Thèse : Modélisation de la dynamique sédimentaire d’un bassin versant torrentiel pour différents scénarios d’aménagement dans un contexte de changement climatique

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Vous exercerez votre activité au sein de l’Institut des Géosciences de l’Environnement, dans l’équipe Hydrosytems (anciennement Hydrimz-Strim), en collaboration avec le service de Restauration des Terrains de Montagne de l’ONF (Office National des Forêts). L’équipe Hydrosystems étudie les processus impliqués dans les transferts de masse et d’énergie, les dynamiques géomorphologiques, ainsi que les transformations et les impacts de la matière solide et dissoute dans la zone critique, à différentes échelles spatio-temporelles.

Résumé du sujet de thèse :

Dans les zones de montagne, les bassins versants torrentiels peuvent produire des crues chargées en sédiments qui génèrent parfois des dégâts importants. La gestion des ouvrages de correction torrentielle nécessite non seulement une évaluation du volume événementiel maximal, pour se protéger d’un événement extrême, mais aussi des flux sédimentaires moyens, pour optimiser la gestion de ces ouvrages sur le moyen-terme (~dizaines d’années), dans un contexte de changement du forçage climatique.

L’objectif du projet de thèse est de tester un modèle d’évolution de paysage (Landscape Evolution Model, LEM) pour prédire la dynamique sédimentaire de bassins versants torrentiels, leur réponse au changement climatique (augmentation des intensités et/ou des cumuls de précipitations, des températures, fonte du pergélisol d’altitude, etc.), et l’effet de différents scénarios d’aménagement (types et emplacements des ouvrages, modes de gestions, etc.). Pour cela, on choisira un (ou plusieurs) bassin versant torrentiel pour lequel on dispose d’une longue chronique de données de curages de plages de dépôt permettant de bien caractériser les exports sédimentaires moyens. Une méthodologie de calibration du modèle sera définie à partir des données existantes, incluant l’évaluation de l’incertitude des prédictions associées. On testera ensuite plusieurs scénarios d’impacts du changement climatique d’une part, et d’aménagements torrentiels d’autre part, sur le fonctionnement sédimentaire du bassin (exports annuels, topographie du lit, stabilité des versants, zones de dépôts, etc.).

Ce projet sera mené en collaboration avec le RTM et permettra d’évaluer comment cet outil peut fournir des réponses opérationnelles pour l’aménagement des bassins torrentiels, en vue d’optimiser leur gestion pour les prochaines décennies dans un contexte de changement climatique.

Vous serez plus particulièrement en charge de :

• Mener une étude bibliographique
• Analyser les données disponibles et sélectionner le/les bassins versants sur lesquels mener l’étude
• Acquérir des données complémentaires à partir d’analyse d’images aériennes et de visites de terrain
• Construire le modèle avec la librairie Landlab (mission possible à l’Université du Colorado à Boulder dans l’équipe de développement de Landlab, collaboration préexistante avec G. Tucker), et calibrer ce modèle à partir des données, en évaluant les incertitudes
• Définir les scénarios de gestion et d’aménagement torrentiels (abandon ou destruction de barrages de correction torrentielle, reboisement ou déboisement), et les scénarios climatiques (plus fortes intensités de pluie, apports sédimentaires liés au dégel du permafrost, etc.) à tester
• Simuler le fonctionnement sédimentaire du/des bassins étudiés pour ces scénarios, et comparer à l’existant
• Communiquer vos résultats via des présentations dans des colloques scientifiques et la rédaction d’articles scientifiques

Suivre des formations scientifiques et transversales (120h)

Conditions particulières d’activité : Visites de terrain prévues sur des bassins versants en montagne, possibilité d’une mission de 2-3 mois à l’Université du Colorado à Boulder

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Master ou école d’ingénieur en sciences de la terre, sciences de l’eau, sciences physiques

Connaissances souhaitées :

• Thématiques : Hydrologie, hydraulique, géomorphologie, transport solide
• Méthodologiques : Outils de modélisation (langage python par ex), SIG

Expériences appréciées : Expérience de recherche, expérience de modélisation numérique, connaissance des spécificités des hydrosystèmes de montagne et des risques torrentiels

Aptitudes recherchées : Capacité à travailler en équipe, communication en anglais écrit et oral

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation