Modélisation de l'impact des variations climatiques sur les régimes trophiques et la qualité de l'eau d'un système lacustre réel à l'aide des outils GLM et AED

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Modélisation de l'impact des variations climatiques sur les régimes trophiques et la qualité de l'eau d’un système lacustre réel à l'aide des outils GLM et AED

La réponse d’un système lacustre face à une variation climatique est complexe. La qualité des données climatiques employées est cruciale pour appréhender les régimes de stratification et d’oxygénation d’un lac, facteurs majeurs contrôlant la qualité de l’eau.  Dans ce cadre, notre intérêt se porte sur notre capacité à fournir une base de données climatique adaptée à la modélisation des systèmes lacustres dans le but de mieux comprendre l’évolution des régimes trophiques, reflétant les conditions de production et de dégradation de la matière organique.  

Durant ce stage, nous souhaitons aborder cette problématique en utilisant le modèle GLM*[1] 1D (The General Lake Model) et son module AED*[2] (Aquatic Eco Dynamics). GLM intègre les processus physiques (bilan hydrique, ensoleillement, brassage de l’eau par le vent …) et AED simule les principaux cycles biogéochimiques. Le couplage des deux permet d’évaluer l’évolution des profils verticaux de température (et donc la stratification) et les variables qui déterminent la qualité de l’eau (oxygène, bloom algaire, …) en prenant en compte de nombreux paramètres et leurs couplages. Nous nous appuierons également sur une base de données climatiques réalisées à IFPEN et basée sur la classification climatique de Koppen-Geiger.

Le stage que nous proposons se découpe alors en trois phases.

- La première consiste à répertorier les études GLM/AED réalisés sur des systèmes lacustres contemporains.

- Dans un second temps, après avoir choisi un système lacustre en accord avec l’équipe encadrante, l’étudiant(e) reproduira les simulations publiées, puis comparera ces résultats avec ceux obtenus en utilisant les données climatiques pertinentes de la base de données IFPEN.

- Enfin, dans une troisième phase, en s’appuyant sur les scénarios d’évolution climatique dans les cent prochaines années, des simulations spéculatives – nourries là encore par la base de données IFPEN – seront réalisées afin d’étudier l’évolution possible des régimes de stratification et des régimes trophique.

Ce stage aura lieu dans les locaux d’IFPEN.

Objectifs de stage :

• Construction d’une base de données de simulations GLM/AED sur des systèmes lacustres contemporains.
• Prise en main des logiciels GLM/AED et de la base de données climatiques IFPEN.
• Simulation GLM/AED d’un système lacustre, comparaison avec les résultats publiés et simulations spéculatives

Profil recherché :

Etudiant(e) en Master 2 (en stage de fin d'études, ou a minima de niveau bac+4), orientation modélisation en biogéochimie/écologie.

• Fort intérêt pour l’analyse de données et la modélisation.
• Connaissances solides en géologie environnementale et bonne compréhension des processus physiques en général
• Bon esprit de synthèse

Modalités du stage :

Il s’agit d’un stage de master 1 ou master 2 (niveau bac + 5), rémunéré, qui pourra commencer à partir de juin 2025 pour une durée de 4 à 6 mois. L’étudiant(e) sera basé(e) à l’IFPEN (Rueil-Malmaison (92)). Le contrat de travail sera établi par IFPEN, avec une rémunération mensuelle d’environ 900 €.

Encadrants :  A. Pujol¹, B. Chauveau²,

¹IFP Energies Nouvelles, Département de Physique numérique des Milieux Poreux, Direction Sciences de la Terre et Technologies de l’Environnement, 1 et 4 Avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex

²IFP Energies Nouvelles, Département de Sciences pour les Sols et les Sous-Sols, Direction Sciences de la Terre et Technologies de l’Environnement, 1 et 4 Avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex

*[1]  https://aed.see.uwa.edu.au/research/models/GLM/

*[2] https://aed.see.uwa.edu.au/research/models/aed/