient à cette richesse disciplinaire permettant d’aborder un continuum d’objets (aquifère -zone non saturée, sol, couverts végétaux) et de processus (transferts, physicochimie, biologie) pour le développement de connaissances, de méthodes de caractérisation et de modèles. 

L’UMR couvre cinq thématiques scientifiques principales conduisant à une meilleure compréhension des processus au sein du système aquifère-sol-plante-atmosphère en lien avec les propriétés du milieu et les forçages climatiques et anthropiques.

Les cinq thématiques sont :

1. La caractérisation des milieux hétérogènes, en termes de structure, de propriétés physiques et de transferts ;
2. Le phénotypage des plantes et la caractérisation des couverts végétaux (traits structurels, biochimiques et fonctionnels) ;
3. La compréhension et la modélisation des interactions entre transferts de masse (eau, particules, substances chimiques) dans les sols, activités biologiques (organisme du sol, rhizosphère) et facteurs environnementaux et anthropiques;
4. L’évaluation de la production végétale en lien avec les facteurs du milieu (sol, climat, accessibilité à l’eau) et la gestion des parcelles ;
5. La dynamique de l’eau dans les hydrosystèmes souterrains et leurs interactions avec les flux de surface.

A travers ses thématiques et leurs interactions (Figure), les contributions de l’UMR aux problématiques des changements globaux et de la transition agroécologique portent sur l’évaluation de la durabilité des hydrosystèmes souterrains, de la qualité des sols et des productions agricoles. Par les travaux sur les propriétés de transferts dans la matrice sol et la dynamique de ces propriétés induites par les organismes biologiques et la rhizosphère, l’UMR contribue au développement et à la mise en œuvre de pratiques agricoles influençant la porosité du sol comme levier agroécologique et d’adaptation au changement climatique.

Les résultats produits par l’UMR se formalisent principalement par :

• Le développement d’instruments, de méthodes pour le suivi des propriétés environnementales. Les données ainsi acquises contribuent à la compréhension du fonctionnement des hydrosystèmes, du sol et des couverts végétaux mais permettent également l’élaboration et la mise en œuvre de modèles de fonctionnement de ces milieux (calibration, validation, assimilation). L’UMR s’appuie en particulier sur la télédétection pour caractériser les surfaces agricoles, des mesures géophysiques et analyses isotopiques pour suivre la variabilité des contenus en eau du sol et les transferts de la surface vers l’aquifère.
• Le développement de modèles de simulation et plateformes numériques couplant les processus physiques, chimiques, isotopiques, biologiques et agronomiques nécessaires à l’étude des interactions complexes entre processus. Ces modèles peuvent être mobilisés dans des outils d’aide à la décision ou servir de support aux études prospectives. L’UMR accueille la plateforme  « Sol Virtuel ».
• La mise au point de modalités de gestion des sols basées sur les interactions avec les interactions biologique pour améliorer la rétention d’eau et les propriétés de transferts. Ces modalités doivent s’intégrer dans des itinéraires techniques innovants