Offres de thèses
Comment être candidat ?
Pour faire acte de candidature sur une ou plusieurs propositions de sujets de thèse ci-après, veuillez entrer en contact avec le ou les encadrants du ou des sujets pour lesquels vous êtes motivés. Pour toute information complémentaire, nous vous invitons à consulter le site de l’école doctorale (ED).
A l’initiative de l’encadrant, vous pourrez constituer et lui remettre, avant le 6 mai 2013, une première ébauche du dossier dont le type différe suivant la nature du financement :
Dossier de candidature au contrat doctoral METEO-FRANCE
Dossier de candidature au contrat doctoral UPS de l’école doctorale SDU2E
Après itération, ce dossier sera consolidé au plus tard le 17 mai 2013 et communiqué à la direction du laboratoire.
Une version finalisée du dossier devra être disponible le 4 juin 2013, pour être remise à la direction du laboratoire qui l’acheminera ensuite à l’école doctorale par ordre prioritaire.
Les auditions des candidats sélectionnés se tiendront les 26,27,28 juin 2013.
Proposition de sujets de thèse pour l’année 2013-2014 du laboratoire CNRM-GAME pour l’école doctorale SDU2E
Encadrant(s) : Frédéric FLIN (CNRM-GAME) , Christian GEINDREAU (3S-R)
Contacts : Frédéric Flin
Ce sujet s’inscrit dans le cadre des études sur le manteau neigeux et de la prévision du risque d’avalanche tels que définis dans le document « Recherche Horizon 2010-2015 » de Météo-France (section 2.6). Plus particulièrement, il concerne l’étude de la microstructure de la neige et vise à développer les connaissances et la modélisation du matériau neige (évolution de la morphologie, phénomènes thermodynamiques) à petite échelle afin de
guider l’amélioration des modèles de manteau neigeux existant à l’échelle du massif.
Les propriétés de la neige et leur évolution au cours de ses métamorphoses sont
principalement gouvernées par la géométrie des interfaces air-glace en présence. Cette géométrie est intrinsèquement tridimensionnelle, de même que les paramètres de surface (courbures et surface spécifique) ou de volume (connectivité et propriétés de percolation) aptes à les décrire. Pour cette raison, le CEN a, depuis une dizaine d’années, recours à la microtomographie, technique permettant d’obtenir des images tridimensionnelles de petites
structures de neige...
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Encadrant(s) : Matthieu LAFAYSSE (CNRM-GAME) , Samuel MORIN (CNRM-GAME) , Yves LEJEUNE (CNRM-GAME)
Contacts : Matthieu Lafaysse Samuel Morin Yves Lejeune
La prévision de crues en terrain complexe s’appuie sur trois éléments : une prévision météorologique à plus haute résolution spatiale et temporelle possible, une bonne représentation des processus de surface tenant compte d’hétérogénéités de terrain, et un transfert réaliste des flux hydriques. La vallée de l’Arve (Haute-Savoie), en raison de son relief marqué et d’une surface partiellement englacée, constitue donc un défi pour la modélisation hydrologique, dont les enjeux sont néanmoins importants en terme de sécurité des biens et des personnes, comme plusieurs événements de crues l’ont montré ces dernières années. Par ailleurs, la forte composante nivale du régime hydrologique du haut bassin versant de l’Arve conduit à considérer de manière conjointe le risque naturel et accidentel d’avalanches du manteau neigeux se développant chaque hiver à la surface. L’objectif de cette thèse est de relever ce défi hydrologique et nivologique en développant autour de modèles numériques individuellement bien établis un prototype de chaîne de simulation intégrée permettant de répondre à ces enjeux...
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Encadrant(s) : Thierry BERGOT (CNRM-GAME), François BOUSSEL (CNRM-GAME), Yves BOUTELOUP (CNRM-GAME)
Contacts : Thierry Bergot François Boussel Yves Bouteloup
Les modèles numériques de prévision du temps et de climat utilisent une discrétisation verticale unique pour le calcul des tendances dynamiques et physiques des variables d’état. La détermination du découpage vertical de l’atmosphère est essentielle dans la configuration d’un modèle, avec des implications directes sur son coût numérique, sa stabilité et sa capacité à résoudre les gradients verticaux générés par la dynamique (fronts, jets, ...) et les processus physiques (interactions avec la surface, turbulence, rayonnement, microphysique). La résolution verticale joue ainsi un rôle majeur pour la simulation des basses couches (paramètres de temps sensible, cycle diurne, jet nocturne, brouillard, ...), des inversions (hauteur de couche limite, ...), des nuages (base, sommet, phase, ...) et des précipitations (type, fonte, regel, ...). L’augmentation de résolution verticale est une voie d’amélioration de la qualité des simulations, bien que souvent délicate car nécessitant un ajustement de l’assimilation de données et parfois des paramétrisations physiques...
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Encadrant(s) : Yves BOUTELOUP (CNRM-GAME) , François BOUSSEL (CNRM-GAME) , Jean-François MAHFOUF (CNRM-GAME)
Contacts : Yves Bouteloup François Boussel Jean-François Mahfouf
Les paramétrisations des processus microphysiques ont un rôle essentiel dans les modèles de prévisions du temps et dans les modèles de simulations climatiques. Ces paramétrisations décrivent les processus de changement de phase de l’eau et du fait des fortes valeurs des chaleurs latentes associées, ces processus contribuent de manière importante aux échanges d’énergie dans l’atmosphère. De plus, ces processus décrivent également l’évolution de la nébulosité qui, par son interaction avec le rayonnement, pilote le chauffage différentiel de l’atmosphère, à l’origine de la circulation générale. Enfin, l’influence des aérosols sur les processus de condensation rend la prévision des brouillards et des nuages bas fortement dépendante de la précision de la description de ces processus.
Ces paramétrisations sont donc importantes à toutes les échelles, de la circulation générale à l’énergétique des cyclones et des orages en passant par la prévision des nuages et des précipitations...
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Rôle de la stratosphère sur l’Oscillation Nord Atlantique
Encadrant(s) : Gwendal RIVIERE (CNRM-GAME) , Philippe ARBOGAST (CNRM-GAME)
Contacts : Gwendal Riviere Philippe Arbogast
L’Oscillation Nord Atlantique (NAO) est le mode de variabilité principal de la circulation atmosphérique au dessus de l’océan Atlantique et joue un rôle crucial dans la dynamique du climat en Europe. Cette oscillation se caractérise par deux phases ; la phase positive au cours de laquelle le courant-jet Atlantique est plus au nord que sa position climatologique et cela amène plus de dépressions sur l’Europe du Nord ; et la phase négative pour laquelle le courant-jet est plus zonal, se situe plus au sud et amène plus d’humidité sur l’Europe du Sud. La NAO est marquée par des fluctuations interdécennales, interannuelles aussi bien qu’intrasaisonnières. L’hiver 2009-2010 est un cas récent d’hiver dominé fortement par la phase négative de la NAO durant lequel l’Europe du Nord a été marquée par des périodes de très grands froids. Tandis que l’hiver suivant 2010-2011 fut froid au début puis beaucoup plus chaud dans sa seconde partie.Ainsi la NAO régit-elle en grande partie le climat européen à différentes échelles de temps...
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Encadrant(s) : Fabrice VOITUS (CNRM-GAME) , Pierre BENARD (CNRM-GAME)
Contacts : Fabrice Voitus Pierre Bénard
Actuellement, la dynamique non-hydrostatique (NH) des modèles de prévision numérique du temps de Météo-France, et notamment celle du modèle AROME, est bâtie sur des schémas numériques d’intégration temporels semi-implicite semi-Lagrangien et une méthode de discrétisation spectrale sur l’horizontale, garantissant une résolution stable et efficace du système d’équations d’Euler compressibles. Le schéma semi-implicite assure la stabilité en ralentissant d’autant plus la propagation des ondes rapides du système que le pas de temps est élevé. Combiné au schéma Semi-Lagrangien, il permet de s’affranchir également de la contrainte de stabilité imposé par l’advection sur le pas de temps. La méthode spectrale permet d’inverser avec un coût relativement raisonnable le problème elliptique de Helmholtz tri-dimensionnel induit par le schéma semi-implicite...
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Encadrant(s) : Jean-Louis BRENGUIER (CNRM-GAME) , Grégoire ROBERTS (CNRM-GAME) , Marc MALLET (CNRS/LA), Pierre TULET (LACY)
Contacts : Jean-Louis Brenguier Grégoire Roberts Marc Mallet Pierre Tulet
La modélisation des impacts radiatifs des composants de l’atmosphère est aujourd’hui encore entachée de nombreuses incertitudes, particulièrement s’agissant des aérosols. Ces incertitudes portent aussi bien sur les sources d’aérosol, que sur les processus de vieillissement et de transformation des différentes composantes chimiques (prenant en compte le mélange d’aérosols et l’évolution des propriétés optiques associées), ou les processus de transport et de dépôt (sec et humique). Une meilleure caractérisation de l’aérosol atmosphérique permettrait également de progresser fondamentalement sur la prévision météorologique à proximité des principales zones d’émission de particules, sur la représentation de la nébulosité dans les modèles numériques, ainsi que sur la variabilité de la visibilité dans le cycle de vie des aérosols de divers types afin de mieux la prévoir sur tout théâtre d’opération.
