Thèses

IGE, Porteur : NORD Guillaume - recrutement en cours

Jannes Depoortere, IPAG, nov. 2025 - en cours

L’incorporation et l’évolution de l’azote depuis les environnements pré-stellaires jusqu’à la formation du système solaire, sa répartition au sein des différents corps du système solaire, et notamment l’origine de l’azote terrestre, sont très mal compris. Comment l’azote a-t-il été apporté lors de la formation et de la jeunesse des planètes par les planétésimaux dont les comètes et astéroïdes sont les reliques, sous quelle(s) forme(s) était cet azote ? Des découvertes récentes suggèrent que ces objets auraient pu y délivrer une quantité significative d’azote sous forme d’ammonium (NH4+, présent dans des sels, phyllosilicates, ou grains organiques). Or, très peu d’études ont recherché l’ammonium dans les chondrites carbonées, les météorites les plus riches en éléments légers et ayant des compositions élémentaires les plus proches du Soleil, donc les plus primitives du point de vue de la composition élémentaire. Pour améliorer notre compréhension de l’origine et de l’évolution de l’azote lors de la formation du système solaire, et des parentés entre météorites et petits corps, il est important d’étudier la présence, la quantité et l’origine de l’ammonium contenu dans ces chondrites carbonées.

Cécile DELCOURT, IPAG, octobre 2021 - octobre 2024, thèse soutenue le 15 octobre 2024

► Accéder à la thèse - Financement : 100% LabEx
Dans un contexte de changement global, la gestion durable des ressources en eau et en sol est un défi majeur. Il semble donc essentiel de bien connaître les processus hydro-sédimentaires qui impactent la zone critique, notamment dans les bassins versants de montagne où les taux d’érosion sont élevés.La dynamique hydro-sédimentaire des bassins versants de montagne est cependant complexe et encore mal comprise, en particulier les couplages et découplages qui existent entre les processus d’érosion sur les versants, très variables dans le temps et l’espace, et les processus de transfert dans le réseau hydrographique. Les processus de dépôt et de remobilisation des sédiments fins lors de la succession de crues à différentes saisons dans les rivières des bassins versants de méso-échelle (10-100 km²) ont été peu investigués.L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension des processus contrôlant la dynamique des sédiments fins, à la fois à la fois spatialement et temporellement en prenant comme cas d’étude un bassin versant d’une trentaine de km² de l’observatoire Draix Bléone, représentatif des Alpes du sud, le bassin versant du Galabre. Pour répondre à cet objectif, deux axes de travail ont été menés successivement. Dans un premier temps, l’analyse des jeux de données de deux stations hydro-sédimentaires drainant des surfaces emboîtées de 20 et 34 km² sur la période 2007-2020 permet de déduire des hypothèses de fonctionnement de la dynamique hydro-sédimentaire saisonnière du bassin versant étudié. Dans un second temps, le modèle distribué à base physique IBER est utilisé pour tester les hypothèses déduites des jeux de données.L’analyse des données hydro-sédimentaires à l’échelle de l’événement a révélé deux tendances saisonnières distinctes. L’hiver se caractérise par des précipitations de faibles intensités maximales (médiane de 6 mm/h sur 15 min) et de longues durées associées à des débits de pointe élevés (médiane de 1,5 m3/s) et des faibles concentrations maximales de matières en suspension (MES, médiane de 4 g/l). En revanche, les précipitations estivales, plus courtes et plus intenses (médiane de 12 mm/h sur 15 min), entraînent des tendances opposées en ce qui concerne les débits de pointe (médiane de 0,3 m3/s) et les concentrations en MES (médiane de 17 g/l). L’existence de deux relations saisonnières distinctes entre les exports en eau cumulés et les exports en sédiments cumulés mis en évidence à la station drainant 20 km² suggère que la période estivale est plus propice au dépôt de MES que l’hiver. Cette tendance est confirmée par l’analyse des différences de flux de MES évènementiels exportés aux deux stations.Six scénarios de modélisation ont été construits en croisant deux conditions hydrologiques contrastées (été vs hiver) et trois modes de représentations des processus d’érosion. Les tendances saisonnières mises en évidence par l’analyse des jeux de données ne sont pas reproduites intégralement par les trois modes de représentation des processus testés. Si les contrastes saisonniers de concentration en MES modélisés sont cohérents avec les observations, les dépôts modélisés dans le lit de rivière restent trop importants en hiver par rapport aux observations. D’autres conceptualisations des processus hydro-sédimentaires sont envisagées pour essayer de mieux reproduire les tendances hydro-sédimentaires observées.

