Annonce postée par : titi0783 (thierry.tormos(a)onema.fr)
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Proposition de stage sur l’intégration de la dimension verticale pour le suivi de la
qualité de l’eau des grands lacs : approche couplée télédétection-modélisation à l’échelle
du Léman
Equipe d’accueil : Le pôle Ecosystèmes Lacustres (ECLA) au centre INRAE de Thonon unité de
recherche « Centre Alpin de Recherche sur les réseaux trophiques et écosystèmes limniques
» (UMR CARRTEL).
Localisation : INRAE, centre de Thonon (74)
Type et durée : 5 à 6 mois
Profil recherché : Master II ou école d’ingénieur en télédétection ou modélisation
Contexte et description du projet :
Ce stage s’inscrit dans le cadre du projet OBS2MOD du consortium « couleur des eaux
continentales ». Ce projet cofinancé par le CNES et l’OFB (2021-2023) réuni les équipes de
l’UMR GET (Géosciences Environnement Toulouse), EAWAG et le Pôle ECLA (OFB/ INRAE UMR
CARRTEL et RECOVER) afin d’améliorer (i) les connaissances de la physique du signal des
cibles eaux continentales ; et (ii) le couplage des observations satellitaires (Sentinel-2
& 3, Landsat) avec les modèles d’hydrologie et de qualité des hydrosystèmes.
La qualité des eaux est un enjeu environnemental et socio-économique majeur car elle
définit la nature et la qualité des services rendus par le lac (eau potable, pêche, etc.).
Dans le contexte des changements globaux, il est nécessaire de prévoir l’évolution de la
qualité de ces systèmes afin d’orienter au mieux les gestionnaires dans l’élaboration des
stratégies de préservation/restaurations. Pour réaliser ces prédictions, la communauté
scientifique fait appel notamment à la modélisation des différents mécanismes régissant
l’écosystème lacustre.
Ces modèles nécessitent des données pour caler les différents paramètres et valider les
sorties de simulations. Les données in-situ acquises au travers des réseaux de
surveillance nationaux ou locaux offrent une importante information notamment pour
l’évolution de la structure thermique et du phytoplancton. Les récents progrès
technologiques sur les capteurs et un accès facilité aux données de télédétection (e.g.,
Sentinel2/3) permettent de compléter cette information en fournissant des informations sur
la variabilité spatiale en particulier grâce aux mesures spectrales de la couleur de l’eau
converties en transparence, matière en suspension et biomasse algale. Des efforts restent
à faire notamment sur la prise en compte de la distribution verticale du phytoplancton par
les algorithmes de télédétection afin de directement intégrer les informations de
phytoplancton issue de la télédétection dans les modèles de qualité des eaux.
Les objectifs du stage sont (i) de caler et valider un modèle hydrodynamique et de qualité
des eaux 3D (delft3D) pour l’estimation des profils verticaux de phytoplancton sur le
Léman ; (ii) de proposer une méthode permettant d’estimer ces profils à partir des
mesures satellitaires ; (iii) de quantifier l’intérêt de cette information obtenue par
télédétection dans la modélisation de la biomasse algale du Léman.
Pour cela, le stagiaire s’intéressera à :
(i) modéliser les profils verticaux de ce compartiment biologique à l’aide du modèle 3D
développé par l’INRAE et l’EAWAG ;
(ii) valider les sorties de simulation à partir des données in-situ (réseaux de
surveillance nationaux et locaux, station LéXPLORE,
https://lexplore.info/);
(iii) étudier les relations entre les profils verticaux modélisés et le signal mesuré par
les capteurs couleur de l’eau (séries temporelles des satellites Sentinel-2 et 3) pour
chaque pixel ;
(iv) proposer un algorithme d’estimation de ces profils sur le Léman à partir de
l’imagerie satellitaire ;
(v) évaluer l’intérêt de cette nouvelle information dans la modélisation 3D de la
biomasse algale.
Données :
• Données images satellitaires : Sentinel-2,3
• Données in-situ : Données de suivi de l’UMR CARRTEL et de la station LéXPLORE +
campagne(s) terrain prévue(s) dans le stage
Zone d’étude:
• Le Léman
Outils utilisés :
• Télédétection : SNAP, Sentinel toolbox, GDAL
• SIG : QGIS, ArcGis 10
• Programmation : Python
• Bases de données : PostgreSQL
• Statistiques : Python ou R
• Delft3D (
https://oss.deltares.nl/web/delft3d)
ndemnité :560 € mensuels environ
Encadrement :
Orlane Anneville
(co-encadrante principale)
04 50 26 78 04
orlane.anneville(a)inrae.fr
Tristan Harmel
(co-encadrant principal)
07 69 03 69 00
tristan.harmel(a)get.omp.eu
Damien Bouffard
+41 58 765 2273
Damien.Bouffard(a)eawag.ch
Thierry Tormos
04 42 66 69 76
thierry.tormos(a)ofb.gouv.fr
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