Missions

Dans les modèles numériques régionaux, la zone non saturée est souvent représentée par des cascades de Nash (modèle réservoir) pour des raisons de temps de calcul, tandis que dans les modèles locaux, elle est décrite par l'équation de Richards. Dans ce cadre, vous testerez plusieurs représentations de la recharge des aquifères au travers de la zone non saturée dans le modèle EcH2O-iso en fusionnant et poursuivant des développements déjà effectués dans différentes versions du modèle. Vous évaluerez l'impact de ces deux représentations sur la recharge des aquifères en fonction du contexte (hydroclimatique, géologique, couverture végétale), et vous intéresserez ensuite à la manière dont cela impacte la dynamique des prélèvements racinaires le long du régolithe. Les questions scientifiques suivantes seront explorées : comment la représentation de la recharge influence-t-elle la dynamique des flux souterrains ? Comment cette représentation des processus de recharge, couplée aux types de profils racinaires implémentés dans le modèle EcH2O-iso, impacte-t-elle les prélèvements racinaires ? Ces questions pourront être abordées à l’aide d’expériences numériques sur un versant idéalisé intégrant une analyse de sensibilité inspectant la simulation de la dynamique des niveaux de nappes, du stockage d’eau dans le profil, des composantes de l’évapotranspiration et des temps de transit de l’eau dans le profil et dans les flux sortants. Selon le temps disponible, cette analyse pourra être transférée sur des bassins versants de l’Infrastructure de Recherche (IR) OZCAR (Observatoires de la Zone Critique : Applications et Recherche, https://www.ozcar-ri.org/), où le modèle EcH2O-iso a déjà été déployé.

Activités

- Prise en main du modèle EcH2O-iso, son code de calcul et ses répertoires en ligne ;
- Implémentation de représentations des écoulements dans la zone non saturée dans une version unifiée du modèle
- Comparaison de ces nouvelles représentations (flux de recharge, stock, évapotranspiration, temps de transit) sur un gradient de conditions hydroclimatiques, géologiques et de couverture végétale (cas synthétiques)
- Rédaction d’une publication scientifique

Compétences

- Expérience solide en développement et/ou en modélisation informatique (C++, Fortran, Python, et/ou R)
- Bon niveau en hydrologie ou en hydrogéologie (MS ou PhD) avec une forte appétence pour la modélisation orientée sur les processus
- Intérêt pour une approche interdisciplinaire et/ou intégrant les temps de transit/résidence
- Capacité à travailler et à interagir en équipe
- Capacité de communication orale et de rédaction en anglais

Contexte de travail

L'IR OZCAR fédère les observatoires de la zone critique soutenus par les organismes de recherche français. Ce sont des lieux d’étude des multiples processus et interconnexions régissant la dynamique de cette fine pellicule (de la roche imperméable à la basse atmosphère) abritant la majorité de la vie continentale. Parmi les nombreux efforts de recherche au sein de l’IR OZCAR développant et utilisant des modèles numériques pour décrire et prédire les chemins et la variation de temps de transit et de stockage de l’eau dans la zone critique, certains outils ont été déployés sur plusieurs bassins versants pour tenter de caractériser les contrôles géologiques et éco-climatiques de l’hydrologie de la zone critique (Ackerer et al., 2023). Un effort récent repose sur le modèle écohydrologique EcH2O-iso (Maneta & Silverman, 2013 ; Kuppel et al., 2018), qui permet notamment de simuler les transferts d’eau et d’énergie de manière spatialisée et en intégrant le suivi des temps de transit dans les différents compartiments de la zone critique. Si EcH2O-iso couple différents processus (eau, bilan d’énergie, allocation de biomasse), la dynamique des écoulements hydrologiques dans la zone non saturée et la recharge des aquifères reste simplifiée en regard de certaines configurations réelles.

C'est un CDD renouvelable, selon avancement et renouvellement des crédits.

Bibliographie : Ackerer, J., et al. (2023). Water Resources Research, 59, e2023WR035672. https://doi.org/10.1029/2023WR035672. Kuppel, S. et al (2018). Geosci. Model Dev., 11, 3045–3069, https://doi.org/10.5194/gmd-11-3045-2018. Maneta, M. P., and N. L. Silverman (2013). Earth Interact., 17, 1–44, https://doi.org/10.1175/2012EI000472.1.

Contraintes et risques

Aucun