Célia DESGRANGE, IPAG, septembre 2021 - septembre 2024, thèse soutenue le 23 septembre 2024

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, , 50%MPIA/Heidelberg
Au cours des deux dernières décennies, les Alpes ont été marquées par une recrudescence de la fréquence des déstabilisations rocheuses à haute altitude, faisant régulièrement les gros titres dans les médias. De nombreux travaux ont déjà montré que cette recrudescence était liée à la crise climatique actuelle, notamment à travers la dégradation du permafrost. Cette thèse vise à comprendre les dynamiques d’érosion et de déstabilisation des parois rocheuses dans le massif du Mont-Blanc, en quantifiant les taux d’érosion, en analysant les caractéristiques géométriques des déstabilisations et en identifiant les liens entre crise climatique et fréquence de ces processus. Pour ce faire, cette étude propose une approche originale combinant deux méthodes complémentaires : l’analyse de la concentration en nucléide cosmogénique (10Be) dans des clastes supra-glaciaires pour les estimations à long terme (siècles), et le balayage laser terrestre (TLS) pour les taux d’érosion à court terme (années). En plus de travailler sur deux échelles temporelles, la thèse intègre également une double échelle spatiale, permettant ainsi des observations à la fois à l’échelle des bassins versants et des parois rocheuses. Les résultats révèlent des contrastes de dynamique d’érosion marqués entre les versants nord-ouest et sud-est du massif. Les taux d’érosion à long terme atteignent 1.3 ± 0.7 mm.a-1 pour le versant nord-ouest et 0.2 ± 0.1 mm.a-1 pour le versant sud-est. Pour le court terme, le TLS montre une nette accélération des taux d’érosion moyens, particulièrement durant la dernière décennie : de 4.0 mm.a-1 entre 2005 et 2011 sur le versant nord-ouest, ils augmentent à 26.7 mm.a-1 entre 2011 et 2018, puis se stabilisent à 23.4 mm.a-1 de 2018 à 2022. Cette intensification est flagrante sur la face est de la Tour Ronde, une des parois suivies par TLS, où le taux d’érosion atteint 46.8 mm.a-1 entre 2018 et 2022. La dynamique d’érosion du versant sud-est, bien que moins intense, présente une augmentation significative, révélant une sensibilité croissante aux fluctuations thermiques récentes. Le taux d’érosion à court terme sur ce versant est passé de 0.7 mm.a-1 entre 2005 et 2011 à 6.1 mm.a-1 entre 2011 et 2018, avant d’augmenter encore à 15.9 mm.a-1 entre 2018 et 2022. L’analyse des caractéristiques géométriques des déstabilisations met en évidence l’influence de la dégradation du permafrost, notamment par la fragilisation des joints de glace qui agissent normalement comme un « ciment ». Près de 90 % des déstabilisations observées sur l’ensemble des parois suivies par TLS sont peu profondes (< 4 m), tandis que les rares ruptures plus importantes peuvent atteindre jusqu’à 25 m de profondeur, comme observé lors des étés caniculaires récents. La crise climatique, par l’élévation des températures et le retrait glaciaire associé, expose par ailleurs au rayonnement solaire de nouvelles zones rocheuses autrefois protégées, favorisant des échanges thermiques entre leur surface et l’atmosphère, amenant à la formation d’une couche active au niveau du permafrost. À la Tour Ronde, la couverture glacio-nivale a diminué de 68 % entre 2006 et 2022, et la surface du glacier du Géant a baissé d’environ 10 m au pied de la paroi. Cette thèse montre qu’une approche multi-méthodes et multi-échelles permet de préciser l’influence de la crise climatique sur les dynamiques d’érosion en haute montagne. Elle souligne également l’importance de poursuivre le suivi des parois rocheuses pour mieux anticiper les risques gravitaires croissants à haute altitude.

