Stage m2 - réévaluation des modèles de débourrement à partir de la...

Contexte du recrutement et définition de poste :

Titre : Réévaluation des modèles de débourrement à partir de la température des bourgeons.

Mots-clés : Phénologie forestière, modélisation de processus, traits fonctionnels, analyse de données, changement climatique

Promoteur(s) : Laëtitia de Felix (Doctorante)

Marc Peaucelle (CR)

Jérôme Ogée (DR)

Lieu : Unité ISPA (Interaction Sol-Plante-Atmosphère) - INRAE Bordeaux, 71 av. Edouard Bourlaux, 33140 Villenave d'Ornon

Site web :

Description de l'étude

Le cycle de vie des feuilles, ce que l’on appelle la phénologie foliaire, contrôle la saisonnalité des processus biophysiques (évaporation, photosynthèse, échanges radiatifs et de chaleur) et biogéochimiques (carbone et nutriments) au sein des écosystèmes agricoles et forestiers, à la fois à l'échelle locale et à l'échelle régionale. La phénologie foliaire influence aussi la composition des écosystèmes et les interactions entre espèces. Comprendre les réponses phénologiques au changement climatique est donc essentiel pour plusieurs secteurs, notamment l'agriculture et la sylviculture, mais aussi pour la conservation et la santé publique (allergies, climat).

Dans le cadre du projet européen ERC LEAFPACE, nous développons actuellement un modèle biophysique permettant de calculer la température des bourgeons en fonction des conditions climatiques et des traits de bourgeons (taille, albédo, etc.) afin de prendre en compte les effets microclimatiques sur les processus phénologiques.

L'objectif de ce projet de master est donc de réévaluer les modèles de la phénologie de printemps existant, principalement basés sur le concept de sommes de degrés-jours (GDD), calculées à partir de la température des bourgeons et non de l’air. L’hypothèse principale est que la prise en compte des conditions microclimatiques pour simuler la température des bourgeons permettra une meilleure prédiction du débourrement de plusieurs espèces forestières répandues en Europe et de mieux identifier les effets directs de la photopériode et de l'intensité lumineuse sur le débourrement. L'étudiant sera chargé de modéliser le débourrement des différentes espèces s’appuyant sur trois approches différentes : 1) via la température de l’air, 2) via une approche empirique prenant en compte l’effet radiatif sur la température des bourgeons et 3) via une approche biophysique basée sur le bilan énergétique des bourgeons. Après une évaluation à l’échelle d’un site expérimental et une calibration des modèles pour les différentes espèces, ces modèles seront évalués sur plusieurs sites en Europe pour lesquels des observations historiques de la phénologie printanière sont disponibles. Au final, cette approche permettra de réévaluer la sensibilité de la phénologie forestière au réchauffement climatique qui était auparavant estimée à partir de la température macroclimatique de l'air.

Ce stage combine analyses de données et modélisation de processus. Les étapes envisagées sont les suivantes :

1. Revue de la littérature
2. Calibration des modèles de débourrement et simulations avec la température de l’air ou la température des bourgeons estimés à partir d’un modèle empirique et d’un modèle de bilan énergétique
3. Comparaison des modèles à l’échelle de l’arbre (observations expérimentales) et à l’échelle de l’écosystème pour plusieurs sites en Europe (bases de données Européennes - PEP725 et Francaise - TEMPO).
4. Quantification des facteurs environnementaux qui influencent la variabilité spatiale et temporelle de la phénologie de printemps en Europe.

Stage conventionné ; gratification selon réglementation

Profil recherché :

Stage M2, fin d'étude école d'ingé/grande école

Connaissances préalables : Il s’agit d’un sujet en analyse de données et modélisation, de bonnes connaissances en statistiques et programmation (R, python) sont indispensables. La compréhension des processus phénologiques est recommandée.