Analyse et critique des flux hydro-chimiques de deux bassins versant alpins nivaux au col du Lautaret

2-3 mois, printemps 2024

Dans la Zone Critique (la partie superficielle de la croûte terrestre directement impactée par les activités humaines), les cycles de l’eau, du carbone et de l’azote sont fortement couplés, dans les sols, la neige, la végétation, les eaux de surfaces, l’atmosphère... Comprendre et modéliser précisément ces interactions est une étape limitante pour proposer les mesures d’adaptation nécessaires et durables face aux changements en cours.

Les régions de montagnes présentent à cet égard un enjeu particulier. Les écosystèmes, limités en nutriments (faibles épaisseurs de sols) y sont adaptés à un régime nival, en plein changement du fait de l’élévation de l’isotherme 0°C. Cela entraîne des changements dans les temps de transfert dans la Zone Critique et donc dans les temps de réponse des bassins versants.

Afin d’identifier les chemins de l’eau et les temps de résidence associés, des séries d’observations sont en cours et disponibles pour 2 bassins versants alpins instrumentés au col du Lautaret, l’un de 0,17km² et l’autre de 6km². Cela concerne un enregistrement continu de la conductivité électrique de l’eau (caractéristique de la teneur en ions) qui marque le temps de résidence dans les réservoirs profonds et les effet de dilution lors des épisodes de fonte ou lors des événements pluvieux. Également, des données isotopiques de la pluie et des eaux de surface qui marquent la source des précipitations et les processus d’évaporation/condensation sont disponibles. Pour l’analyse quantitative de ces données, il est enfin nécessaire de quantifier précisément les flux d’eau entrants et sortants de ces deux bassins versants.

Par ailleurs, sur le petit bassin des Charmasses, 4 ans de simulation (2017-2021) ont déjà pu être réalisés sur ce site avec le modèle ParFLow/CLM, montrant la capacité du modèle à reproduire la dynamique du manteau neigeux, le débit à l’exutoire, et les flux d’évapotranspiration. Ces simulations distribuées des écoulements de surfaces et souterrain ont également permis de réaliser des simulations de suivi de particules qui décrivent explicitement les chemins de l’eau. Ces simulations nécessitent d’être validées au regard des données hydrochimiques

Dans le cadre de ce stage, il s’agira de :
1. Analyser et critiquer les données de débit du bassin des charmasses et du bassin de Roche Noire mesurées depuis 2017.
2. Contribuer aux tarages de la station de mesure du débit récemment installée à Roche Noire Aval ainsi qu’à l’entretien du parc instrumental du dispositif Lautaret.
3. Croiser les données nivales et météorologiques avec les mesures isotopiques et les mesures de conductivité de l’eau.
4. Analyser des simulations de suivi de particules pour le bassin des charmasses à partir des modélisations hydrologiques déjà réalisées. A partir de ces simulations, on s’attachera à étudier les changements de chemin de l’eau et la variabilité des temps de résidence associés.

Le/la stagiaire sera intégré au sein du groupe de recherche sur la modélisation de la zone critique au col du Lautaret, composé de deux enseignant-chercheurs et d’un doctorant. Il travaillera en parallèle d’une stagiaire de M2 focalisée sur la modélisation et de stagiaires de licence focalisés sur les observations de la végétation et des sols. Il sera également amené à interagir avec la communauté plus large de recherche sur les geo-socio-écosystèmes autour du site Lautaret (jardin alpin, géochimistes...).

· Pour postuler : envoyer CV et lettre de motivation à alix.reverdy univ-grenoble-alpes.fr, jean-martial.cohard univ-grenoble-alpes.fr, ou Didier.Voisin univ-grenoble-alpes.fr
· Profil recherché et prérequis : M1 en Sciences de l’environnement ou école d’ingénieur adéquate ; un intérêt pour le travail de terrain en hydrologie et le travail dans un environnement multidisciplinaire, et une pratique de la programmation scientifique sont requis