Léa Courtial-manent, ISTerre, décembre 2021 - décembre 2024, thèse soutenue le 18 décembre 2024

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% USMB
Au cours des deux dernières décennies, les Alpes ont été marquées par une recrudescence de la fréquence des déstabilisations rocheuses à haute altitude, faisant régulièrement les gros titres dans les médias. De nombreux travaux ont déjà montré que cette recrudescence était liée à la crise climatique actuelle, notamment à travers la dégradation du permafrost. Cette thèse vise à comprendre les dynamiques d’érosion et de déstabilisation des parois rocheuses dans le massif du Mont-Blanc, en quantifiant les taux d’érosion, en analysant les caractéristiques géométriques des déstabilisations et en identifiant les liens entre crise climatique et fréquence de ces processus. Pour ce faire, cette étude propose une approche originale combinant deux méthodes complémentaires : l’analyse de la concentration en nucléide cosmogénique (10Be) dans des clastes supra-glaciaires pour les estimations à long terme (siècles), et le balayage laser terrestre (TLS) pour les taux d’érosion à court terme (années). En plus de travailler sur deux échelles temporelles, la thèse intègre également une double échelle spatiale, permettant ainsi des observations à la fois à l’échelle des bassins versants et des parois rocheuses. Les résultats révèlent des contrastes de dynamique d’érosion marqués entre les versants nord-ouest et sud-est du massif. Les taux d’érosion à long terme atteignent 1.3 ± 0.7 mm.a-1 pour le versant nord-ouest et 0.2 ± 0.1 mm.a-1 pour le versant sud-est. Pour le court terme, le TLS montre une nette accélération des taux d’érosion moyens, particulièrement durant la dernière décennie : de 4.0 mm.a-1 entre 2005 et 2011 sur le versant nord-ouest, ils augmentent à 26.7 mm.a-1 entre 2011 et 2018, puis se stabilisent à 23.4 mm.a-1 de 2018 à 2022. Cette intensification est flagrante sur la face est de la Tour Ronde, une des parois suivies par TLS, où le taux d’érosion atteint 46.8 mm.a-1 entre 2018 et 2022. La dynamique d’érosion du versant sud-est, bien que moins intense, présente une augmentation significative, révélant une sensibilité croissante aux fluctuations thermiques récentes. Le taux d’érosion à court terme sur ce versant est passé de 0.7 mm.a-1 entre 2005 et 2011 à 6.1 mm.a-1 entre 2011 et 2018, avant d’augmenter encore à 15.9 mm.a-1 entre 2018 et 2022. L’analyse des caractéristiques géométriques des déstabilisations met en évidence l’influence de la dégradation du permafrost, notamment par la fragilisation des joints de glace qui agissent normalement comme un « ciment ». Près de 90 % des déstabilisations observées sur l’ensemble des parois suivies par TLS sont peu profondes (< 4 m), tandis que les rares ruptures plus importantes peuvent atteindre jusqu’à 25 m de profondeur, comme observé lors des étés caniculaires récents. La crise climatique, par l’élévation des températures et le retrait glaciaire associé, expose par ailleurs au rayonnement solaire de nouvelles zones rocheuses autrefois protégées, favorisant des échanges thermiques entre leur surface et l’atmosphère, amenant à la formation d’une couche active au niveau du permafrost. À la Tour Ronde, la couverture glacio-nivale a diminué de 68 % entre 2006 et 2022, et la surface du glacier du Géant a baissé d’environ 10 m au pied de la paroi. Cette thèse montre qu’une approche multi-méthodes et multi-échelles permet de préciser l’influence de la crise climatique sur les dynamiques d’érosion en haute montagne. Elle souligne également l’importance de poursuivre le suivi des parois rocheuses pour mieux anticiper les risques gravitaires croissants à haute altitude.

Jacobo Rafael Gabeiras Penas, LEGI, juin 2021 - juin 2025, thèse soutenue le 3 juin 2025

