L'IRD est un organisme de recherche public français pluridisciplinaire qui, depuis près de 80 ans, s'engage dans des partenariats équitables avec les pays du Sud et dans les Outre-mer français.

Acteur de l'agenda international pour le développement, ses priorités s'inscrivent dans la mise en œuvre des Objectifs de développement durable (ODD).

Ensemble, scientifiques et partenaires de l'Institut proposent des solutions concrètes pour répondre aux défis globaux auxquels les sociétés et la planète font face. Cette relation gagnante-gagnante fait de la science et de l'innovation des leviers majeurs du développement.

L'Institut est placé sous la double tutelle du ministère chargé de l'Enseignement supérieur et de la Recherche et de celui chargé des Affaires Étrangères.

Objectif

Ce projet de thèse financé dans le cadre d’un projet ANR (SWIFT) vise à se concentrer sur une question de recherche principale :
Comment intégrer de manière optimale de vastes collections d'informations sur les inondations, in situ et obtenues par satellite, pour paramétrer et contrôler des modèles hydrauliques à grande échelle dans des zones où les données sont rares ?

Vous vous appuierez sur des approches de modélisation hydraulique innovantes récemment développées (modèles hydrauliques à porosité) qui permettent des applications à grande échelle. En particulier, l'un des principaux objectifs de la thèse sera de développer un cadre efficace pour assimiler les cartes d’étendues inondées obtenues par télédétection afin de compenser le manque d'observations relatives à la bathymétrie du lit et au débit des rivières ainsi qu’à la topographie de la plaine d’inondation.
Le modèle hydraulique qui sera utilisé (SW2D-DDP) est basé sur un maillage non structuré et intègre les concepts de porosité en combinaison avec les équations traditionnelles de Saint Venant. Dans un tel modèle, la définition de la porosité en fonction de la profondeur de l'eau permet la représentation d'une géométrie plus détaillée de la plaine d'inondation et du lit de la rivière, même en adoptant des tailles de mailles relativement grandes. En outre, l'intégration efficace des informations sur les inondations dérivées de la télédétection dans les modèles hydrauliques reste une question cruciale. 

Contexte 

La vulnérabilité des populations aux inondations est aggravée à travers le monde sous l’effet combiné des changements climatiques et socio-économiques. Elle est plus marquée au SUD à cause du manque de moyen de protection, de données de surveillance et d’outils de prévision permettant d’anticiper les évènements extrêmes.

Le Cambodge est par exemple touché régulièrement par des crues importantes du Mékong et du Tonlé Sap. Elles ont à la fois un caractère bénéfique sur l’agriculture par l’apport en eau et l’enrichissement des sols mais aussi néfaste lorsqu’elles sont exceptionnelles et responsables d’inondations longues et à large échelle qui représentent un défi en termes de sécurité́ humaine, sanitaire et alimentaire.

Dans ce contexte, il apparait primordial de prédire et caractériser le risque d’inondation. Cependant, la prévision des risques d'inondation à haute résolution et sur de vastes zones reste un défi en raison (i) du manque de données hydrologiques in situ dans de nombreuses régions du monde, (ii) des temps de calcul souvent élevés des modèles numériques à grande échelle et (iii) de l'incertitude (souvent importante) du modèle. En effet, bien que les modèles numériques de type Shallow Water 2D soient a priori bien adaptés à la modélisation des écoulements à surface libre, leur application à la gestion du risque est encore gênée par les incertitudes qui les affectent, liées en particulier à la méconnaissance de la topographie de la zone d’étude, ou de leurs conditions aux limites. Les plaines d’inondation au Cambodge en sont une bonne illustration. En effet, la topographie est très marquée par les réseaux de drainages (Preks) mis en place pour l’agriculture. Ceux-ci sont peu cartographiés et leurs géométries mal connues alors qu’ils jouent un rôle important dans la propagation de l’eau en période de montée des eaux et de décrue. Les données manquantes ou partielles dont nous disposons pour alimenter la modélisation rendent les simulations très incertaines voire erronées ce qui gêne grandement la prise de décisions à partie des résultats des modèles.

Déroulement et encadrement de la thèse :

Sous l’encadrement de Renaud Hostache (UMR EspaceDev) et Carole Delenne (UMR HydroSciences), vous serez inscrit à l’école doctorale Gaia de l’Université de Montpellier.

Cette thèse se déroule au sein de l’UMR EspaceDev, en collaboration avec l’UMR HSM, l’UMR G-EAU et l’Institut de Technologie du Cambodge (laboratoire KHEOBS).

Plusieurs missions de terrain au Cambodge sont prévues pour la collecte de données de validation.

Vous étudierez donc de nouvelles façons d'utiliser les données d’observation de la Terre (i.e., zones inondées et niveau d'eau dérivées des collections de données SAR Sentinel 1) pour récupérer les paramètres incertains du modèle et les conditions limites. La méthode sera développée et validée en utilisant des ensembles de données générés synthétiquement ainsi que des données d'événements réels extraites des archives de l'Agence Spatiale Européenne. Des tests approfondis seront effectués sur un certain nombre d'événements de forte magnitude enregistrés dans des plaines d’inondation au Cambodge et en France.

Vos principales activités seront les suivantes :

• Programmation en Python, Fortran et/ou C++.
• Traitement d’image.
• Modélisation hydraulique.
• Assimilation de données.

 Vous avez développé les compétences suivantes :

• Maîtrise du Python en général et en lien avec les données géographiques.
• Bon niveau en mathématiques appliquées.
• Des connaissances sur les modèles hydrauliques et/ou le traitement d’images/du signal seraient appréciées.
• Qualités rédactionnelles et aisance orale.

Vous faites preuves des qualités humaines suivantes :

• Solide motivation pour réaliser une thèse.
• Aptitude au travail en équipe.
• Très bon sens de l’organisation.

Vous possédez un diplôme de niveau 6, Master 2 ou équivalent dans les domaines suivants : mathématiques appliquées ou modélisation de l’environnement avec de solides bases en mathématiques, et idéalement un focus sur l’hydraulique.

L’IRD, au cours de votre parcours professionnel, vous accompagne dans le développement de vos compétences.

L’institut met à votre disposition un panel d’outils tel que le parcours digital d’intégration, l’accès à la formation permanente, à la promotion et la mobilité.

L’IRD offre, en fonction des activités, la possibilité de télétravailler de 1 à 3 jours hebdomadaires.

En rejoignant l’IRD, vous bénéficierez :

• De 32 jours de congés + 13 RTT (pour un temps plein à 38h30 hebdomadaire).
• Tickets restaurants OU d’une restauration collective (en fonction du site).
• Souscription annuelle (facultative) à l’Association des Œuvres Sociales : prestations vacances-loisirs et sportives-culturelles.
• Participation à hauteur de 15€/mois pour la protection sociale.