PhD Analyse et prévision des submersions marines en Méditerranée occidentale

Analyse et prévision des submersions marines en Méditerranée occidentale : apport des données long-terme du réseau HTM-NET et analyse des effets couplés dans un contexte de changement climatique.

Objectif principal : Développer les outils (analytiques, numériques, statistiques, IA) en s’appuyant sur le réseau HTM-NET pour améliorer la compréhension, la modélisation et la prévision des submersions marines sur le littoral méditerranéen (en particulier PACA) en identifiant et hiérarchisant les facteurs prépondérants (marée, pression, vent, houle, seiches) dans l'occurrence des surcotes extrêmes.

Objectifs spécifiques :

1. Caractériser la variabilité spatio-temporelle des niveaux d'eau : Analyser les séries temporelles HTM NET (2014-2026) pour quantifier les contributions relatives des différents forçages (marée astronomique, dilatation stérique, effet barométrique isostatique/non-isostatique, vent, houle) lors des évènements de surcote selon les sites et les saisons.

2. Identifier les conditions de résonance et d'amplification locale : Déterminer les périodes propres des principales baies provençales (Toulon, Giens, Cassis, etc.) et évaluer leur rôle dans l'aggravation des submersions lors d'évènements extrêmes (tempêtes, fronts atmosphériques, météo-tsunamis) en fonction de leur configuration (effet de saut de bathymétrie, de la présence ou absence de talus continental, de la géométrie (effet de convergence), du type de fond (dissipation) sur les taux d’amplifications des ondes longues.

3. Améliorer la paramétrisation des modèles existants : Proposer une réévaluation des modélisations analytiques et semi-empiriques proposées par le BRGM (BRGM, 2017), proposer des corrections aux conditions limites des modèles TELEMAC/TOMAWAC à partir des observations in situ…

4. Évaluer l'impact du changement climatique : Analyser les tendances pluri-annuelles (élévation du niveau moyen, réchauffement des eaux, intensification des dépressions) et projeter leurs effets sur la fréquence et l'intensité des submersions à l'horizon 2050-2100.

Méthodes :

1. Analyse des données d'observation : • Exploitation des séries temporelles HTM-NET (22 stations, 2014-2026) : niveaux d'eau, température, pression atmosphérique. • Décomposition des signaux par analyse harmonique (marée), filtrages passe-bas/passe-haut (séparation des échelles), transformées de Fourier et ondelettes (identification des périodes propres, signaux périodiques ou transitoires). Corrélations avec les données météorologiques (Météo-France, ERA5) et les états de mer (houle, vent, Bouées CANDHIS). • Détection et caractérisation des évènements extrêmes (seiches, tsunamis, météo-tsunamis, submersions) : études de cas (tornade du Mourillon 2020, séisme Algérie 2021, éruption Tonga 2022, submersion Cassis 2024, …).

2. Modélisation numérique : Implémentation de modules sur des codes existants, en partenariat : • Mise en place d'une chaîne de modélisation couplée : TELEMAC-2D/3D (hydrodynamique) + TOMAWAC (houle). • Maillages multi-résolutions : du bassin méditerranéen (1-2 km) aux baies locales (10-50 m). • Calibration/validation sur les évènements de référence à partir des données HTM-NET et marégraphes SHOM. • Tests de sensibilité : paramétrisations du coefficient de traînée, conditions limites, résolution spatiale.

3. Approche statistique et projection climatique : Méthodologies complémentaires pouvant combiner les approches suivantes : • Analyses de tendances long-terme (élévation du niveau moyen, température) par régressions linéaires et méthodes non-paramétriques (Mann-Kendall). • Intégration des scénarios ONERC/GIEC (élévation +20 à +60 cm d'ici 2100) dans les simulations. • Calcul de périodes de retour et cartographie des aléas pour différents horizons temporels.

4. Travail collaboratif international : • Échanges méthodologiques avec les partenaires (ISMER, USACE, São Paulo). • Comparaisons inter-sites (Méditerranée, environnements froids, zones tropicales) pour identifier les processus universels vs. spécifiques. • Co-publications et participation à des conférences internationales.

Encadrement scientifique :

• Directeur de thèse : Vincent Rey, Professeur, MIO, Equipe OPLC, océanographe physicien, spécialiste en océanographie côtière et hydrodynamique littorale (pas d’autre direction de thèse actuellement). • Co-encadrant : Elodie Laffitte, Maîtresse de Conférences, MIO, Equipe OPLC, océanographe physicienne, chercheuse en analyse de données d'observation. • Comité de suivi de thèse : incluant un membre extérieur au laboratoire (BRGM ou SHOM).

Conditions matérielles :

• Bureau au sein du laboratoire MIO (UTLN) à La Garde (83). • Financement de 3 ans couvert par le contrat doctoral Établissement (2026-2029). • Budget de mission pour participations à 2-3 conférences internationales et séjours de recherche chez les partenaires scientifiques (ISMER, USACE, São Paulo,…). • Financement Contrat Objectifs et Moyens COM Observation, année 2026 (budget HTM-NET 3500 €). • Projet OBSERV « Ondes de Bord et Seiches : Effets sur les Risques de submersion sur la côte Varoise » 2026-2028.

Compétences attendues :

Formation : • Ecole d’ingénieur ou Master en Océanographie, Hydrologie, Mécanique des Fluides, Physique de l'Environnement ou équivalent. • Solides bases en physique des fluides géophysiques et en statistique. Compétences techniques : • Maîtrise d'outils de programmation (MATLAB indispensable) pour l'analyse de données et la modélisation. • Expérience souhaitée avec des modèles hydrodynamiques (TELEMAC, ROMS, SCHISM, etc.). • Connaissance des SIG (QGIS, ArcGIS) pour la cartographie des aléas. • Français et Anglais scientifique courant (rédaction d'articles, présentations internationales). Qualités personnelles : • Rigueur scientifique et autonomie. • Capacité à travailler en équipe et à collaborer avec des partenaires internationaux. • Intérêt pour la modélisation phénoménologique, les applications opérationnelles et le transfert vers les gestionnaires du risque. • Sensibilité aux enjeux environnementaux et sociétaux.

Personne(s) à contacter : Pour toute information sur ce sujet : • Elodie Laffitte, Vincent Rey, MIO – Équipe OPLC Email : elodie.laffitte@univ-tln.fr, vincent.rey@univ-tln.fr