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% ADEME (Thèse est sous embargo jusqu’au 15/10/2026)
Le changement climatique intensifie la fréquence, la durée et la sévérité des vagues de chaleur en Europe, avec des zones urbaines particulièrement vulnérables dû à l’effet d’îlot de chaleur urbain (ICU). Cette thèse concerne la métropole de Grenoble dans les Alpes françaises, soumise à de fréquents épisodes caniculaires. En adoptant une approche de modélisation physique, ce travail évalue l’efficacité de différentes stratégies d’adaptation urbaine pour atténuer l’impact des canicules. Au cœur de l’étude se trouve le modèle Weather Research and Forecasting (WRF), configuré avec la paramétrisation des effets des bâtiments (BEP) et le modèle énergétique des bâtiments (BEM), permettant de simuler les échanges d’énergie entre les bâtiments et l’atmosphère. Le modèle est appliqué à haute résolution spatiale ( 100–200 mètres) à l’aide de domaines emboîtés et de données réalistes sur la morphologie urbaine. La thèse se structure en cinq chapitres développant progressivement les outils et analyses. Le premier chapitre étudie la sensibilité du modèle WRF+BEP+BEM à la simulation de l’ICU, en validant la configuration du modèle à l’aide de données d’observation issues de stations météorologiques, d’images satellites et de mesures participatives. Les résultats montrent que le modèle reproduit précisément la distribution spatiale de l’ICU la nuit, bien que des biais persistent durant la journée. Le deuxième chapitre présente WRFUP, un package Python conçu pour faciliter l’intégration de bases de données urbaines globales dans les modèles de canopée urbaine de WRF. WRFUP introduit une séquence d’actions (workflow) reproductible et open-source, qui télécharge, traite et intègre automatiquement des paramètres urbains tels que la hauteur des bâtiments et la fraction de surface bâtie. Ce package permet de faciliter les simulations urbaines de haute qualité. Le troisième chapitre compare WRFUP à d’autres approches de paramétrisation urbaine, dont l’utilisation de données LiDAR à haute résolution. Cette comparaison met en évidence les avantages et limites de chaque méthode, montrant que WRFUP offre un compromis pertinent entre automatisation, précision et applicabilité globale. Le quatrième chapitre évalue des stratégies d’adaptation aux températures élevées à travers des simulations WRF de la canicule de l’été 2023. Les scénarios incluent la végétalisation (arbres, toits verts), les matériaux réfléchissants (toits frais), l’isolation, les sols perméables et humides, la réduction de la climatisation et les panneaux solaires. Chaque intervention est analysée selon son impact sur la température de l’air, l’indice de confort thermique et la consommation énergétique. Les résultats révèlent une forte variabilité spatiale d’efficacité, certaines stratégies étant plus bénéfiques de jour ou de nuit. L’évaluation de l’effet combiné de plusieurs stratégies montre que la réduction de température est voisine de la somme des réductions de chaque stratégie. Le cinquième chapitre élargit l’analyse à des scénarios prospectifs, alignés sur les politiques d’adaptation climatique de la métropole grenobloise à l’horizon 2030 et 2050. L’horizon 2023 est basée sur la canicule de 2023. Pour 2050, une canicule en 2058 est considérée, qui est obtenue par descente d’échelle du modèle de climat global développé par l’Institut Max-Planck pour la trajectoire socio-économique SSP2-4.5. Les résultats montrent que les mesures prévues peuvent réduire l’intensité de l’ICU, le stress thermique et la demande énergétique — bien que leur efficacité dépende de l’échelle spatiale et du contexte météorologique et urbain. En conclusion, cette thèse démontre que les simulations WRF à haute résolution constituent un outil puissant pour évaluer les stratégies d’adaptation urbaine et éclairer la planification locale. Les méthodes et outils développés permettent des évaluations robustes et transférables du climat urbain et du potentiel d’adaptation dans les villes du monde entier.

Louise Dallons Thanneur, IGE, avril 2021 - avril 2025, thèse soutenue le 14 avril 2025

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% INRAE
Étudier les trajectoires des aléas au sein des socio-écosystèmes de montagne sur la longue durée est crucial pour anticiper leurs évolutions futures et garantir leur durabilité. L’examen critique de la littérature existante montre toutefois que les évolutions des aléas et des risques en contexte montagnard restent insuffisamment documentées à l’échelle séculaire, notamment pour les territoires affectés par des risques multiples et/ou en cascade. Cette thèse vise à appréhender l’évolution des risques en montagne entre 1600 et 2020 dans un système socio-environnemental archétypal des hautes vallées alpines, la Vallouise, dans le massif des Écrins (Hautes-Alpes). L’occurrence régulière de différents aléas étagés sur une large gamme d’altitudes ainsi que l’existence d’inventaires que cette thèse complète y autorisent la construction de chronologies multirisque les plus exhaustives possibles sur une période exceptionnellement longue. Celles-ci permettront de documenter et de comprendre les évolutions des aléas et des risques (nature, localisation, saisonnalité, etc.). Le travail est mené dans un cadre systémique, holistique et interdisciplinaire associant géohistoire et géosciences et propose des résultats novateurs de nature méthodologique (combiner des sources systématiques/historiques et quantitatives/qualitatives) comme plus thématique (évolutions du système multirisque, des aléas et des liens avec le climat).

