Analyse des mécanismes de recharge des aquifères

Sciences du climat et de l'environnement Stage - Bac+5 - Analyse des mécanismes de recharge des aquifères - H/F Dans les études hydrogéologiques, l’estimation de la recharge des nappes est un maillon important du bilan hydrologique et sa bonne caractérisation reste un enjeu majeur. Le schéma de surface de la chaine de modélisation SIM de Météo France (Isba ou Surfex) permet de faire ce bilan d’eau au niveau de la surface à partir du forçage météorologique. Dans le cas de SAFRAN, la résolution spatiale est de 8 km (maillage de 8 km sur 8 km). On propose de développer des indicateurs de validation de la composante « Drainage » du schéma de surface Surfex, à l’échelle locale et à un pas de temps infra-journalier, sur la base de la réponse réelle des nappes, à partir d'un jeu de données sur 5 sites contrastés en France métropolitaine et constitué de : 1/ 20 ans de chroniques piézométriques et de débit de rivière, 2/ les précipitations locales et réanalyses SAFRAN et 3/ le bilan d’eau de surface : sorties du modèle SURFEX/ISBA (drainage profond, ruissellement, évapotranspiration). L’objectif du stage est de quantifier l’aptitude du modèle SURFEX à reproduire la dynamique de recharge des aquifères et d’analyser les mécanismes de transfert à travers la Zone Non Saturée (ZNS). Les étapes proposées sont : - l'analyse des signaux piézométriques et de débit puis le calcul de la recharge réelle : contrôle des chroniques, estimation de la recharge par la méthode WTF ou à l'aide des débits spécifiques des rivières, analyse de la courbe de vidange pour isoler les apports liés à la recharge et identification d’éventuels phénomènes non linéaires (rôle de l’épikarst). - l'évaluation de la performance du modèle SURFEX (ou ISBA) : séquençage temporel (comparaison des dates de déclenchement de la recharge modélisée vs observée), analyse de seuils (étude de la corrélation entre le Soil Water Index (SWI) et le début de l’infiltration profonde), bilan de masse (confrontation des volumes annuels drainés par le modèle et des volumes infiltrés calculés sur le terrain suivant des critères de type Nash-Sutcliffe, KGE, RMSE). - la caractérisation des temps de transfert : calcul des décalages temporels (corrélation croisée entre le signal météo, le drainage de surface, la réponse piézométrique, la réponse du débit), analyse de l’influence de l’épaisseur de ZNS et de la lithologie sur ces temps de réponse, modélisation simplifiée du retard (fonction de transfert) pour recaler le drainage de SURFEX sur la piézométrie. - impact du changement climatique : sur 20 ans, voit-on une modification des périodes de recharge ? Est-ce que la saison de recharge raccourcit avec l’augmentation des températures (et donc de l’évapotranspiration) ? Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.