La personne recrutée aura pour mission d’implémenter des méthodologies de calcul de la bathymétrie à l’intérieur des chaines de traitement pour l’obtention de modèle numérique de terrain hydrocompatible, c'est à dire permettant une simulation hydrodynamique précise. La plupart de ces méthodologies ont fait l’objet de publications scientifiques et/ou de scripts spécifiques.
Le travail se fera en collaboration avec les chercheurs du CECI et de l’INRAE ainsi que les ingénieurs du CNES et les personnes responsables du développement des algorithmes dédiés à la plaine d’inondation.
Activités
Pour réaliser cette mission principale, le candidat devra :
1 – Faire un état de l’art des méthodes actuelles pour inverser des bathymétries et voir celles qui sont les plus adaptées à l’objectif finale. Ces méthodes sont largement inspirées des travaux relatifs à la mission SWOT (groupe DAWG).
2 – Modifier l’architecture des workflows existants pour y intégrer ces méthodes. En particulier la gestion de données multi missions devra être incorporée.
3 – Développer les scripts permettant le calcul des méthodes d’inversions à partir des scripts déjà existant (SICFLOW, CEPHEE et hydro-MNT). Les scripts seront écrits en python.
4 – Le déploiement et la validation des différentes approches sur 2 ou 3 zones tests où des mesures de terrain sont disponibles (Garonne, Ohio, Severn)
5 – L’évaluation des méthodes par simulation numérique d’évènement de crue sur ces zones avec le logiciel Telemac 2D.
Compétences
Bac + 5, ingénieur
Connaissance dans le domaine de l’hydraulique, l’hydrologie ou de la programmation python avec des données géospatialisées
Télédétection spatiale : radar, traitement d’image
Contexte de travail
L'équipe Natural Hazard du CECI est composée de chercheur·e·s seniors et de chercheur·e·s en début de carrière, et bénéficie du soutien d'une équipe d'ingénieur·e·s de recherche hautement qualifié·e·s ayant une grande expertise des modèles climatiques et environnementaux, du calcul à haute performance (HPC), des workflows de simulation et de la gestion des données. Nous menons des recherches de pointe sur la variabilité du climat et les prévisions climatiques, l'océanographie et les sciences polaires, l'interaction air-mer, la détection et l'attribution du changement climatique et ses impacts, les événements extrêmes tel que les sécheresses, ainsi que les risques environnementaux. Nous utilisons un large éventail de modèles numériques, de la simulation aux grandes échelles aux modèles globaux du système terrestre, ainsi que les algorithmes associés (assimilation de données, quantification de l'incertitude, apprentissage automatique) pour relever nos défis scientifiques.
L’équipe hydrologie du CECI travaille avec le CNES sur l’utilisation de données spatiales pour l’amélioration de la simulation numérique de crue. La donnée spatiale possède l’avantage de fournir une représentation bi-dimensionnelle des plaines d’inondation ainsi que des informations indépendantes de relevés au sol. Le type de données que l’on peut exploiter est soit une mesure RADAR et d’altimétrie fournit par le satellite SWOT soit des données optiques haute résolution issues du satellite Pléiades (et bientôt CO3D). Deux projets précédents du CECI, chacun sur un type de données, ont montré les limites de chaque approche mais aussi leur complémentarité.
Ainsi, pour pouvoir simuler correctement les écoulements en crue et construire un jumeau numérique des zones inondées, il semble nécessaire de combiner des données multi missions à partir d’une analyse experte des équations de l’hydraulique et de la collecte de données. Plus spécifiquement, la combinaison des sources de données et de leurs algorithmes de traitement sera utile pour la reconstruction de la bathymétrie de cours d’eau capable de définir les débits de débordement et ainsi améliorer l’alerte de crue ou l’estimation des socio-économiques des dommages.
Le travail reposera donc sur la détection des lits mineurs des cours d’eau et des berges possibles par l’imagerie optique pour ensuite y ajouter une bathymétrie équivalente déduite de l’inversion de modèle hydraulique et des mesures d’élévation des surfaces libres. Pour cela on utilise les résultats obtenus dans le projet TOSCA -Hydros par l’INRAE ainsi que ceux découlant du projet hydro-mnt du CNES/CERFACS. Le but final est d’obtenir un modèle numérique de terrain (MNT) à la fois précis et mesurable uniquement à partir de données de télédétection.
L'équipe Natural Hazard du CECI est composée de chercheur·e·s seniors et de chercheur·e·s en début de carrière, et bénéficie du soutien d'une équipe d'ingénieur·e·s de recherche hautement qualifié·e·s ayant une grande expertise des modèles climatiques et environnementaux, du calcul à haute performance (HPC), des workflows de simulation et de la gestion des données. Nous menons des recherches de pointe sur la variabilité du climat et les prévisions climatiques, l'océanographie et les sciences polaires, l'interaction air-mer, la détection et l'attribution du changement climatique et ses impacts, les événements extrêmes tel que les sécheresses, ainsi que les risques environnementaux. Nous utilisons un large éventail de modèles numériques, de la simulation aux grandes échelles aux modèles globaux du système terrestre, ainsi que les algorithmes associés (assimilation de données, quantification de l'incertitude, apprentissage automatique) pour relever nos défis scientifiques.
L’équipe hydrologie du CECI travaille avec le CNES sur l’utilisation de données spatiales pour l’amélioration de la simulation numérique de crue. La donnée spatiale possède l’avantage de fournir une représentation bi-dimensionnelle des plaines d’inondation ainsi que des informations indépendantes de relevés au sol. Le type de données que l’on peut exploiter est soit une mesure RADAR et d’altimétrie fournit par le satellite SWOT soit des données optiques haute résolution issues du satellite Pléiades (et bientôt CO3D). Deux projets précédents du CECI, chacun sur un type de données, ont montré les limites de chaque approche mais aussi leur complémentarité.
Ainsi, pour pouvoir simuler correctement les écoulements en crue et construire un jumeau numérique des zones inondées, il semble nécessaire de combiner des données multi missions à partir d’une analyse experte des équations de l’hydraulique et de la collecte de données. Plus spécifiquement, la combinaison des sources de données et de leurs algorithmes de traitement sera utile pour la reconstruction de la bathymétrie de cours d’eau capable de définir les débits de débordement et ainsi améliorer l’alerte de crue ou l’estimation des socio-économiques des dommages.
Le travail reposera donc sur la détection des lits mineurs des cours d’eau et des berges possibles par l’imagerie optique pour ensuite y ajouter une bathymétrie équivalente déduite de l’inversion de modèle hydraulique et des mesures d’élévation des surfaces libres. Pour cela on utilise les résultats obtenus dans le projet TOSCA -Hydros par l’INRAE ainsi que ceux découlant du projet hydro-mnt du CNES/CERFACS. Le but final est d’obtenir un modèle numérique de terrain (MNT) à la fois précis et mesurable uniquement à partir de données de télédétection.
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