Marion Deville Cavellin, LECA, nov. 2021 - nov. 2025, thèse soutenue le 14 novembre 2025

► Accéder à la thèse - Financement : 100% Labex
Les activités minières dans les Alpes ont joué un rôle économique et social très important pour les populations locales depuis l’Antiquité, voire même avant. Cependant, ces activités ont généré d’importantes quantités de déchets miniers encore présents aujourd’hui sur les zones d’extraction et de traitement. Certaines sont situées dans l’étage alpin de végétation, une zone particulièrement sensible aux modifications anthropiques. Ces déchets constituent une source persistante de contaminants tels que les éléments traces métalliques (ETMs) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), connus pour leur forte toxicité. Pourtant, malgré la richesse et le fort taux d’endémisme de la flore alpine, l’impact de ces polluants sur celle-ci n’a jamais été étudié.Ma thèse vise à combler cette lacune en évaluant les effets de ces contaminants sur une plante modèle, extitCardamine resedifolia L., une Brassicaceae hypertolérante et hyperaccumulatrice. Cette espèce pousse naturellement dans les éboulis de haute altitude des Alpes mais elle est également souvent retrouvée sur les déchets d’anciennes mines.Dans un premier temps, une méthodologie de mesure de traits facilement utilisable pouvant intégrer différents processus physiologiques et dont l’utilisation (transport, poids, temps d’utilisation) est adaptée aux conditions difficiles d’accès à ces anciennes mines d’altitude a été mise au point. Dans un second temps, différentes exploitations minières ont été étudiées dans les Alpes françaises. La caractérisation de l’exposome des communautés végétales présentes sur ces anciennes mines, et plus particulièrement de extitC. resedifolia, a révélé une contamination très localisée mais encore extrêmement forte et biodisponible notamment en ETMs, ceci allant jusqu’à plusieurs siècles après la fin de l’activité. Ces résultats permettent de mettre en évidence une pression environnementale toujours bien présente.Face à ce constat, je me suis posée deux grandes questions : comment extitC. resedifolia tolère-t-elle cette pollution ? Et pourquoi extitC. resedifolia est-elle tolérante ; autrement dit, quels sont les mécanismes évolutifs mis en jeu dans cette tolérance ? L’exploration des mécanismes de tolérance à partir des données transcriptomiques, métabolomiques et des traits fonctionnels foliaires a révélé que les différentes populations recourent à des stratégies distinctes. Celles-ci impliquent l’expression différentielle de gènes variés, souvent localisés dans les mêmes voies métaboliques, et conduisent extitin fine à une tolérance aux polluants. Les principaux mécanismes mis en jeu dans cette tolérance ont un lien avec les mécanismes de gestion du stress oxydant, ainsi que la détoxication des ETMs et des HAPs via leurs stockage ou leurs fonctionnalisation. Par ailleurs, en combinant des données génomiques et expérimentales, j’ai pu montrer que si toutes les populations tolèrent la contamination grâce à la plasticité phénotypique, dans certaines d’entre elles, une adaptation locale très rapide avait eu lieu sur des échelles spatio-temporelles encore jamais décrites.Mon travail intégrant ces différentes approches permet une étude allant de l’échelle cellulaire à celle des populations. Cette intégration permet ainsi de mettre en évidence à la fois des stratégies physiologiques de tolérance, mais également les dynamiques évolutives possibles de réponse à la polluante minière sur le long terme d’une espèce alpine, extitC. resedifolia. Ma thèse permet de mettre en avant l’importance d’étudier les conséquences de l’exposition aux contaminants selon différentes échelles, particulièrement dans le contexte alpin, où les impacts des activités humaines sur la flore, et plus largement sur l’écosystème restent encore très peu connus.

