Potentialités de la télédétection pour le suivi de la qualité des eaux des lacs d’altitude

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Type d'offre : Stage (6 mois)
Localisation : Provence-Alpes-Côte d'Azur
Société : Inrae
Date limite de candidature : 15/12/2023 (publiée le 15/11/2023)

Présentation de l'offre

Contexte sur la structure d’accueil :

L’Office français de la biodiversité (OFB) est né le 1er janvier 2020. Cet établissement public, placé sous la tutelle des ministres chargés de l’environnement et de l’agriculture, a été créé pour protéger et restaurer la biodiversité. Il intègre les missions, les périmètres d’intervention et les 3 000 agents de l’Agence française pour la biodiversité (AFB) et de l’Office national de la chasse et de la faune sauvage (ONCFS).

Il contribue, s'agissant des milieux terrestres, aquatiques et marins, à la surveillance, la préservation, la gestion et la restauration de la biodiversité ainsi qu'à la gestion équilibrée et durable de l'eau en coordination avec la politique nationale de lutte contre le réchauffement climatique (loi n°2019-773 du 24 juillet).

Pour remplir ses missions, l’Office s’appuie sur des équipes pluridisciplinaires (inspecteurs de l’environnement, ingénieurs, vétérinaires, techniciens, personnels administratifs, etc.) réparties sur tout le territoire national. Il est organisé de façon matricielle pour prendre en compte tous les milieux, en transversalité, selon une articulation à trois niveaux :

• une échelle nationale où se définissent et se pilotent la politique et la stratégie de l’OFB (directions et délégations nationales) ;
• une échelle régionale où s’exercent la coordination et la déclinaison territoriale (directions régionales) ;
• des échelons départementaux et locaux, de mise en œuvre opérationnelle et spécifique (services départementaux, délégations de façade maritime, parcs naturels marins, etc.).

La Direction de la Recherche et Appui Scientifique (DRAS) est l’une des 2 directions nationales « connaissance » de l’OFB (avec la DSUED, direction surveillance évaluation données), en charge de la recherche et de l’expertise sur les espèces, sur les milieux, leurs fonctionnalités et leurs usages, ainsi que sur les risques sanitaires en lien avec la faune sauvage. Elle est composée de 5 services :

• Conservation et gestion durable des espèces exploitées
• Conservation et gestion des espèces à enjeux
• Santé de la faune et fonctionnement des écosystèmes agricoles
• Fonctionnement, préservation et restauration des écosystèmes aquatiques continentaux et marins
• Activités humaines, fonctionnement, préservation, & restauration des écosystèmes terrestres

Au sein du Service « Fonctionnement, préservation et restauration des écosystèmes aquatiques continentaux et marins », le Pôle R&D ECosystèmes LAcustres (ECLA) est un consortium scientifique qui réunit en une équipe commune une soixantaine d’agents issus de l’OFB et d’établissements de recherche académique qui disposent d’unités spécifiquement dédiées à l’écologie lacustre (équipes FRESHCO et ECOVEA d’INRAE, UMR CARRTEL INRAE-USMB). Cette mixité fluidifie et dynamise les échanges science-gestion et positionne le Pôle R&D « ECLA » comme un centre de référence national pour la recherche, le développement et l’innovation en ce qui concerne la préservation et la restauration de la biodiversité, du fonctionnement et des services écosystémiques rendus par les milieux lacustres au sens large (lacs naturels, retenues artificielles, étangs, gravières, ...). Le Pôle R&D « ECLA » a plus précisément pour objectif d’identifier dans son domaine de compétence, les besoins scientifiques et techniques pour la gestion des écosystèmes lacustres (notamment DCE, DHFF, DO, ERC...), de s’emparer des enjeux prioritaires et d’accélérer la production de nouvelles connaissances et leur transfert vers la sphère opérationnelle. Cette activité de transfert opérationnel des productions scientifiques et techniques (formation, ouvrages, applications informatiques, expertise, ...) est une vocation fondamentale du Pôle.

Contexte du stage :

Les lacs d’altitude sont emblématiques des milieux d’altitude et renvoient une image de nature préservée. Cependant, comme l’ensemble des écosystèmes de haute-montagne, ils sont fortement exposés au changement climatique. De plus, ils font l’objet de nombreux usages (pêche récréative, baignade, implémentation de refuges d’altitude) dont les impacts cumulés sont encore méconnus et difficilement généralisables.

Afin de mieux connaître les lacs d’altitude, le Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) lacs Sentinelles a été créé en 2013 pour organiser les initiatives de recherche sur les lacs d’altitude entre les différents acteurs du territoire (Parcs Naturels Nationaux et Régionaux, Conservatoires d’Espace Naturels, Fédération de pêches, Laboratoires de recherche, Exploitants…). Dans ce cadre, 24 lacs ont été choisis pour intégrer un observatoire des lacs d'altitude, où ils sont soumis à des protocoles de suivi uniformes.

Afin d’enrichir ces informations in-situ ponctuelles dans le temps et dans l’espace, ce stage s’intéresse aux potentialités des données de télédétection. Les récents progrès technologiques sur les capteurs et un accès facilité à ces données (e.g., Sentinel2, Landat 8/9) permettent de compléter cette connaissance en fournissant des informations sur la variabilité spatiale en particulier grâce aux mesures spectrales de la couleur de l’eau converties en transparence, matière en suspension et biomasse algale.

Ce stage permettra à l’étudiant(e) (1) de développer des connaissances en traitement des séries temporelles d’image, (2) d’acquérir des compétences en algorithmie couleur de l’eau, (3) de se familiariser avec les problématiques de gestion des écosystèmes d’altitude en lien avec des usages et pressions à différentes échelles (locale et globale, par exemple pastoralisme et changement climatique), (4) de créer un large réseau de contacts à la fois de gestionnaires et de chercheurs, et (5) de développer un esprit critique sur des résultats scientifiques.

Activités principales :

Méthodologie – outils :

Pour cela le/la stagiaire :

• établira un état de l’art sur la télédétection couleur des eaux continentales ;
• identifiera les intérêts et limites actuelles des algorithmes existants dans littérature sur les lacs du réseau lacs Sentinelles à partir de l’imagerie S2 et L8/9
• proposera des améliorations algorithmiques adaptées aux spécificités des lacs d’altitude (réflectance de fond, effets d’environnements...)

Une sortie terrain sera prévue afin de collecter des données optiques nécessaires à la calibration et validation de ces algorithmes.

Résultats attendus de la part du(de la) stagiaire :

• Un état de l’art dans le domaine
• Une analyse critique sur les performances des algorithmes existants sur ce type d’écosystème
• Des préconisations pour les gestionnaires sur l’utilisation de la télédétection pour le suivi de la qualité des lacs d’altitude.
• Un rapport de stage

Profil recherché

• Titulaire d’un diplôme Bac +4 (Master ou Ingénieur) avec si possible une formation télédétection
• [Permis de conduire] (indiquer sur le CV la possession du permis de conduire ; il ne s’agit pas d’un critère éliminatoire puisque les déplacements se feront potentiellement à plusieurs)
• Anglais (être capable de lire de la littérature scientifique en anglais)
• Bonne pratique de l’outil informatique et/ou bureautique (bases de données et rapport à produire)

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