Stage en étude de cas sur l’implémentation de la méthodologie RatingShiftHappens pour l’estimation des détarages après évènement extrême (crues) dans l’arc alpin

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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

Les séries temporelles de débits des cours d’eau (ou « hydrogrammes ») sont une une donnée essentielle pour toute étude ou prise de décision relative aux ressources en eau, aux risques hydrologiques et aux milieux aquatiques. Cependant, les débits ne peuvent pas être mesurés de manière directe et continue : ils sont obtenus à partir de mesures de la hauteur d’eau, qui peut, elle, être mesurée en continu et transformée en débit au moyen de courbes de tarage (modèle de la relation hauteur-débit). À cette fin, les jaugeages ponctuels de hauteur d’eau et de débit jouent un rôle crucial, car ils permettent d’établir et de calibrer ces courbes de tarage.

Ces dernières années, l’équipe Hydraulique des rivières (INRAE, UR RiverLy, Villeurbanne) a mis au point et diffusé les logiciel BaRatinAGE  (Le Coz et al., 2014) (lien GitHub et documentation :  site de documentation de BaRatin) afin d’aider à l’estimation des courbes de tarages des stations hydrométriques.  Le backend du logiciel BaRantinAGE est un framework de modélisation Bayesienne (BaM : lien GitHub, documentation : lien pdf sur GitHub)  pour lequel un package R (RbaM : lien GitHub) existe déjà sur le dépôt officiel (lien Rcran).

Une des problématiques liées à l’utilisation des courbes tarages est  leur perte de validité lorsque les contrôles hydrauliques changent, en raison de modifications du lit de la rivière lors de crues par exemple (Mansanarez et al., 2019). Pour résoudre ce problème, le logiciel BaM, RbaM et BaratinAGE intègre désormais la méthodologie RatingShiftHappens (Darienzo, 2021; Darienzo et al. 2021; Mendez-Rios et al., 2024) pour laquel un package en R est également disponible (lien GitHub RatingShiftHappens) et sera bientôt disponible sur le dépôt officiel de R (RCran). L’implémentation d’une autre méthodologie « SPD » permettant l’estimation des paramètres des configurations hydrauliques (Mansanarez et al., 2019) est également prévue dans les prochains mois dans BaM, RBaM et BaRatinAGE.

Les logiciels et les méthodologies tous développés à INRAE permettent donc de détecter automatiquement des détarages (RatingShift) et d’estimer la famille des courbes de tarages (SPD). Le but de ce stage est une implémentation de tests et études de cas des différentes méthodologies proposées en utilisant RbaM et/ou par BaRatinAGE sur différentes stations pour des rivières alpines ayant eu des crues importantes  dues à des événements extrêmes :

-  Rivières en Slovénie affectées par les inondations de 2023 (Šraj and Bezak, 2025), pour laquelle les données sont déjà disponible pour 10 stations.

- Stations sur des rivières en France pourrait être analysés après concertations avec différentes unité hydrométriques (Aix, Grenoble, Annecy) ou auprès de la direction technique général d’EDF.

- En fonction du temps disponible, un travail pourrait également être fait sur des stations en Suisse en concertations avec nos contacts sur place.

Objectifs du stage

Ce stage vise à implémenter et tester l’utilisation des méthodologies disponibles dans RatingShift Happens, BaRatinAGE, RbaM et via des packages R pour des évènements extrêmes de l’arc alpin. Les objectifs suivants seront poursuivis :

• Visites des sites de manières virtuelles (photos/vidéos, Google Earth/Street view, rapports sur les crues, etc.)  et si possible en présentiel.
• Développement des matrices de contrôles hydrauliques pour les différentes stations.
• Récupération de données pour les stations en France: obtenir les jaugeages des débits de diverses sources et les importer, comprendre leurs incertitudes.
• Obtenir/calculer et dériver les courbes de tarages avant et après les évènements extrêmes à travers la détection automatiques des détarages. D’autres méthodes tels que la méthode par récession ou par estimation du charriage cumulés pourront également être testés et mise en place.
• Interagir avec les gestionnaires de station pour analyser les stations, les pratiques opérationnelles de gestion des détarages et préparer le transfert des méthodes vers les opérationnels.
• Calculer les séries de débits avec ces nouvelles courbes de tarage et les comparer aux débits officiels en incluant l’incertitude des résultats.
• Faire une analyse fréquentielle des périodes de retour des débits avant et après la caractérisation des événements extrêmes (en utilisant soit des outils internes tels que Jbay, Stoods) ou d’autres packages R. Ceci serait fait avec le but d’émuler les précédentes études faites (eg. Lang et al., 2025 ; Lucas, 2024) qui intègre l’ensemble de la chaîne de traitement, de l’hydrométrie au fréquentiel.
• Comparer nos résultats à ceux trouvés dans la presse scientifique, la presse locale, celles indiquées par les gouvernements à titre comparatif en coordination avec les unités hydrométriques.

À terme et si possible, le stage pourrait conduire à l’écriture d'un article scientifique qui pourrait éventuellement, être publier.

Le ou la stagiaire aura potentiellement la possibilité de visiter les sites présents à proximité. Il ou elle aura également la possibilité de collaborer avec des référents techniques en France, potentiellement en Suisse et avec des professeurs (chercheurs) à l’université de Ljubljana (Slovénie).

Formations et compétences recherchées

-Master 2 ou TFE école d’ingénieur

-Formation en hydraulique et/ou hydrologie, intérêt pour l’hydrométrie, hydraulique des rivières, goût pour le travail d’équipe et -pluridisciplinaire

-Programmation R, savoir comment utiliser Git serait un plus.

-Une bonne communication orale et écrit à travers un bon niveau d’anglais parlé, lu et écrit, serait souhaitable mais n’est pas essentielle.

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, prise en charge des frais de déplacement

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation