Dans les aquifères de socle cristallin, les ressources en eau souterraines sont principalement de proche subsurface, marquées par de larges variations horizontales et verticales des propriétés hydrodynamiques. Les chroniques hydrologiques contiennent de l’information sur les propriétés des milieux souterrains dans la partie récession de la série temporelle des débits. Les objectifs de la thèse étaient d’extraire des chroniques hydrologiques les facteurs de vulnérabilité des bassins versants aux étiages (les propriétés hydrodynamiques et leur hétérogénéité), de corréler les propriétés et la lithologie et d’évaluer la réponse des aquifères face aux changements climatiques. Le modèle hs1D décrit les écoulements à l’échelle du versant et a été utilisé pour estimer les propriétés hydrodynamiques de 79 bassins versants en Bretagne. Ce modèle a été adapté pour tenir compte de l’hétérogénéité des processus à partir d’une approche à deux versants. Les propriétés calibrées sont alors mises en relation avec la lithologie des bassins versants dans une optique de régionalisation. Cette approche met en avant la présence à la fois d’écoulements lents et rapides sur l’ensemble des bassins versants, contraints par la perméabilité et la diffusivité des versants. Les cartes d’exploration fournissent des informations sur les capacités de stockage des bassins versants. La corrélation des propriétés hydrodynamiques avec la lithologie suggère que les modèles régionaux peuvent être contraints par une quantité de données restreinte malgré la complexité des écoulements des aquifères de socle.