Missions

Les pergélisols (ou permafrost, sols gelés en profondeur tout au long de l'année), représentent près de 25% des terres de l'hémisphère Nord. Leur évolution sous l'effet du changement climatique est un enjeu scientifique majeur qui dépend de nombreux processus encore mal représentés dans les modèles climatiques. Le projet ANR HiPerBorea (hiperborea.omp.eu) vise à quantifier les impacts du réchauffement climatique sur les pergélisols boréaux par la modélisation mécaniste à haute résolution (e.g. : Orgogozo et al., 2019, 2023). Le régime thermo-hydrologique du permafrost exerçant un fort contrôle sur les processus de surface en régions arctiques et sur leur réponse au réchauffement climatique, les applications potentielles de la simulation numérique du permafrost sont nombreuses (cycle du carbone dont méthane, déplacement / évolution d'écosystèmes, stabilité des sols). L'état de surface des sols considérés (e.g. : couvert végétal, régime thermique) est un élément clé contrôlant la dynamique de dégel du permafrost. De ce fait, afin d'utiliser efficacement les modèles haute résolution, des données d'entrée à haute résolution sont nécessaires, notamment concernant la topographie, les types de surfaces (couverts végétaux, étendues d'eau, affleurement rocheux, etc) et l'état thermique de surface.
L'objectif de ce contrat est la mise en place de procédures opérationnelles qui permettront de passer de manière efficace des observations de surface par télédétection aux données d'entrée pour le conditionnement de simulations de permafrost sur des sites d'intérêts. Dans ce contrat on se focalisera en particulier sur l'observation thermique infra-rouge. Ces données seront traitées en vue d'être utilisées en entrée de simulateur cryohydrogéologique de dernière génération (solveur OpenFOAM® permaFoam, Orgogozo et al., 2023) . Le but est de renseigner les conditions aux limites supérieures thermiques , en complément de données de réanalyse comme ERA5-Land, à terme les données de TRISHNA seront utilisées. En attendant leur disponibilité, les données Landsat-8, Landsat-9 et ASTER permettront d'intégrer des cartographies de température de peau à la construction de condition aux limites thermiques. Le traitement des données Sentinel-2 permet d'obtenir la cartographie de couvert végétal en milieu boréal (Auda et al., in prep) utile lors de la construction des conditions aux limites thermiques. Du fait de leur impact très important sur la dynamique de surface, les couverts neigeux seront également caractérisés sur la base des données du service High Resolution Snow and Ice Monitoring de Copernicus, afin de nourrir la caractérisation de l'état de surface des sites considérés.
Dans ce travail, deux bassins versants de l'Arctique suédois, Stordalen et Miellajokka, seront utilisées comme sites tests pour le développement et la validation des procédures opérationnelles envisagées. Ces bassins versants sont l'objet d'un suivi environnemental multiannuel détaillé mis en œuvre par la station scientifique d'Abisko (https://eu-interact.org/field-sites/abisko-scientific-resarch-station/).

Activités

- Traitement de données satellitaires thermiques et optique THR/3D (e.g. : recalage radiométrique, géométrique, re-projection, synthèse temporelle)
- Combinaison de données satellitaires et de données réanalyses météorologiques ou climatique
- Formatage du jeu de données composite obtenu pour alimenter des modélisations du permafrost
- Production de documentation technique décrivant les chaînes développées
- Interprétation des résultats obtenus et valorisation sous forme de présentation et de publication

Compétences

- Maîtrise des langages de programmation python, R du CRAN
- Environnement linux
- Utilisation de calculateur HPC
- Calcul parallèle
- Analyse d'images
- Physique de la télédétection

Contexte de travail

L'activité de la personne recrutée s'insérera dans le cadre du projet ANR HiPerBorea (hiperborea.omp.eu), et en collaboration avec le Lab'OT du CNES (https://eolab.cnes.fr/).

Contraintes et risques

Si le volume des données à traiter et les temps de calculs impliqués le nécessitent, l'accès à des supercalculateurs locaux et régionaux est possible.