Perle Charlot, LESSEM, oct. 2021 - dec. 2024, thèse soutenue le 09 décembre 024

► Accéder à la thèse - Financement : 100% Labex
Le déclin de la biodiversité, provoqué par des pressions anthropiques, influence le fonctionnement des sociétés humaines qui reposent en partie sur les écosystèmes pour leur bien-être. La reconnaissance des interactions complexes et imbriquées entre dynamiques écologiques et socio-économiques a conduit à un recentrage de la biologie de la conservation et de l’écologie sur l’étude des socio-écosystèmes et de la coexistence de leurs composantes face aux changements globaux. Bien que des recherches aient été menées, la complexité des interactions écologiques et sociales soulève encore des questions, notamment sur le rôle des relations entre les organismes vivants et leur environnement dans les processus de coexistence. Dans ma thèse, j’ai étudié les socio-écosystèmes de montagne dans les Alpes, qui, bien que relativement préservés jusqu’ici, subissent des transformations dues à l’augmentation des activités récréatives en altitude.J’ai d’abord examiné les interactions entre humains et faune sauvage sous l’angle de la perturbation humaine, en analysant comment l’occupation de l’espace par les activités récréatives affecte les habitats et les ressources alimentaires des chamois (Rupicapra rupicapra) dans le massif des Bauges. J’ai modélisé la distribution de chamois en intégrant des données temporelles, spatiales et environnementales, ce qui m’a permis d’identifier les zones favorables à leur présence. En simulant différents scénarios de perturbation humaine, j’ai comparé les surfaces d’habitats favorables, révélant que la population de chamois évite les zones fréquentées par les humains, entraînant une perte moyenne de 9 % d’habitats hautement favorables et de 3 % d’habitats à forte biomasse.J’ai ensuite adopté une nouvelle perspective sur les interactions entre activités humaines et faune sauvage en intégrant ces différents agents dans un même cadre. En me concentrant sur une zone protégée du massif de Belledonne, j’ai cherché à caractériser la co-présence entre le pastoralisme (pâturage de brebis), la randonnée pédestre et la nidification du tétras-lyre (Lyrurus tetrix) en adaptant la théorie de la niche écologique. Grâce à un cadre multidimensionnel, j’ai cartographié les variables influençant leur distribution et comparé les niches dans un espace synthétisé à deux dimensions. J’ai constaté que le plan écologique du socio-écosystème d’alpage se structure autour d’un gradient d’intensité de modification anthropique et de végétalisation. Seules les exigences environnementales de la randonnée et du pâturage sont statistiquement similaires.Le dernier chapitre, fruit d’une collaboration pluridisciplinaire, a permis une réflexion approfondie sur la comparaison des approches étudiant les interactions entre êtres vivants, à travers l’écologie, la biologie de la conservation, la géographie et la sociologie. Une distinction notable entre les disciplines est apparue : en sciences environnementales, l’accent est mis sur les résultats des interactions, tandis qu’en sciences sociales, l’attention se porte davantage sur les processus en amont et concomitants à ces interactions. Je recommande d’employer une complémentarité d’approches pour mieux appréhender les interactions au sein des socio-écosystèmes.Je m’appuie sur ces chapitres, qui offrent des perspectives complémentaires pour analyser les activités humaines, à la fois en tant que perturbation et agents actifs, pour révéler parfois une compétition pour l’espace ou les ressources entre la faune sauvage et les êtres humains. Je conclus en soulignant que le choix d’étudier les interactions dans les socio-écosystèmes sous l’angle de la coexistence n’est pas anodin, reconnaissant que ce terme porte une charge normative, notamment dans l’idéal positiviste d’une cohabitation durable. Néanmoins, il demeure un cadre conceptuel pertinent et utile à mobiliser pour appréhender les interactions entre les humains et la biodiversité dans un contexte de conservation.

