Missions

Formuler un générateur stochastique de champs de précipitation déjà existant, RAINSIM, en climat instationnaire, pour application à l’estimation des apports hydrologiques et des crues extrêmes en climat futur. Application à deux bassins aux climats contrastés : l’Ardèche à Sauze et l’Isère à Grenoble.
Le chercheur effectuera sa mission au sein de l’équipe HMCIS de l’IGE et sera placé(e) sous la responsabilité hiérarchique Juliette BLANCHET, et secondaire de Guillaume EVIN.

Activités

L’hydrologie de surface joue un rôle crucial pour l'approvisionnement en eau et la production d'énergie par les barrages ; partout elle rythme la fréquence et l’intensité des sécheresses et des inondations. C’est pourquoi il est important de quantifier son évolution future due au changement climatique. Les études sur l’évolution de l’hydrologie (par ex Bisselink et al., 2020 ; Roudier et al. ; 2016) se basent habituellement sur des projections climatiques sous différents scénarios d’émissions (RCP). Néanmoins les projections en précipitations sont connues pour être hautement incertaines, encore plus en France qui se trouve à la croisée de différentes influences atmosphériques (Blanchet et al. 2021).
Une alternative à l’utilisation de projections en précipitations et températures pour l’évaluation hydrologique et de procéder à de la simulation stochastique en climat futur : cela revient, pour une région donnée, à simuler des séries de champs de températures et de précipitations réalistes sous ce climat, à l’aide d’une modélisation statistique. C’est sous ce type d’approche que s’inscrit le projet de recherche envisagé. Un générateur de champ de pluie journalière en climat stationnaire, appelé RAINSIM, a été développé dans le cadre d’une précédente collaboration entre EDF et l’IGE (Vaittinada Ayar et al., 2020). Un générateur de champs de température associés aux champs de pluie, que nous appellerons TEMPSIM, sera développé parallèlement à ce postdoc par un recrutement indépendant.
Dans le cadre du présent postdoctorat, une formulation en climat instationnaire du générateur de précipitation RAINSIM sera proposée, en liant une partie de ses paramètres à des covariables climatiques (à déterminer) projetées par les GCMs ou les chaînes GCM-RCM. L’utilisation combinée de RAINSIM et TEMPSIM non-stationnaires produira donc, sur le domaine de modélisation (typiquement un grand domaine hydrologique de plusieurs milliers de km²), plusieurs centaines de séries journalières de champs de pluie et température sur la période de simulation voulue (par exemple 2019-2099). Ces champs seront fournis en donnée d’entrée du modèle hydrologique totalement spatialisé MORDOR-TS (Rouhier et al, 2017) pour produire les séries de débit correspondantes qui seront statistiquement analysés pour l’estimation des apports hydrologiques et des crues extrêmes en climat futur.
La modélisation proposée sera appliquée à deux bassins aux climats contrastés : l’Ardèche à Sauze et l’Isère à Grenoble.

Les principaux objectifs scientifiques du projet sont les suivants :
- Qualification des covariables synoptiques adéquates pour modéliser les évolutions passées des précipitations intenses et moyenne sur les deux bassins d’étude.
- Formulation non-stationnaire des distributions marginales (i.e. locales) Gamma de précipitations dans RAINSIM avec l’introduction d’une ou de plusieurs covariables pertinentes issues des chaines de modélisation climatiques.
- Qualification statistique complète de l’ensemble RAINSIM-TEMPSIM-MORDOR, à la fois en crues, apports moyens et étiages, en climat actuel et futur et en capacité à représenter la variabilité des dernières décennies sur les deux bassins d’étude.
- Participation à l'écriture d'au moins deux articles scientifiques: l'un sur RAINSIM non-stationnaire et ses résultats en termes d'évolution future des précipitations extrêmes vis à vis de leurs fréquences, intensités, étendues spatiales et durées; l'autre sur la chaine de modélisation RAINSIM-TEMPSIM-MORDOR et ses résultats en termes d'apports hydrologiques et de crues extrêmes en climat futur

Compétences

- Expertise en climat et hydrologie
- Statistiques descriptives
- Bonne maitrise du logiciel R
- Travail en équipe
- Ecriture d’article scientifiques en anglais et de rapports techniques

Contexte de travail

L'Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE) est un laboratoire public de recherche sous les tutelles du CNRS, l'IRD, l'Université Grenoble Alpes (UGA) et Grenoble-INP qui travaille sur les changements climatiques et l'anthropisation de notre planète dans les régions polaires, de montagne et la zone intertropicale, régions particulièrement sensibles et aux enjeux sociétaux majeurs.
L'effectif moyen du laboratoire est d'environ 330 personnes, dont 190 membres permanents (chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, techniciens et personnels administratifs) et environ 140 doctorants, post-doctorants et personnels en contrat à durée déterminée. Chaque année, le laboratoire accueille environ 120 stagiaires et visiteurs scientifiques. L'IGE est hébergé dans quatre bâtiments du campus universitaire de Grenoble (bâtiment Glaciologie, OSUG-B, Maison Climat Planète et INRAE-Grenoble Saint Martin d'Hères).
L'IGE constitue l'un des principaux laboratoires de l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), une structure fédérative de l'INSU.
L’IGE participe à la stratégie nationale pour les recherches dans les régions polaires en lien avec les opérateurs nationaux et internationaux. Il est partenaire de très nombreux projets nationaux et internationaux.
La personne recrutée effectuera sa mission au sein de l'équipe HMCIS de l'IGE et sera placée sous la responsabilité de Juliette BLANCHET et Guillaume EVIN.
Des séances de travail régulières seront également à prévoir avec les hydrologues de EDF dans les locaux de EDF-DTG (une unité d’ingénierie et d’expertise d’EDF) à Saint-Martin-le-Vinoux

Contraintes et risques

Sans.
La recherche se fera indifféremment en français ou anglais, néanmoins il est attendu que le candidat non-francophone s'efforce d'apprendre les bases du français afin de faciliter la communication et son intégration dans le laboratoire