Impact des scénarios climatiques et géomorphologiques sur l'export de carbone organique : développement d'une base de données à partir du modèle SWAT
Direction Sciences de la Terre et Technologies de l’Environnement

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.

La Direction Sciences de la Terre et Technologies de l’Environnement met en œuvre ses moyens expérimentaux et numériques afin de caractériser, comprendre et modéliser le sol et le sous-sol.

Impact des scénarios climatiques et géomorphologiques sur l’export de carbone organique : développement d’une base de données à partir du modèle SWAT 

Ce stage s’inscrit dans une réflexion stratégique sur le cycle du carbone à l’échelle des grands systèmes sédimentaires. Il vise à développer des approches numériques intégrées pour mieux quantifier les flux de carbone et leurs variations à l’exutoire de bassins versants de géométries variées, soumis à différents forçages climatiques.

Programme du stage

Les bassins versants jouent un rôle clé dans le budget global du carbone organique. Ils conditionnent la production, le stockage, la transformation et l’export de la matière organique depuis les surfaces continentales vers les milieux aquatiques situés à l’aval. Ces processus dépendent fortement des conditions climatiques, qui influencent l’hydrologie, la végétation, les sols, l’érosion, ainsi que les mécanismes biogéochimiques impliqués dans la dégradation ou la préservation de la matière organique. Comprendre les liens entre le climat, le fonctionnement des bassins versants et l’export de carbone organique constitue donc un enjeu majeur pour mieux appréhender la dynamique du cycle du carbone dans un contexte de variabilité et de changement climatique.

Cette compréhension est également essentielle pour les modèles stratigraphiques, qui décrivent généralement la zone de dépôt sans représenter explicitement le bassin versant amont. Une meilleure caractérisation des contrôles climatiques et hydrologiques sur les flux de matière organique permettrait de mieux contraindre les variations temporelles des apports de sédiments organiques imposés aux limites des domaines géométriques simulés.

Le stage proposé aura pour objectif de construire une base de données centrée sur l’export des flux de carbone à l’exutoire d’un bassin versant. Pour cela, plusieurs scénarios climatiques et géomorphologiques seront étudiés.

La tâche principale consistera, dans un premier temps, à évaluer la capacité du modèle SWAT (https://swat.tamu.edu) à reproduire les exports de carbone organique dans un contexte bien documenté (modèle de référence). Dans ce cadre, le bassin versant de l’Ogooué, qui a récemment fait l’objet de travaux au sein de l’équipe encadrante, constitue un candidat naturel pour mener cette étude.

La modélisation hydrologique numérique avec le modèle SWAT prend en compte un ensemble complet de processus physiques, chimiques et biologiques. Ce modèle semi-distribué simule le cycle hydrologique dans son intégralité — précipitation, infiltration, évapotranspiration, ruissellement de surface et percolation — ainsi que le transport de sédiments, de nutriments et de polluants.

Une fois cette première étape validée, l’objectif sera de générer un grand nombre de scénarios géomorphologiques et climatiques dérivés du modèle de référence afin d’alimenter la base de données.

Profil recherché

Etudiant(e) en Master 2 (en stage de fin d'études, ou a minima de niveau bac+4), orientation géosciences de l’environnement et hydrologie

• Fort intérêt pour la modélisation.
• Connaissances en programmation (Python)
• Bon esprit de synthèse

Informations complémentaires

Mots-clefs : modélisation, bassins versants, carbone organique, base de données

Durée et Période du stage : 5 mois de Février/Mars à Juillet/Août
Proposition de thèse en continuité envisagée : Non
Lieu du stage : IFPEN, 1 & 4 avenue de Bois Préau - 92852 Rueil Malmaison