Albane Barbero, IGE, fev. 2018 - fev. 2021, thèse soutenue le 11 juin 2021

► Accéder à la thèse - Financement : 100% Labex
Les espèces réactives (oxydes d’azote NOx, radicaux hydroxyle OH et peroxyde HO2, RO2, oxydes d’halogène BrO, IO) jouent un rôle clef malgré leurs temps de vie extrêmement courts dans l’atmosphère en contrôlant la capacité oxydante et la chimie de l’atmosphère de des régions polaires. Cependant des questions fondamentales sur le contrôle que peuvent exercer ces espèces sur ces atmosphères restent ouvertes et controversées. Dans ce cadre, le sujet de cette thèse vise principalement à résoudre les deux problématiques suivantes :
1) Quels rôles les radicaux halogénés XO jouent-ils en régions côtières mais aussi sur le plateau antarctique ? Quels sont leurs concentrations ? Comment la glace de mer (à la côte) et la chimie de la neige (sur le continent) influence leur abondance dans l’atmosphère ? Y a-t-il une différence de chimie atmosphérique entre l’Ouest et l’Est de la côte Antarctique comme le suggère des publications récentes, avec une chimie contrôlée par les NOx à l’Est et par XO à l’Ouest ? Quels sont les puits et sources de XO et comment participent ils à la formation de l’aérosol atmosphérique ?
2) Quel est le rapport NO2/NO sur le plateau Antarctique ? Pour répondre à cette question, il s’agira de contraindre les concentrations de NOx sur le plateau Antarctique. Si la source de NOx par le manteau neigeux est bien établie, exerçant un contrôle très prononcé sur des espèces comme O3, OH, RO2, (ce que l’on appelle la capacité oxydante de l’atmosphère), il n’en est rien du rapport NO2/NO de l’atmosphère. Des mesures précédentes dans le cadre des projets SUNITEDC et OPALE (2011/2012) ont montré des rapports NO2/NO mesurés jusqu’à quatre fois supérieures à ceux pouvant être expliqués par les concentrations de RO2 et BrO. Il est fort possible que ce biais soit le fruit d’une interférence de mesure, bien que d’autres indicateurs comme les isotopes stables de l’oxygène laissent supposer à contrario une connaissance incomplète de la chimie des NOx sur le plateau Antarctique. Il est donc primordial de pouvoir lever cette ambiguïté sur le rapport NO2/NO, tant cette mesure conditionne le budget des HOx, RO2 et O3.

Marguerite Mathey, ISTerre, Sept. 2017-Sept. 2020, thèse soutenue le 17 décembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx OSUG 2020, 50% IRSN
La grande quantité de données de géodésie spatiale disponibles (20 ans de GNSS et d’InSAR) et de sismologie (Sismalp, 30 ans) servira à établir un champ de déformation 3D haute résolution de la croûte supérieure dans les Alpes occidentales. Ce champ indiquera le rôle relatif des moteurs géodynamiques potentiels de la déformation actuelle. En synergie, le projet ANR AlpArray (A. Paul, ISTerre) établira une image précise des structures profondes des Alpes par une tomographie sismique haute résolution. La disponibilité simultanée du champ de déformation 3D de la croûte supérieure et de la géométrie des structures profondes conduira à des résultats novateurs concernant les moteurs de déformation en contexte orogénique lent. Aussi, notre approche combinée sismologie / géodésie permettra de mieux contraindre l’aléa sismique dans les Alpes et les régions adjacentes.

Eduardo Tusa, Gipsa-Lab/Irstea, nov. 2017 - nov. 2020, thèse soutenue le 17 décembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 100% Labex
Les nouveaux outils de télédétection présentent un fort potentiel pour contribuer à la gestion durable des peuplements forestiers. Les évolutions récentes obtenues tant pour les capteurs (Lidar, hyperspectral), les vecteurs (drones) et les méthodes de traitement (Structure from Motion) donnent un niveau de détail à l’échelle de l’arbre. Afin d’exploiter au mieux la complémentarité de ces données, de nouvelles méthodes de fusion sont requises. Cette thèse a pour objectif le développement de méthodes de caractérisation géométrique et radiométrique des houppiers des arbres par fusion de données 3D (Lidar aéroporté, SfM) et hyperspectrales. Elle s’appuie sur les compétences complémentaires de Irstea Grenoble (télédétection des forêts) et Gipsa‐Lab (fusion de données) et bénéficie de la synergie avec d’autres projets portés par des équipes de l’OSUG (atelier drone, observatoire à long terme ORCHAMP…).

Jordi Bolibar, IGE/Irstea, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 20 octobre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% Irstea
Ce projet de thèse a pour objectif de mettre en place une représentation des glaciers et de leur évolution spatio-temporelle dans l’outil de modélisation hydrologique J2000-Rhône, afin de quantifier la contribution hydrologique des glaciers et son évolution dans le contexte de changement climatique actuel et durant le 21ème siècle à l’échelle du bassin versant du Rhône.
J2000-Rhône constitue un outil d’aide à la gestion de l’eau pour les acteurs publics et opérationnels du monde de l’eau (hydro-électricité, usage touristique des retenues d’eau, irrigation estivale). Ce travail de modélisation glacio-hydrologique et les projections établies pour le 21ème siècle permettront l’estimation des possibles pressions sur la ressource en eau et ses usages selon différents scénarios, utiles aux acteurs du territoire (opérateurs hydro-électriques, agences de l’eau, …) pour choisir des politiques de gestion adaptées.

