Projet doctoral n°1: Fonctionnement hydrique des Forêts et Modélisation
Prise de renseignements:
Contact: belfort[at]unistra.fr
descriptif: projet-these-FHYFORM.pdf
Résumé :
La santé des forêts constitue un enjeu majeur pour atteindre nos objectifs d’atténuation et d’adaptation au changement climatique. Les prévisions d’évolution restent délicates en raison du fonctionnement complexe à appréhender et à modéliser. Ce projet de thèse développera et appliquera sur différents sites de la région un outil de modélisation des transferts hydriques au sein du continuum sol-plante-atmosphère, qui prendra en compte les distributions spatiales des propriétés du terrain et les spécificités des peuplements présents.
Enjeux du projet :
Les forêts constituent un levier essentiel des plans d’adaptation et d’atténuation au changement climatique ; cela suppose toutefois de conserver des écosystèmes forestiers pérennes et en bonne santé, pour qu’ils puissent assurer leurs différents services écosystémiques et notamment le captage du carbone atmosphérique. Les recherches récentes ont montré que la santé des forêts peut être analysée grâce aux images de télédétection. Au niveau de la Région Grand-Est, la problématique des scolytes a ainsi pu être caractérisée. Il est par ailleurs acquis que les conditions environnementales, et notamment la fragilisation des peuplements en lien avec le déficit hydrique, jouent un rôle essentiel dans l’évolution de la santé des forêts. La caractérisation de l’hydrodynamique – donc de l’évolution des masses d’eau - en milieu forestier reste toutefois délicate car elle repose sur une bonne connaissance des interactions au sein du continuum sol – plantes – atmosphère. Ce projet de thèse vise à développer et appliquer des outils de modélisation évolués qui amélioreront i°) la prise en compte de la végétation dans l’estimation de l’évolution des ressources en eau, et ii°) la dynamique des forêts et l’estimation des perturbations qu’elles peuvent subir en lien avec le stress hydrique. Le présent projet participe ainsi aux enjeux de transition écologique et environnementale identifiés par la région Grand Est.
Pré-requis :
La réalisation du projet doctoral suppose des compétences en mathématiques, en calcul scientifique, en programmation et en modélisation (méthodes numériques, résolution d’équations différentielles, estimation de paramètres, calage - validation). Un parcours de formation initiale (licence – master ou école d’ingénieur) avec des U.E. apportant tout ou partie de ces compétences sera nécessaire.
Des connaissances en hydrologie, et/ou en hydrogéologie, et/ou en écophysiologie seront fortement appréciées afin de mettre en oeuvre un outil de modélisation mécaniste prenant en compte les processus d’écoulements souterrain, d’hydraulique dans l’arbre, d’évaporation, de transpiration, …
Présentation des moyens :
La personne retenue pour ce projet doctoral sera accueillie à l’ITES et, au sein d’un bureau collectif aménagé, disposera d’un ordinateur avec les logiciels de programmation, d’analyse et de visualisation des données et de traitement de texte nécessaires à la bonne réalisation des travaux de recherche envisagés. Un code de calcul maison (SoVegI) a été élaboré dans le cadre de la thèse d’Oscar Corvi (2021 – 2025) et servira de point de départ de ce projet doctoral.
Un certain nombre de données ont déjà été acquises sur le site expérimental du bassin versant du Strengbach. Il s’agit notamment de données météorologiques, de données de caractérisation de l’humidité des sols et de caractérisation de la transpiration (données de flux de sève) sur plusieurs placettes forestières, et d’autres données annexes (pédologie, …).
Au sein de l’ITES et de l’équipe TrHyCo, plusieurs chercheurs disposant de solides compétences en modélisation participeront à l’encadrement de thèse. Par ailleurs, l’ONF est partenaire de ce projet et a accepté de partagé des données de différents sites pour appliquer et tester l’outil développé. Des partenariats avec l’INRAE (notamment Nancy) permettront d’avoir un appui pour la compréhension des processus en lien avec l’écophysiologie (qui n’est pas un discipline de l’ITES).
L’équipe TrHyCo accompagne financièrement les doctorant.e.s pour leur permettre de présenter leurs résultats dans des congrès, et éventuellement suivre une école thématique. Egalement, certaines missions sur le terrain pourront être prises en charge sur des crédits de l’équipe ou via des demandes de financement réalisées spécifiquement.
Mots clés :
Hydrosystèmes ; hydraulique ; écophysiologie ; modélisation ; modélisation numérique ; changements climatiques