Evaluation de la qualité de l'eau d'un système lacustre - approche numérique

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Evaluation de la qualité de l’eau d’un système lacustre : approche numérique de l’influence de la géométrie du lac et du bassin versant sous contraintes climatiques.

La réponse d’un système lacustre face à une variation climatique est complexe. La géométrie du lac ainsi que les caractéristiques du bassin versant associé sont des paramètres clés qu’il faut considérer pour appréhender les régimes de stratification et d’oxygénation d’un lac, facteurs majeurs contrôlant la qualité de l’eau.

Durant ce stage, nous souhaitons aborder cette problématique sous l’angle de la modélisation numérique, en utilisant le modèle GLM* 1D (The General Lake Model) et le module AED** (Aquatic Eco Dynamics). Ce modèle aborde la problématique de la qualité de l’eau sur des échelles pluri-saisonnières. GLM intègre les processus physiques (bilan hydrique, ensoleillement, brassage de l’eau par le vent …) et AED simule les principaux cycles biogéochimiques.

Le couplage des deux permet d’évaluer l’évolution des profils verticaux de température (dont stratification) et les variables qui déterminent la qualité de l’eau (oxygène, bloom alguaire …) en prenant en compte de nombreux paramètres et leurs couplages.

La première étape de ce travail consistera à se familiariser avec cet outil. L’étudiant(e) synthétisera le comportement du modèle à l’aide de diagrammes de régime illustrant les variations de la qualité de l’eau (stratification, oxygénation) pour les paramètres les plus impactant.

La deuxième étape consistera à créer une base de données répertoriant l’ensemble de ces résultats. Cette base de données sera utilisée pour tester une méthode de type machine learning développée par IFPEN et dont l’objectif est d’aboutir à un modèle optimisé pour fournir la qualité de l’eau dans les systèmes lacustres.

Ce stage aura lieu dans les locaux d’IFPEN, mais des déplacements sur le site d’EDF R&D à Chatou sont à prévoir.

Objectifs de stage :

1. Prendre en main le logiciel GLM-AED. Il(Elle) devra se familiariser avec ses différentes fonctionnalités.
2. Définir des cas synthétiques modèles reflétant des configurations de systèmes lacustres actuels.
3. Pour des scenarios climatiques donnés, déterminer la réponse stationnaire de ces cas synthétiques en terme de qualité d’eau
4. Présenter les résultats sous forme de diagrammes de régime et faire émerger les paramètres prédominants (analyse de sensibilité)

Profil recherché :

Etudiant(e) en Master 2 (en stage de fin d'études, ou a minima de niveau bac+4), orientation modélisation en biogéochimie/écologie.

• Avoir un fort intérêt pour l’analyse de données et la modélisation.
• Posséder les connaissances de base en géologie environnementale est un avantage.
• Avoir une bonne capacité de recherche et de synthèse documentaire (en français et en anglais), et une capacité à travailler de manière autonome et en équipe.

Modalités du stage :

Il s’agit d’un stage de master 2 (niveau bac + 5), rémunéré, qui commencera entre janvier et mars 2023 pour une durée de 5 mois.
L’étudiant(e) sera basé(e) à l’IFPEN (Rueil-Malmaison (92)), avec des déplacements à Chatou (78) sur le site d’EDF R&D (même arrêt de RER).
Le contrat de travail sera établi par IFPEN, avec une rémunération mensuelle d’environ 900€.

Contacts :
IFPEN : Benoit Chauveau &Arnaud Pujol 
EDF : Javier Vidal Hurtado 

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