La recharge des hydrosystèmes karstiques dépend des conditions climatiques, de la transpiration de la végétation, de l’évaporation des sols, des propriétés du sol et de l’hétérogénéité du karst. Elle dépend donc de nombreux facteurs variables dans le temps et dans l’espace, nous souhaitons caractériser et localiser les variations de la recharge d’hydrosystèmes karstiques à l’échelle régionale (pluri-kilométrique).La recharge peut être diffuse ou concentrée selon l’hétérogénéité du karst, ce qui limite à la fois les possibilités de mesures et de modélisations. Bien que l’évapotranspiration conditionne fortement la recharge du karst, l’évaluation de sa dynamique spatiotemporelle est souvent simplifiée. La calibration des paramètres du modèle hydrogéologique peut compenser les erreurs d’estimation de l’évapotranspiration et de la recharge donc, sans contrainte extérieure, la validation des simulations reste difficile. Afin de connaitre la distribution spatiotemporelle de la recharge du karst nous proposons un modèle conceptuel semi-distribué de l’hydrosystème (KaRaMel) associé à un modèle conceptuel semi-distribué de l’évapotranspiration (SimpKcET). Les outils développés sont appliqués au vaste hydrosystème de la Fontaine de Vaucluse (Sud-Est de la France). Les résultats montrent que (1) l’utilisation des indices de végétation, fournis par les mesures satellites, permet une estimation réaliste de la dynamique spatiotemporelle de l’évapotranspiration pour tous les types de végétations ; (2) la distribution spatiale des paramètres du modèle conceptuel semi-distribué du karst peut facilement être contrainte avec des informations sur les sols (réserve utile) et sur l’hydrosystème (vulnérabilité intrinsèque) ; (3) une boite à outils pour le système d’information géographique (QGIS) a été développée afin de faciliter la cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques avec la méthode PaPRIKa; (4) KaRaMel + SimpKcET permet à la fois de connaître la répartition spatiotemporelle des stocks et une estimation fiable des débits de l’exutoire de l’aquifère; (5) la recharge journalière, mensuelle et annuelle varie considérablement dans l’espace et dans le temps, les zones les plus contributives évoluant d’une année à l’autre ; (6) les débits de la Fontaine de Vaucluse sont sensibles à la distribution spatiale de la recharge.