Chercheu.r.se postdoctoral
Cartographier les facteurs de stress abiotiques pour la végétation urbaine en Région Île-de-France
Contexte
Le chercheur / la chercheuse postdoctoral va évaluer comment les niveaux de stress abiotique actuels dans les environnements urbains sont liés aux « climate safety margins » de la végétation urbaine, via une approche intégrée qui combine, par exemple, la modélisation à haute résolution, des campagne de terrain et l’observation satellites.
Afin d’améliorer la qualité de vie dans les villes et de rendre les environnements urbains plus résistants au changement climatique, les municipalités du monde entier travaillent sur des plans d’action ambitieux qui impliquent une augmentation significative de la végétation urbaine (« Solutions Fondées sur la Nature »), que ce soit sous la forme de toits verts, d’arbres de rue ou de parcs urbains. Pour que ces transformations soient durables et que les investissements soient utilisés le plus efficacement possible, il est absolument vital de prendre en compte la santé et le niveau de stress de la végétation, qui varient considérablement en fonction du cadre urbain spécifique à micro-échelle. Une plante peut être exposée simultanément à un grand nombre de stress abiotiques, notamment la chaleur, le rayonnement (ondes courtes et ondes longues), le stress hydrique (sécheresse ou inondation), la pollution (par exemple par les métaux), la salinité ou le stress nutritionnel (qualité microbiologique du sol).
Ces stress peuvent se traduire par une série de réponses, affectant par exemple le métabolisme cellulaire ou la croissance et le développement de la plante, entre autres. Les facteurs de stress abiotique ne varient pas seulement entre les espèces et la composition des espèces présentes dans un espace vert donné, ils sont aussi largement déterminés par le volume et la santé du sol, l’emplacement de la végétation par rapport aux matériaux de surface et aux bâtiments voisins, et bien sûr l’accès à l’eau souterraine ou les modes d’irrigation. Étant donné que les émissions biogéniques de composés organiques volatils dépendent du stress des plantes, cela peut en outre se traduire par des effets sur la qualité de l’air. Si certaines méthodes sont appliquées pour évaluer l’état de santé de la végétation urbaine, il manque encore une approche globale pour cartographier les variations spatiales et temporelles et amplitudes de ces stress abiotiques pour la végétation urbaine.
Un vaste réseau de mesures se développe dans la région Ile-de-France dans le cadre de nombreux projets scientifiques et de collaborations avec des agences opérationnelles. Les données d’observation et les résultats des modèles sont de plus en plus organisés dans une base de données centralisée AERIS/ESPRI, grâce au soutien de l’initiative multi-projets PANAME. Les observations de cette base de données constitueront une ressource pertinente pour l’enquête.
Ce projet va permettre de renforcer les collaborations interdisciplinaires entre plusieurs thèmes scientifiques de l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL). Le thème transverse environnements urbains relie les questions de recherche à fort impact qui sont pertinentes pour les transitions environnementales actuelles des villes, y compris les aspects du cycle de l’eau, la biogéochimie terrestre, les écosystèmes et les ressources, la composition atmosphérique ainsi que la météorologie et les climats urbains. La recherche sera menée en étroite collaboration avec d’autres projets de recherche nationaux et internationaux qui étudient des sujets étroitement liés (futurs climats urbains, dynamique atmosphérique, humidité du sol, utilisation de l’eau, confort thermique humain, émissions biogéniques, etc.). Par exemple, ce travail sera effectué en lien avec le PEPR VDBI inteGREEN qui Région Île-de-France qui comporte également un volet sur des paramètres écophysiologiques de la végétation urbaine. L’IPSL travaille en étroite collaboration avec les municipalités et diverses parties prenantes afin de s’assurer que sa recherche scientifique de haute qualité aborde des questions urgentes d’un grand intérêt pour la société.
Situation de l’emploi et conditions
La fédération régionale de recherche « Institut Pierre Simon Laplace » (IPSL) est un institut de recherche universitaire qui fédère neuf laboratoires regroupant environ 1 400 membres avec, à parts égales, des chercheurs, des ingénieurs et des étudiants. Le poste sera rattaché au « Laboratoire de Météorologie Dynamique » (LMD) de l’École Polytechnique à Palaiseau dans l’équipe responsable du l’observatoire atmosphérique SIRTA; des échanges étroits sont prévus avec d’autres laboratoires Centre National de la Recherche Scientifique – Gif-sur-Yvette scientifiques de l’IPSL. Le LMD-IPSL et le SIRTA dispose d’une expertise diversifiée en matière de processus climatiques urbains et de mesures atmosphériques effectuées à partir de nombreuses plateformes. La mise en œuvre des données a lieu au centre national de données AERIS, dont une unité est intégrée à l’IPSL.
