Stage - Impact de la fonte des glaces sur les variations du niveau marin : modélisation et observation satellitaire

Magellium (Groupe Artal), avec ses 300 collaborateurs, est un acteur indépendant, spécialiste sur la chaîne de valorisation du pixel et de la donnée image et vidéo (du capteur satellite, aéroporté ou drone jusqu’à son utilisation dans les systèmes d’information géographique, la cartographie et la Géointelligence). Magellium promeut la maîtrise des technologies du logiciel, de l’IA, du traitement d’image et de la géomatique.

 L’unité Earth Observation est en charge des activités de traitement d’images d’origine spatiale. Ses domaines d’expertise sont : la géométrie des capteurs & le traitement d’image, la calibration/validation & le contrôle qualité et les services d’observation de la Terre. Nos experts en télédétection, nos scientifiques et nos concepteurs de logiciels spécialisés se concentrent sur les programmes de R&D, les algorithmes de traitement, les systèmes de segment sol et les services environnementaux. Observer la Terre depuis l'espace, surveiller notre environnement et les changements climatiques sont nos défis.

Pour ces projets concernant notre environnement et les changements climatiques, Magellium propose le stage suivant intitulé :

Impact de la fonte des glaces sur les variations du niveau marin : modélisations et observations satellitaires

Les missions de gravimétrie satellitaire GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) et GRACE Follow-On mesurent les variations spatio-temporelles du champ de pesanteur depuis plus de 20 ans. Ces variations sont en premier lieu dues aux mouvements de masses d’eau à la surface de la Terre et permettent de suivre des phénomènes liés au changement climatique (fonte des glaces continentales, élévation du niveau marin).

Les variations du niveau marin résultent des variations de masse d’eau dans l’océan dues à la fonte des glaces continentales et aux variations de stock d’eau sur les continents et à l’expansion thermohaline de l’océan due aux variations de température et de salinité.

Les variations du niveau marin total sont observées par l’altimétrie satellitaire, l’expansion thermohaline est estimée à partir de mesures océaniques in-situ de température et de salinité et les variations de masses sont observées par les missions gravimétriques. Dans un système parfaitement connu, l’équation du bilan du niveau marin dit que la somme des contributions liées à l’expansion thermohaline observée par les capteurs in-situ et aux variations de masse observées par gravimétrie satellitaire devraient être égales aux variations totales du niveau marin observées par altimétrie satellitaire. Or, des résidus significatifs sont observés dans certaines régions du globe. Ces résidus peuvent être dûs à des incertitudes sous-estimées dans l’estimation des différentes composantes ou à des composantes manquantes.

La fonte passée et actuelle des glaces continentales induit des déformations de la Terre solide qui dépendent des paramètres viscoélastiques de la Terre. De plus, l’eau de fonte se répartit de façon hétérogène dans les océans en fonction du champ de gravité terrestre. Les variations spatiales de variations du niveau de la mer et de déformations sont appelées fingerprints. Pour comparer les mesures altimétriques et gravimétriques, l’effet de la fonte passée (GIA, pour glacial isostatic adjustment) est corrigé, alors que l’effet de la fonte actuelle souvent considéré comme négligeable.

L’objectif du stage est de répondre à des questions telles que : Quelle est l’incertitude associée à l’estimation des fingerprints ? La réponse de la Terre solide à la fonte des glaces peut-elle expliquer partiellement les résidus observés dans le bilan du niveau des mers ?

Le stage consistera à prendre en main le code SELEN⁴ (Spada & Melini, 2019) qui permet de modéliser les déformations de la surface de la Terre et la répartition de l’eau à la surface de l’océan induites par la fonte. De la bibliographie devra être effectuée pour bien comprendre la physique en jeu et pour identifier les données et paramètres d’entrée réalistes. Des tests de sensibilité aux données d’entrée et aux paramètres de modélisation seront effectués pour estimer l’incertitude du modèle. Les modèles seront comparés aux observations satellitaires.

Étudiant(e) en école d’ingénieur ou en master dans le domaine de la géophysique, de la télédétection, de l’observation de la Terre, de l’environnement ou du climat, et vous êtes motivé(e) par un sujet de recherche et par la programmation scientifique (Python principalement).