Ingénieur-e de recherche en durabilité de la réutilisation des eaux usées – approche de modélisation hydrologique dans le bassin du Rhône

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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 serez accueilli.e au sein de l’unité de recherche RiverLy, qui allie des compétences en hydrologie, hydraulique, chimie environnementale, écologie, écotoxicologie, et microbiologie pour développer des approches aux différentes échelles structurant les hydrosystèmes pour appréhender la qualité, le fonctionnement et les dynamiques des hydrosystèmes. Ses recherches interdisciplinaires visent à mieux prendre en compte les risques naturels et anthropiques pour une meilleure gestion et restauration des cours d'eau. L’équipe Hydrologie des Bassins Versants (HYBV) étudie le fonctionnement des bassins versants, les ressources en eau et les risques associés (crues, sécheresses). Elle développe notamment une approche de modélisation hydrologique spatialisée pour répondre aux enjeux de la gestion de la ressource en eau dans un contexte de changement global (climat, occupation du sol, usages, etc.).

- Dans un contexte d’intensification des sécheresses estivales en France, conduisant à des arrêts préfectoraux de restriction des usages de l’eau, la réutilisation des eaux usées traitées (REUT) est une des solutions proposées pour réduire la pression sur la ressource en eau naturelle. Ce projet s’intéresse plus particulièrement à la REUT directe des eaux sortant des stations d’épuration (STEP) pour des usages non domestiques tels que l’arrosage des espaces végétalisés, l’irrigation agricole ou les besoins industriels, dans le but de réduire les prélèvements d’eau en nappes et en rivière. La REUT soulève notamment des questions concernant sa capacité à se substituer à des prélèvements en nappe ou en rivière dans un contexte de changement climatique. Avant de l’envisager comme une solution à intégrer dans les stratégies d’adaptation des territoires face au changement climatique, il est nécessaire de connaître à l’échelle des territoires les besoins futurs pour l’irrigation et l’arrosage des espaces végétalisés, la contribution des rejets des STEP aux masses d’eau en période d’étiage pour déterminer la capacité de la REUT à répondre à une partie des besoins en eau sans compromettre plus l’état du milieu naturel.

Ce sujet de recherche propose de construire et appliquer une méthodologie basée sur la modélisation hydrologique distribuée pour quantifier l’impact et la durabilité de la REUT dans un contexte de changement global, à l’échelle régionale du bassin versant du Rhône. Le travail s’appuiera sur le modèle J2000 Rhône, développé dans l’équipe HyBV et déjà utilisé pour simuler des projections hydrologiques sous changement climatique [1] et scénarios d’usage de l’eau [2]. Le modèle J2000 permet de simuler les principaux processus hydrologiques naturels (interception par la végétation, partition pluie/neige, ruissellement de surface, infiltration dans le sol, évapotranspiration, percolation vers la nappe, écoulement dans le réseau hydrographique) et permet de représenter les usages de l’eau (barrages, prélèvements pour l’eau potable et l’irrigation, rejets de STEP) afin de simuler des scénarios de gestion l’eau dans les bassins versants. L’objectif sera de produire des projections hydrologiques croisant des projections climatiques avec des scénarios prospectifs d’usages de l’eau et de déploiement de la REUT dans le bassin du Rhône puis d’analyser pour chacun des scénarios définis les impacts sur la ressource naturelle.

- Le programme de travail sera constitué des étapes suivantes :

• Bibliographie et prise en main des outils de modélisation ;
• Actualisation des demandes en eau potable dans le modèle J2000 Rhône à partir de données de consommations plus récentes;
• Évaluation du modèle J2000 Rhône au niveau des rejets des STEPs. Les débits simulés dans les cours d’eau ainsi que les prélèvements en eau en rivière et en nappe pour l’eau potable et l’irrigation on déjà précédemment été évaluées. En revanche, la simulation des rejets des STEPs en rivière n’a pas encore fait l’objet d’une validation. On pourra pour cela utiliser la base de données d’assainissement collectif [3] ;
• Développements du modèle. Cette phase visera à améliorer le modèle J2000 en intégrant un module de REUT qui permettra de rediriger une fraction des rejets des STEPs vers les usages en eau et substituer les volumes de REUT aux prélèvements en milieu naturel;
• Construction des scénarios théoriques prospectifs. Cette étape consistera à construire des projections de demandes en eau potable et des scénarios de déploiement de la REUT sur le bassin du Rhône. Ces scénarios prospectifs seront croisés avec des scénarios d’évolution des pratiques agricoles déjà établis dans des projets connexes, ainsi qu’avec les projections climatiques du projet Explore 2 [1]. Cette phase sera appuyée par un stage M2 prévu au printemps 2026 et par les partenaires du projet des unités INRAE REVERSAAL et G-EAU experts en REUT et consommation en eau potable.
• Simulation des scénarios définis et analyse des résultats.
• Rédaction et communication scientifique autour des résultats

[1] https://www.inrae.fr/actualites/explore2-life-eauclimat-cles-ladaptation-gestion-leau

[2] F. Branger, Isabelle Gouttevin, François Tilmant, Thomas Cipriani, Christine Barachet, et al.. Modélisation hydrologique distribuée du Rhône. [Rapport de recherche] irstea. 2016, pp.116. https://hal.science/hal-02605058/

[3] https://assainissement.developpement-durable.gouv.fr/pages/data/actu.php

Formations et compétences recherchées

- Formation recommandée : Thèse ou master 2 (ou diplôme équivalent) en hydrologie et ressource en eau

- Connaissances et compétences souhaitées : modélisation hydrologique; hydrologie de bassin versant ; maîtrise d’un langage de programmation pour traiter de gros volumes de données (ex : R, Python, Matlab) ; capacité à s’adapter à plusieurs langages de programmation (le langage de programmation utilisé pour le modèle J2000 est Java).

- Expériences appréciées : expérience préalable de développement et mise en œuvre de modèle hydrologique, si possible spatialement distribué, ainsi qu’idéalement une expérience en recherche.

- Aptitudes recherchées : organisation et autonomie dans le travail, capacité de travail en équipe pluridisciplinaire, capacités de synthèse et de rédaction et de communication scientifiques, motivation pour les questions environnementales.

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