Description
Le candidat devra développer une méthodologie permettant de relier la santé et la mortalité des plantes avec des indicateurs de stress abiotiques définis à partir des variations spatiales et temporelles de facteurs liés à l’eau, au sol, aux radiations et à la chaleur, en tenant compte de la réponse écophysiologique spécifique aux différentes espèces. Le candidat / la candidate de haut niveau doit être capable de formuler des questions de recherche pertinentes et de proposer une stratégie de projet cohérent. Étant donné que le sujet du stress abiotique de la végétation en milieu urbain doit tenir compte d’un ensemble diverse de processus, la recherche aura un caractère interdisciplinaire, mais son orientation finale sera modulée par l’expertise et aux intérêts scientifiques spécifiques de la / du candidat·e, qui développera la méthodologie en conséquence.
L’enquête se concentre sur la zone d’étude de la Région Île-de-France. Cette étude nécessite une analyse synergique de plusieurs processus environnementaux qui présentent une grande complexité et une grande variabilité dans l’espace et dans le temps (par exemple, la réponse écophysiologique des plantes, les flux de rayonnement, la chaleur, le cycle de l’eau, les fonctions du sol). Le candidat / la candidate doit identifier les ensembles de données pertinents pour l’analyse en collaboration avec les partenaires du projet. Nous offrons également un soutien pour des mesures ciblées sur le terrain si nécessaire. Par exemple, pour évaluer la teneur en eau du sol à des endroits identifiés comme présentant un risque relativement élevé ou faible de mortalité des arbres ou pour effectuer des mesures de la réponse spectrale des plantes comme autre indicateur de l’état physiologique des plantes. Un ensemble diversifié de données pourrait être incorporé dans cette étude, par exemple :
- Pour caractériser la santé de la végétation, des données de surveillance in situ provenant des municipalités peuvent être analysées et suivre certains indicateurs (croissance, mortalité) pour des nombreuses espèces distribuées dans la Ville de Paris et la Région Île-de-France. Certains indicateurs écophysiologiques qui ont été étudiés lors de campagnes de terrain spécialisées (comme celle des projets Arbres et climat de la ville de Paris ou de ANR sTREEt au Jardin des Combattants de la Nueve au centre de Paris en 2022) pourraient être mesurés sur des sites spécifiques. Le développement de mesures spectrales corrélées à l’état physiologique serait par exemple intéressants. Les dates in situ peuvent alignées avec des produits spatiaux obtenus à partir d’observations par satellite (par exemple, les séries temporelles NDVI de SENTINEL-2). Centre National de la Recherche Scientifique – Gif-sur-Yvette
- Pour caractériser les facteurs de risque abiotiques : on peut utiliser une combinaison de mesures in situ effectuées dans le cadre d’initiatives en cours (données météo et stress thermique humaine de PANAME, OASIS), de modèles de transfert radiatif (par ex DART, SOLWEIG) ou de modèles de microclimat (par exemple SOLENE), de données sur l’irrigation et la gestion des sols (provenant des municipalités), et de produits spatiaux dérivés d’observations par satellite (par exemple humidité du sol en zone rurale, la température de la surface terrestre, etc.).
Comme ces données se présenteront sous différentes formes (cartes, images, tableaux, séries chronologiques), la candidate / le candidat doit développer une approche intelligente de l’analyse des données afin d’extraire des liens et relation non-linéaire entre données hétérogènes. Il pourrait être utile de s’appuyer sur machine learning ou d’autres outils d’intelligence artificielle (IA) pour atteindre cet objectif.
Le candidat / la candidate travaillera à l’intersection de plusieurs disciplines scientifiques à l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) et dans des laboratoires partenaires et interagira avec les municipalités et les parties prenantes, y compris celles du secteur privé, s’intéressent fortement à ce domaine.
Le candidat / la candidate sera amenée à contribuer au mentorat d’étudiants et sera aussi sollicité pour réaliser des communications régulières sur ses recherches, leurs caractères interdisciplinaire et appliqué, à l’intention des étudiants en Master et Doctorat de l’IPSL Climate Graduate School.
Nous invitons des candidats de haut niveau à formuler une stratégie de recherche innovante qui relie la santé et la mortalité des plantes aux variations spatiales et temporelles des facteurs de stress abiotiques.
Rémunération
2700-3600 € selon expérience (grille CNRS)
Compétences requises
Nous recherchons un candidat mature qui apporte une réflexion indépendante et autonome sur les verrous scientifiques actuels dans le domaine de la végétalisation massive et rapide en milieu urbain. Il / Elle devrait être enthousiaste à l’idée d’apporter une contribution positive à la recherche scientifique hautement appliquée.
Conditions
- Doctorat
– dans un domaine scientifique pertinent (biologie végétale, physique de l’atmosphère, etc.) avec une expérience en modélisation ou en recherche expérimentale et l’exploitation de grands volume de données hétérogène via des outils d’algorithmie innovante
– dans un domaine lié à l’analyse de données (AI) avec un intérêt manifeste pour l’étude des processus environnementaux - Expérience en traitement et analyse automatiques de données
- Programmation (par exemple python, Matlab)
- Capacité à communiquer clairement les résultats scientifiques à un public diversifié (oral, écrit)
Une expérience en matière de communication scientifique ou d’animation de la recherche interdisciplinaire serait un atout supplémentaire.