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Encadrant(s) : Hervé DOUVILLE (CNRM-GAME) , Bertrand DECHARME (CNRM-GAME)
Contacts : Hervé Douville Bertrand Decharme
La sécheresse affecte chaque année des millions d’individus et représente l’un des aléas naturels les plus dévastateurs sur le plan économique et écologique. En accroissant la fréquence, la durée et/ou la sévérité des sécheresses , le réchauffement global lié aux activités humaines pourrait avoir de forts impacts sur les sociétés humaines et les écosystèmes. Néanmoins, les projections sur les sécheresses demeurent très incertaines à l’échelle régionale. Le principal objectif de cette thèse est d’isoler la contribution de la modélisation des processus hydrologiques continentaux à ces incertitudes...
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Encadrant(s) : Aaron BOONE (CNRM-GAME) , Eric MARTIN (CNRM-GAME)
Contacts : Aaron Boone Eric Martin
Les modèles de transfert sol-végétation-atmosphère (TSVA) simulent les transferts d’eau, énergie et flux associés (comme le dioxyde de carbone) au niveau des surfaces continentales. Ils ont de nombreuses applications en météorologie, climatologie, hydrologie, et permettent l’interprétation des données satellitaire d’observation de la surface. Les modèles de surface opérationnels actuels (ISBA pour le CNRM-GAME) ont été développés dans les années 90 avec une contrainte forte sur le temps de calcul et donc sur le nombre de variables pronostiques. Aujourd’hui, la multiplicité des applications et le besoin de mieux décrire les différents termes du bilan de surface nécessite l’amélioration de ces modèles.
Les sources d’amélioration peuvent porter sur l’amélioration des différentes composantes du continuum sol-végétation-atmosphère : la description du sol, de la neige, de la végétation et de son interaction avec le sol nu ou la végétation basse, ainsi qu’avec le manteau neigeux...
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Encadrant(s) : Aude LEMONSU (CNRM-GAME) , Kathia CHANCIBAULT (IFSTTAR) , Valéry MASSON (CNRM-GAME)
Contacts : Aude LEMONSU
Le sujet s’inscrit dans les axes de recherche prioritaires de Météo-France relatifs à l’étude du climat urbain. Il ambitionne d’approfondir notre connaissance des processus physiques spécifiques aux environnements urbains (en lien avec la végétation et le sous-sol), et à en améliorer leur paramétrisation dans nos modèles numériques. Ces développements réalisés dans un cadre de recherche, pourront à plus long terme contribuer à une meilleure prévision numérique du temps dans les zones urbanisées.
La végétation urbaine peut influencer le climat urbain de l’échelle de la rue à l’échelle de la ville entière. Différents mécanismes entrent en jeux : (a) l’évaporation des sols naturels et la transpiration des plantes influencent le bilan énergétique du milieu urbain, et peuvent agir comme régulateur thermique, (b) la végétation joue aussi un rôle sur la gestion de l’eau pluviale, et (c) la végétation haute modifie le bilan radiatif en créant des effets d’ombrage...
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Encadrant(s) : Olivier NUISSIER (CNRM-GAME) , Fanny DUFFOURG (CNRM-GAME)
Contacts : Olivier Nuissier Fanny Duffourg
Les régions méditerranéennes sont régulièrement touchées par des épisodes de pluies intenses, au cours desquels les cumuls de précipitation dépassent typiquement 150 mm en 24h pour aller parfois jusqu’à plus de 300 mm en 6h. Ces précipitations intenses sont souvent à l’origine de crues rapides dévastatrices et meurtrières, comme ce fut le cas par exemple en novembre 1999 dans l’Aude, en septembre 2002 dans le Gard ou plus récemment, en juin 2010 dans le Var. L’étude de nombreux épisodes de pluies intenses méditerranéens (Nuissier et al., 2008 ; Ducrocq et al., 2008) a permis de mettre en évidence leurs ingrédients météorologiques majeurs (apport d’humidité par un flux de basses couches, instabilité de la masse d’air, soulèvement orographique, convergence du flux en basses couches, formation d’une plage froide sous orage, dynamique d’altitude, faible évolution synoptique, etc…).
Proposition de sujets de thèse pour l’année 2013-2014 du laboratoire CNRM-GAME
Assimilation de données de radar nuage aéroporté pendant la campagne de mesures HyMeX
Impact des impuretés sur le bilan radiatif du manteau neigeux
Prévision de crues et de risque d’avalanches en zones de relief complexe
Analyse et simulation de la gestion de la neige dans les stations de sports d’hiver
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Responsable éditorial : Joël Poitevin