Stage M2 Modélisation 2D hydro-sédimentaire de la sédimentation par charriage de deux retenues alpines

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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

Ce stage s’insère au projet de recherche Européen France – Italie Alcotra BECCA. Au sein de ce projet, l’équipe de l’IGE (Institut des Géosciences de l’Environnement) de INRAE a notamment en charge la tâche 4.2.1 « Méthodologies et recommandations professionnelles pour l’étude et la prévention de la sédimentation des retenues par les sédiments ». En effet, la sédimentation des retenues et prise d’eau est un processus naturel et très impactant sur ces ouvrages qui en pilote souvent la durée d’exploitation (Ract-Madoux et al., 1955; Morris et al., 2008; Kondolf et al., 2014).

Le stage s’insère dans cette tâche et vise à étudier deux retenues : le barrage du Boréon (affluent de la Vésubie dans les Alpes Maritimes) et la prise d’eau de Graines (affluent de la Doire Baltée en Val d’Aoste).  Le premier ouvrage est un barrage réservoir de plus de 10 m de haut, stockant plus de 100 000 m³ d’eau, tandis que le second est une petite prise d’eau avec un volume de retenue d’environ 1500 m³.

Ces deux ouvrages ont été touchés par la tempête Alex du 2-3 octobre 2020 provoquant une sédimentation forte mais pas totale sur le Boréon et un remplissage total sur Graines. Des données de pluie, de niveau et de débit ont été rassemblés auprès des gestionnaires de ces ouvrages ainsi que des éléments sur la sédimentation observée sur les retenues. 

L’objectif de ce stage est de mener à bien une modélisation 2D hydrosédimentaire du remplissage de ces deux ouvrages par la tempête Alex. Il comprend plusieurs tâches :

• Tâche 1 : Préparation des données de modélisation. Il s’agira dans un premier temps de constituer un jeu de données de modélisation et de présenter ce dernier en détail (choix du domaine de calcul, données et mesures disponibles dans ce dernier, hypothèses complémentaires, distribution des débits entrants entre les éventuelles branches modélisées, localisation des zones érodables, granulométrie des stocks, topographie et bathymétrie des cours d’eau, différentiels topographiques avant/après la tempête).
• Tâche 2 : Construction de modèle hydrodynamique. Des modèles hydrodynamiques, c’est-à-dire sans transport solide, seront d’abord construits pour les deux retenues, vraisemblablement sur l’outil de modélisation TELEMAC 2D. Le fonctionnement de ces modèles en régime transitoire sera testé et les hydrogrammes et limnigrammes de crues seront comparés aux mesures et observations disponibles.
• Tâche 3 : Etude du transport solide par charriage. Dans un second temps, le transport solide par charriage sera étudié avec le module GAÏA corrigeant la topographie des mailles de calcul à chaque pas de temps en fonction des bilans volumiques estimés par des formules de transport solide par charriage. La calibration du modèle sera réalisée en visant à maximiser la cohérence entre les zones de dépôts observées et celles simulées. Dans une première phase, la modélisation sera menée avec une seule fraction granulométrique moyenne, puis avec des options plus avancées intégrant le tri granulométrique.

L’ensemble du travail vise à constituer deux exemples détaillés démontrant les capacités et limites de modèles 2D hydrosédimentaires appliqués à des crues dans des environnements alpins. Le·la stagiaire contribuera à la rédaction du rapport de livrable du projet décrivant la méthode d’étude, les pré- et post-traitements de données, les performances du modèle ainsi que les hypothèses et limites de ce dernier.

De nombreuses informations complémentaires sur la crue de la tempête Alex et ce qu’il s’est passé sur le secteur du Boréon peuvent être trouvées dans le rapport de retour d’expérience : ONF-RTM et al. (2022), notamment p. 148 et suivantes.

 

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Formations et compétences recherchées

• Profil Master/Elève Ingénieur·e avec un bon bagage en hydraulique, mécanique des fluides, et en modélisation numérique. Des connaissances en transport solide, logiciel SIG et hydrologie seront aussi appréciées. Une connaissance du logiciel TELEMAC serait également un vrai plus.

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

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