La prévision hydrologique par emploi de modèles globaux de bassins est largement pratiquée depuis de nombreuses années. La transposition de ce type de modèle à la simulation de l'évolution des teneurs en nitrates dans les eaux souterraines est nettement plus récente. Le principe de cette modélisation repose sur l'analyse des chroniques existantes de pluie, de débit de cours d'eau ou de niveau piézométrique, ainsi que de concentrations en nitrates dans une source ou dans un forage. Cette analyse permet d'établir, avec un modèle hydrologique global à réservoirs, un bilan entre les données d'entrée (pluie, évapotranspiration, fertilisations) et celles de sortie (débit ou niveau piézométrique, concentration en nitrates), ainsi qu'une fonction de transfert. Les paramètres du modèle étant identifiés, il est alors possible de déterminer les concentrations correspondant à un scénario d'épandage de fertilisants et à un scénario climatique. Le modèle Biche qui a été développé, permet ainsi de prévoir en continu l'évolution des concentrations en nitrates à l'exutoire d'un bassin versant ou dans un forage. Cet article décrit une application dans les sources de la Voulzie à Provins (Seine-et-Marne, France) qui alimentent la ville de Paris et met en évidence l'influence de la variabilité climatique.