Stage : Effets de l’hydrodynamique et de la turbulence sur le déplacement et l’écologie des organismes planctoniques

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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 EABX (Équipe Fonctionnement et Restauration des Écosystèmes Estuariens et des Populations de Migrateurs Amphihalins) dans le cadre d’un projet qui vise à comprendre de manière mécaniste les effets du changement climatique sur le plancton, notamment à travers les facteurs purement physiques de l’environnement (température, viscosité, turbulence, etc.).

Contexte

Le devenir du plancton (phyto-et zooplancton) est un enjeu majeur du changement climatique en cours. Des signes d’un déclin global de leur croissance sont déjà décelés [1,2], alors même que le plancton est à la base de toutes la chaîne alimentaire marine, et des fonctions régulatrices des océans à l’échelle de la planète [3,4].

Les méthodes actuelles pour prédire le devenir du plancton sont principalement basées sur des approches statistiques qui sont basées sur des projections raisonnables du déplacement latitudinal des zones climatiques actuelles. Mais il apparait de plus en plus clairement que le plancton risque de subir des conditions climatiques encore jamais observées [2]. Seule une connaissance des mécanismes par lesquels le changement climatique affecte directement les organismes planctoniques peut permettre de prédire leur devenir.

Du fait de sa petite taille, le plancton est particulièrement sensible aux facteurs hydrodynamiques du milieu aquatique dans lequel il croît [5]. L’équipe d’accueil développe des modèles décrivant de façon simple et généraliste les effets des facteurs physiques sur les organismes planctoniques, leurs déplacements, leurs interactions trophiques et leur croissance [6-8]. Le projet s’attelle maintenant à inclure l’effet de la turbulence. Un travail préliminaire a récemment été effectué [9] mais reste à finaliser en prenant en compte toute la complexité physique de ce phénomène physique [10].

Références

[1] Abirami, B. et al. Impacts of global warming on marine microbial communities. Science of The Total Environment 791, 147905 (2021).

[2] Ratnarajah, L. et al. Monitoring and modelling marine zooplankton in a changing climate. Nat Commun 14, 564 (2023).

[3] Henson, S. et al. Knowledge Gaps in Quantifying the Climate Change Response of Biological Storage of Carbon in the Ocean. Earth’s Future 12, e2023EF004375 (2024).

[4] Botterell, Z. L. R. et al. An assessment of the ecosystem services of marine zooplankton and the key threats to their provision. Ecosystem Services 63, 101542 (2023).

[5] Prairie, J. C., Sutherland, K. R., Nickols, K. J. & Kaltenberg, A. M. Biophysical interactions in the plankton: A cross-scale review. Limnol. Oceanogr. 2, 121–145 (2012).

[6] Portalier, S. M. J., Fussmann, G. F., Loreau, M. & Cherif, M. Inferring Size-Based Functional Responses from the Physical Properties of the Medium. Front. Ecol. Evol.9, 761984 (2022).

[7] Portalier, S. M. J., Cherif, M., Zhang, L., Fussmann, G. F. & Loreau, M. Size-related effects of physical factors on phytoplankton communities. Ecological Modelling 323, 41–50 (2016).

[8] Portalier, S. M. J., Fussmann, G. F., Loreau, M. & Cherif, M. The mechanics of predator–prey interactions: First principles of physics predict predator–prey size ratios. Funct Ecol 33, 323–334 (2019).

[9] Batalha, A. Effet de la turbulence sur la locomotion du zooplancton en milieu aquatique. Mémoire de Master 1, Université Paris-Saclay (2025).

[10] Peters, F. & Marrasé, C. Effects of turbulence on plankton: an overview of experimental evidence and some theoretical considerations. Mar. Ecol. Prog. Ser. 205, 291–306 (2000).

Dans le cadre de ce projet, vous serez plus particulièrement en charge d’inclure :

• l’effet de la turbulence à micro-échelle dans un modèle mécaniste du déplacement des organismes planctoniques.
• l’effet de la turbulence sur les interactions entre différents types d’organismes planctoniques. 
• l’effet de la turbulence sur la dynamique des populations planctoniques et sur leur dispersion à échelle plus large.

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Master 2 en cours, spécialisé en physique, écologie théorique ou environnement, ou parcours équivalent (école d’ingénieur, etc.).

Connaissances souhaitées : Mécanique des fluides, méthodes d’optimisation, langages de programmation (MATLAB, R), modèles numériques et équations aux dérivées partielles.

Expérience appréciée : Expérience précédente de représentation numérique et/ou analytique de la turbulence pour analyser un phénomène naturel ou expérimental.

Aptitudes recherchées : Esprit critique, de synthèse et d’analyse, intérêts pluridisciplinaires, notamment pour la physique de l’environnement, l’écologie et la biologie des organismes.

Votre qualité de vie à INRAE

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

-  2.5 jours de congés par mois de présence effective ;

- de dispositifs de développement des compétences : conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective ;

Prise en charge à 75% abonnement domicile/travail ( TER, TBM).

 

 

 

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation