La réponse hydrologique d'un bassin versant, en particulier les processus de transfert des pluies qui y sont tombées, dépend de nombreux facteurs. Actuellement, les travaux visant à améliorer la modélisation de ces processus sont nombreux et variés. Certains ont pour but d'améliorer les formulations des modèles ou leur paramétrisation. D'autres se tournent vers des approches ensemblistes ou combinant plusieurs modèles. Mais malgré les bons résultats que ces approches peuvent fournir il n'existe pas de solution capable de fournir de bons résultats dans toutes les situations. Un modèle aura toujours du mal à simuler un cas (période climatique ou bassin) très différent de celui pour lequel il a été mis en place. Le but de cette thèse est d'essayer de trouver une méthode capable de s'adapter au plus de cas possibles en mutualisant plusieurs modèles hydrologiques. Cette mutualisation s'inspire de la méthode SUMO qui a prouvé son efficacité en climatologie (van den Berge et al., 2011). La nouveauté qu'apporte cette méthode est qu'il s'agit d'un couplage dynamique entre des modèles hydrologiques équivalents, alors que les méthodes multi-modèles proposées jusqu'à aujourd'hui utilisent un couplage a posteriori (par exemple en calculant la moyenne des débits simulés par chaque modèle couplé). Le couplage SUMO, lui, est dynamique car il intervient au cours de la simulation. Il s'appuie sur l'échange d'informations entre les variables internes des modèles. À chaque pas de temps, une (ou des) variable interne de chaque modèle est corrigée en fonction des variables internes correspondantes des autres modèles. Cette manière de coupler les modèles a donné des résultats très prometteurs en climatologie et pourrait donner de bons résultats dans le cadre de la modélisation multi-modèle en hydrologie. Le travail réalisé dans ces premiers mois de thèse a consisté à vérifier la faisabilité de SUMO dans un cas très simple. Il s'agit du couplage entre deux modèles conceptuels GR4J dont l'un est calé pour représenter au mieux les débits de crues et l'autre les débits d'étiages. Ce couplage a été testé sur plusieurs bassins et a montré qu'il était faisable. Il a par ailleurs montré des comportements intéressants qui sont encourageants pour la suite. Le but des prochains mois de thèse va être de mettre en place SUMO sur un échantillon de bassin plus important pour vérifier ses performances en termes de robustesse et le comparer à d'autres méthodes multi-modèles. Il sera aussi nécessaire d'effectuer des tests pour analyser et comprendre le comportement des modèles qui prennent part au couplage (notamment en augmentant le pas de temps d'échange ou en mettant en place différentes configurations de couplage sur les variables des modèles). Le couplage de plusieurs modèles différents sera alors envisageable.