Stage Master 2 : Modélisation de l’ombrage et de l’effet brise vent de haies sur l’évapotranspiration potentielle du blé tendre

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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

Contexte

Auparavant indissociables des paysages agricoles, les haies ont progressivement disparu des campagnes au détriment d’un grand nombre de fonctionnalités écologiques. Parmi les services écosystémiques associés aux haies, il est dorénavant bien documenté qu’elles contribuent à maintenir une biodiversité associée, à lutter contre l’érosion ou encore à stocker du carbone dans les sols. Encore aujourd’hui, la présence d’une haie est malheureusement davantage perçue comme une charge plutôt qu’un atout au sein de la profession agricole. Dans un récent rapport du CGAAER établi pour le ministère de l’agriculture (Falcone et al., 2023), il est estimé qu’environ 23 500 km de linéaire de haies sont perdus chaque année (estimation pour la période 2017-2021). Pour stopper, voire inverser, cette tendance, il semble nécessaire de travailler collectivement à un changement de perception des haies au sein du monde agricole. En particulier, il est déterminant d’améliorer les outils d’analyses permettant d’objectiver les impacts réels des haies sur les cultures de rente, qu’ils soient positifs ou négatifs et ce dans des contextes pédoclimatiques variés qui inclus ceux probablement induits par le changement climatique. A ce titre, le projet GRADIENT fait le pari de proposer une démarche alliant suivis de terrain et travaux de modélisation numérique pour quantifier et hiérarchiser les effets (biophysiques) d’une haie sur une culture adjacente. Le territoire d’étude choisi est la plaine de Limagne, une plaine céréalière à proximité immédiate de Clermont-Ferrand.

Objectif du stage

En 2024-2025, deux parcelles agricoles avec des haies brise-vent en plaine de Limagne ont fait l’objet d’une vaste caractérisation (structure des haies, microclimat au sein des parcelles adjacentes, pédologie et développement de cultures de blé tendre). Les suivis réalisés seront reconduits en 2025-2026 sur d’autres parcelles en Limagne.

En s’appuyant sur le jeu de données acquis au cours de l’année précédente, le présent stage vise à appuyer les travaux de modélisation spatialisé des effets biophysiques d’une haie, en particulier pour l’interception lumineuse et l’effet brise-vent. Pour cela, vous :

1. Proposerez une maquette virtuelle des deux haies suivies en 2024-2025 sous Heterofor (modèle implémenté sous Capsis – Jonard et al., 2020) afin de caractériser spatialement l’interception lumineuse à différentes échelles temporelles (horaire et journalière)
2. Évaluerez des formalismes existant quant à l’atténuation du vent induite par la haie (e.g. Iwasaki et al., 2020) pour en proposer une paramétrisation locale
3. Initierez une prospective sur la capacité d’atténuation de cet agro-système arboré sur la demande évapotranspirative selon deux scénarios climatiques (un pessimiste SSP5-8.5 et un optimiste SSP1-2.6 d’après la terminologie CMIP6) en s’appuyant sur l’approche proposée par Campi et al. (2012)

Ces travaux de paramétrisation et de validation viseront à développer une chaine de traitement pour traiter ultérieurement l’ensemble des données collectées sur les haies suivies dans le projet GRADIENT.

Vous participerez à cet égard aux suivis de terrain mis en place en 2026 sur les haies. Les travaux permettront à terme d’alimenter un modèle de culture (STICS) pour quantifier les effets de la haie sur une culture de blé tendre.

Références

Falcone, P., Sarrauste de Menthière, C., Ory, X., & Piveteau, V. (2023). La haie levier de la planification écologique (Rapport de mission et d’expertise 22114). CGAAER. https://agriculture.gouv.fr/la-haie-levier-de-la-planification-ecologique

Iwasaki, K., Torita, H., Abe, T. (2020). A simple process-based model for estimating windbreak effects on soil temperature during early crop growth stage. Agroforestry Systems, 94, 2401-2415. https://doi.org/10.1007/s10457-020-00561-y

Jonard, M., André, F., de Coligny, F., de Wergifosse, L., Beudez, N., Hendrik, D., Ligot, G., Ponette, Q., Vincke, C. (2020). HETEROFOR 1.0: a spatially explicit model for exploring the response of structurally complex forests to uncertain future conditions – Part 1: Carbon fluxes and tree dimensional growth. Geoscientific Model Development, 13(3), 905‑935. https://doi.org/10.5194/gmd-13-905-2020

Campi, J., Palumbo, A. D., Mastrorilli, M. (2012). Evapotranspiration estimation of crops protected by windbreak in a Mediterranean region. Agricultural Water Management, 104, 153-162.   https://doi.org/10.1016/j.agwat.2011.12.010 

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Modélisation de l’environnement, ingénieur en sciences agronomiques ou forestières

Connaissances souhaitées : Maîtrise de l’analyse de données sous R ou Python

Expérience appréciée : Travaux de modélisation

Aptitudes recherchées :

• Rigueur dans la gestion et le traitement des données
• Goût pour la modélisation - des notions de Java sont un plus
• Intérêt pour l’agroforesterie
• Capacité rédactionnelle pour restituer les résultats sous la forme d’un rapport structuré

Il est attendu que ces points soient mis en perspective dans la lettre de motivation, en lien avec toute expérience ou projet universitaire réalisé.

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.

Le site de Crouël est directement desservi par les lignes de bus régulières T2C n°9, n°35 et n°36.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation