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H/F CDD doctoral « Modélisation 4D des risques de collisions des grands rapaces avec les infrastructures aériennes »

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 4 novembre 2021

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Informations générales

Référence : UMR5175-AURBES-009
Lieu de travail : MONTPELLIER
Date de publication : jeudi 14 octobre 2021
Nom du responsable scientifique : Besnard Aurélien
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 décembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Dans un contexte de changement climatique global et de lutte contre celui-ci par les gouvernements, l'utilisation des énergies renouvelables est la piste privilégiée pour effectuer une transition énergétique moins consommatrice d'énergies fossiles (https://www.gouvernement.fr/action/la-transition-energetique-pour-la-croissance-verte). C'est dans le cadre de cette stratégie que les parcs éoliens, de même que les parcs de panneaux photovoltaïques, sont en plein essor.
Le présent projet de recherche se propose donc de développer des modèles pour prédire quels sont les zones présentant un risque fort d'impact négatif sur les populations de grands rapaces lors de la création de nouvelles infrastructures. Les résultats de ces modèles seront déclinés en un outil opérationnel à destination des aménageurs d'infrastructures, des collectivités territoriales ou d'espaces protégés, et la démarche sera réplicable aux autres grands rapaces et grands planeurs de manière générale. Le principe général du modèle reposera sur un processus itératif dont les étapes successives seraient :
i) Une modélisation de l'utilisation de l'espace en 4D (espace géographique et altitude combinés à des changements temporels, notamment saisonniers) à partir de la mutualisation d'un ensemble de données déjà disponibles pour une espèce « test »,
ii) Une prédiction des secteurs à risque issue de cette modélisation pour permettre l'évitement voire du micro-siting (ajustement de la position d'une infrastructure),
iii) Une évaluation de la qualité des prédictions de ce modèle par le biais de l'équipement d'oiseaux supplémentaires à travers certains projets d'aménagements (tous devant requérir une autorisation auprès du CRBPO, co-encadrant du présent projet), et
iv) Une amélioration des prédictions du modèle au fur et à mesure que de nouvelles données sont collectées (par exemple en autorisant ou sollicitant l'équipement d'oiseaux dans des zones où les prédictions du modèle semblent peu précises). Ce travail devrait permettre à la fois de maximiser l'utilisation des données disponibles par leur mutualisation à l'échelle nationale (voir internationale, une fois la preuve de concept établie), et de réduire la nécessité d'équiper de nouveaux individus dès lors que les prédictions de risque seront considérées comme fiables (c'est-à-dire que l'équipement de quelques individus à l'échelle locale serait inutile car il n'améliorerait pas la fiabilité et la précision du risque prédit).
Cette démarche présente l'intérêt de rendre la démarche globale plus respectueuse des animaux (éthique), d'augmenter la pertinence scientifique (mutualisation des données permettant une plus grande généralisation des résultats), mais aussi de réduire les budgets pour les opérateurs en évitant d'équiper plus d'oiseaux que nécessaire.
Les différentes étapes précédentes fourniront un modèle permettant de prédire l'utilisation de l'habitat en 2D, l'utilisation de l'espace aérien en 3D et ses variations temporelles (effets des saisons, soit en 4D). Les résultats de ce modèle seront mobilisables par les usagers via une application web qui donnera accès aux prédictions pour la situation locale définie par l'usager, sous forme cartographique. Cette application web sera en accès libre et pourra donc être consultée en amont de l'élaboration des projets de développement d'infrastructures (cf. Evitement et Réduction).

Compétences attendues
Titulaire d'un Master 2 en écologie avec des compétences reconnues en écologie statistique, notamment modèles de distribution d'espèce et en analyses d'habitats. Motivation pour la recherche opérationnelle et partenariale avec des acteurs multiples.
Aptitudes au terrain.

Contexte de travail

Localisation : UMR5175 Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive – Montpellier ; au sein de l'équipe HAIR sous la direction d'Aurélien Besnard.

Prévoir des missions sur terrain

Dans un contexte de changement climatique global et de lutte contre celui-ci par les gouvernements, l'utilisation des énergies renouvelables est la piste privilégiée pour effectuer une transition énergétique moins consommatrice d'énergies fossiles (https://www.gouvernement.fr/action/la-transition-energetique-pour-la-croissance-verte). C'est dans le cadre de cette stratégie que les parcs éoliens, de même que les parcs de panneaux photovoltaïques, sont en plein essor. Leurs nombres augmentent en effet fortement en France ces dernières années. Pour citer quelques chiffres, en 2020, il y avait 8500 éoliennes sur le territoire français produisant 17,5 MW. La loi de Programmation Pluriannuelle de l'Énergie (PPE 2019-2023) prévoit de doubler cette capacité de production d'ici à 2024. Dans le monde, 651 GW étaient produits par des éoliennes au 1er janvier 2020 avec en tête, la Chine et les États-Unis. Cependant, cette transition vers les énergies renouvelables, et notamment vers l'éolien, a des conséquences sur l'environnement et particulièrement sur la biodiversité. Les oiseaux et les chiroptères sont les principaux groupes taxonomiques impactés négativement par ces infrastructures.
En effet, ces infrastructures représentent des barrières pour lesquelles les grands oiseaux ne possèdent pas de réponse comportementale adaptée, et qui s'avèrent souvent mortelles en cas de contact. Lorsqu'elles concernent des espèces à longue durée de vie comme les grands rapaces, les mortalités induites ont un impact majeur sur la dynamique de ces populations puisque cette dynamique est très sensible aux variations des taux de survie des adultes. Les grands rapaces font par ailleurs parti des espèces classées comme les plus fréquemment impactées par les collisions. Ces infrastructures ont aussi des conséquences indirectes sur les populations en réduisant l'habitat disponible et en modifiant l'accès à des espaces vitaux.
De par ces risques, les aménageurs et les porteurs de projet doivent, pour ces espèces protégées, se placer dans le cadre de la séquence « Eviter-Réduire-Compenser ». Pourtant, pour de telles espèces occupant de très vastes domaines vitaux, il est complexe d'identifier, par de simples visites sur le terrain, à la fois les zones de moindre impact pour « Eviter » mais aussi les zones à fort risque pour « Réduire » (par exemple en équipant les éoliennes de dispositifs d'effarouchement) ou « Compenser ». Comprendre comment les populations d'espèces ayant un usage de l'espace aérien les exposant aux infrastructures anthropiques exploitent cet espace et comprendre comment ces infrastructures influent sur cette utilisation de l'espace est donc crucial pour prédire l'impact de futurs aménagements et mitiger ces impacts notamment à travers une implantation minimisant les risques de collision ou d'altération de l'espace vital aérien (Eviter) ou en priorisant l'équipement d'infrastructures existantes à l'aide de dispositifs d'effarouchement (Réduire).
Depuis une vingtaine d'années, le risque de mortalité par collision est très étudié pour différentes espèces et notamment les rapaces, espèces particulièrement sensibles de par leurs comportements de vol. Ces études se basent très souvent sur des décomptes de cadavres pour estimer un taux de mortalité et modéliser le risque de collision. Cependant, des auteurs ont montré que ces modèles étaient difficilement généralisables à large échelle du fait du type de paramètres utilisés qui sont très contexte-dépendants. Ils préconisent d'utiliser des données de télémétrie 3D, une technologie de plus en plus abordable, pour étudier finement les risques de collision. Le nombre d'études utilisant de telles données pour modéliser, voire prédire, le risque de collision des grands rapaces avec les infrastructures aériennes croit rapidement. Cependant les études existantes se basent soit sur des données d'habitat et de topographie, soit sur des données d'aérologie, mais aucun modèle ne combine actuellement ces deux déterminants majeurs de l'usage de l'espace aérien par les grands oiseaux. Or, comprendre et prédire le risque de collision des oiseaux avec des éoliennes (ou des câbles électriques) implique de comprendre l'utilisation de l'espace en quatre dimensions par les oiseaux : trois dimensions spatiales (où et à quelle altitude ?), et leurs variations au cours du temps (quand ?).
La réponse à ces questions nécessite un travail de modélisation qui sera réalisé par le doctorant recruté sur trois ans et dont le financement est pris en charge par l'ADEME dans le cadre de l'appel à projet « R&D Energie Durable Edition 2020/2021 ».

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