Environnement de travail, missions et activités

Le ou la post-doctorant(e) sera accueilli(e) au sein de l’équipe GHOSTE (Gestion Hydraulique, Optimisation et Supervision des Transferts d’Eau) de l’UMR G-EAU, antenne régionale INRAE-Montpellier. Le poste s’inscrit dans un partenariat scientifique structurant entre INRAE et EDF, s’appuyant sur l’expérience de projets antérieurs, R²D² 2050 et Explore2.

Contexte scientifique

Dans l’hydrologie de l’Anthropocène, la compréhension et la modélisation des ressources en eau nécessitent d’intégrer les activités humaines et les usages dans le fonctionnement des grands bassins hydrographiques. Les besoins émergents portent sur la modélisation prospective (climat et territoire) à l’échelle des bassins versants (exemple :  cadre des études HMUC ou plus récemment des PTGE) afin de premièrement produire des diagnostics et dans un second temps de simuler et d’instruire des scénarios d’adaptation au changement climatique.

La gestion de l’eau doit tenir compte de ses multiples usages, en lien avec le nexus Water–Energy–Food–Ecosystem (WEFE), pour évaluer les compromis et synergies entre secteurs. Des travaux récents portés par Haut Commissariat à la Stratégie et au Plan (https://www.strategie-plan.gouv.fr/publications/quelle-evolution-de-la-demande-en-eau-dici-2050) ont permis de projeter l’évolution des demandes et consommations en eau à l’échelle nationale à l’horizon 2050, avec le modèle STRATEAU.

Dans ce contexte, la mise en place de jumeaux numériques de bassin versant constitue à la fois :

• un outil scientifique pour analyser et comparer les modèles de ressource et usages, en intégrant les interactions multi-sectorielles
• un outil de gestion opérationnelle, capable de soutenir la décision en temps réel ou en situation de crise
• Un outil de gestion stratégique, capable de soutenir des décisions sur le long terme face aux évolutions que portent le changement climatique en cours.

Dans ce cadre, ce post-doctorat se concentrera sur le volet de la modélisation des usages (irrigation, abreuvement, AEP, industrie, navigation, énergie, retenues…). Ce post-doctorat vise à analyser, comparer et à proposer des améliorations des modèles développés par INRAE et EDF, et à poser une des bases de ces jumeaux numériques intégrés aux enjeux multi-usages et prospective.

Objectifs et missions

Le ou la post-doctorant(e) aura pour missions principales de :

• Réaliser une analyse bibliographique des modèles existants, incluant littérature scientifique et littérature grise (INRAE, EDF, autres organismes)
• Identifier les forces et limites des modèles (hypothèses, besoins en données, échelles, domaines d’application)
• Mettre en œuvre et comparer, sur un bassin versant test, les outils développés par INRAE et EDF, avec analyse des biais et sensibilité
• Intégrer, si possible, le modèle STRATEAU et ses résultats dans ce cadre comparatif
• Proposer des pistes d’amélioration et de co-développement, incluant partage de codes et recommandations méthodologiques
• Formuler des recommandations pour la construction de jumeaux numériques de bassin versant dans un cadre prospectiviste (évolution du climat et du territoire).

Le poste portera exclusivement sur les aspects quantitatifs de la modélisation.

Encadrement scientifique

Le projet sera piloté par Éric Sauquet (INRAE) et Frédéric Hendrickx (EDF, LNHE). L’encadrement de proximité sur site à l’UMR G-EAU sera assuré par David Dorchies. Le ou la post-doctorant(e) bénéficiera également du soutien scientifique et technique de chercheurs et ingénieurs d’INRAE et d’EDF tout au long du projet.

Résultats attendus

• Rapport scientifique de synthèse et recommandations pour les développements futurs
• Cahier des charges pour co-développement des outils
• Contributions valorisables sous forme de publications et/ou livrables logiciels.

Formations et compétences recherchées

Éligibilité : doctorat obtenu depuis moins de 3 ans.

Plus d'informations sur l'offre : https://jobs.inrae.fr/ot-28400

Cette thèse de doctorat s’inscrit dans le cadre d’un vaste projet de recherche multipartenaires intitulé « ThermieFrance », lauréat de l’AAP Wall-Free Lab du programme OneWater, dont l’ambition est d’étudier les impacts du changement global sur la température des eaux de surface et de mettre en œuvre des acquisitions de données et des outils pour une meilleure adaptation écologique et socio-économique.

Le projet ThermieFrance, co-construit entre les scientifiques et les acteurs de l’eau, est structuré en deux axes scientifiques (WP1 et WP2) à dominantes respectives sciences physiques et écologiques aux échelles spatiales nationales et locales, et en un axe transversal (WP3) en sciences de l’action. ThermieFrance vise à répondre à plusieurs questions scientifiques et à lever des verrous grâce aux travaux de thèse, post-doctorat et master, travaillant en synergie entre eux et avec les acteurs de l’eau.

L’utilisation des anomalies thermiques par les poissons sensibles à la température (c’est-à-dire les anomalies thermiques devenant effectivement des refuges thermiques) est contrôlée par (1) le fonctionnement hydrothermique des anomalies thermiques et (2) le comportement des poissons en réponse au stress thermique, à la fois à l’échelle individuelle et à l’échelle de la population. Le WP2 du projet ThermieFrance vise à identifier les facteurs clefs du fonctionnement hydrologique et thermique des sections de rivière dont la température est régulée par les apports d’eau souterraine (la thèse présentement décrite) et d’évaluer l’utilisation des anomalies thermiques par les poissons et les conséquences écologiques dans le contexte du changement climatique (thèse complémentaire).

Cette thèse s’articule autour de quatre grandes tâches :

- Tâche 1 : Etablissement d’une typologie des anomalies thermiques dépendant des eaux souterraines en analysant les données existantes collectées au cours de la dernière décennie dans une grande variété de contextes hydrogéologiques (Argens, Drac, Veyle – projet ESTHER du BRGM et de l’AERMC). Une classification simple des refuges thermiques en fonction de l’origine de l’eau (aquifère profond, aquifère local, recyclage hyporhéique, affluent froid) sera ainsi développée.

- Tâche 2 : Etude de la dynamique des aquifères et de la variabilité temporelle des anomalies thermiques par le biais de l’instrumentation sur le terrain des refuges thermiques connus. En particulier, le régime hydrodynamique des aquifères (basses eaux, crues, vitesse de réponse aux changements de régime etc.) sera évalué pour comprendre son effet sur la géométrie et l’étendue spatiale des anomalies thermiques. Plusieurs méthodes seront déployées et combinées, notamment l’imagerie IRT aéroportée multitemporelle par drone, les profils longitudinaux et latéraux de température d’une série de paramètres physicochimiques (conductivité électrique, oxygène dissous, température), des enregistreurs de température et de niveau d’eau in-situ etc.

- Tâche 3 : Modélisation analytique des échanges de chaleur afin de déterminer quelles anomalies thermiques sont les plus vulnérables au changement climatique et les paramètres les plus décisifs pour assurer leur durabilité et leur longévité.

- Tâche 4 : Développement d’indicateurs fonctionnels de l’état des échanges nappe-rivière à l’échelle d’un système ou d’un sous-système fluvial, pour diagnostiquer la présence/absence d’anomalies thermiques dépendant de l’eau souterraine, ainsi que pour la restauration et la conservation.