Lucile Mignon, IPAG, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 6 décembre 2021

► Accéder à la thèse - Financement : 100 % Labex
Beaucoup d’effort se focalisent sur la recherche de planètes telluriques autour des étoiles naines rouges, éventuellement en zone habitable. Ces systèmes permettront les premières caractérisation d’atmosphères d’exoplanètes telluriques dès le lancement du JWST en 2018. La limite principale de leur détection par la méthode des vitesses radiales est l’activité stellaire.
Le but de la thèse est de finement caractériser les effets de l’activité stellaire des naines rouges pour pouvoir partiellement les corriger. Cette analyse permettra de calculer les limites de détections des exoplanètes et de déterminer ensuite les fréquences d’occurence des planètes autour des naines rouges. Cette thèse est liée à la préparation et à l’analyse des premières données qui viendront de SPIRou. SPIRou est un spectropolarimètre qui sera installé au Canada France Hawaii Telescope à l’automne 2017 qui est soutenu par l’OSUG via un service d’observation SO2 et via un fort soutien financier du labex OSUG@2020, associé à la Vice-Présidence recherche de l’UJF (à la hauteur de 80kE(labex)+160kE(VPR)).

Antoine Grandjean, IPAG, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 14 décembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% Labex, 50% ANR GIPSE
Le projet de thèse consiste à étudier de façon exhaustive les exoplanètes géantes, du centième d’’unité astronomique à la centaine d’unité astronomique. La fréquence/taux de planète géante en sera déduit pour la première fois. Ces résultats observationnels seront comparés aux modèles de synthèse de population des planètes afin de contraindre le processus de formation des planètes géantes. L’étude dynamique de certains systèmes sera menée. Cette étude permettra aussi déterminer la masse dynamique des planètes et ainsi de calibrer la relation masse-luminosité utilisée en imagerie directe. Cette étude reposera sur la combinaison de différentes techniques complémentaires qui seront effectuées lors de cette thèse. Les planètes éloignées de leurs étoiles (1-100 ua) seront étudiés via de l’imagerie à haut contraste, avec l’instrument SPHERE du VLT. Les planètes les plus proches (0.01-2 ua) seront étudiées par la méthode des vitesses radiales, avec le spectrographe HARPS de La Silla et SOPHIE de l’OHP. Les données astrométriques de Gaïa permettrons l’étude des distances intermédiaires (2-5 ua). L’étude sera effectuée sur des données de survey déjà effectués ainsi que d’observation effectuées durant la thèse.

Leila Gabasova, IPAG, sept. 2017 - sept. 2020, thèse soutenue le 27 septembre 2021

► Accéder à la thèse - Financement : 25% LabEx
La mission New Horizons (NASA) a survolé Pluton le 14 Juillet 2015 et rapporté toute une série de données de sa surface, hyperspectrales proche infrarouge en particulier. Des cartes semi-quantitatives de leur distribution spatiale ont été obtenues (Schmitt et al. 2017, thèse S. Philippe 2016) et commencent à être utilisées pour caractériser la composition des diverses structures géomorphologiques présentes à la surface de Pluton et pour étudier les processus d’évolution saisonnière et climatique. Le sujet de cette thèse consiste à analyser les transitions compositionnelles entre les différentes régions de Pluton, puis inverser les données hyperspectrales par transfert radiatif pour obtenir des cartographies fiables de la composition et de la texture des glaces (CH4, N2, CO, H2O) et de la matière organique. Celles-ci, corrélées aux paramètres de surface (latitude, topographie…) seront utilisées pour interpréter les processus géologiques et climatiques à l’oeuvre

Maria Belen Heredia Guzman, Irstea/CEN, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 10 décembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx
Une avalanche de neige est un danger naturel défini comme une masse de neige en mouvement rapide. Depuis les années 30, scientifiques conçoivent des modèles d’avalanche de neige pour décrire ce phénomène. Cependant, ces modèles dépendent de certains paramètres d’entrée mal connus qui ne peuvent pas être mesurés. Pour mieux comprendre les paramètres d’entrée du modèle et les sorties du modèle, les objectifs de cette thèse sont (i) de proposer un cadre pour calibrer les paramètres d’entrée et (ii) de développer des méthodes pour classer les paramètres d’entrée en fonction de leur importance dans le modèle en tenant compte la nature fonctionnelle des sorties.

Sylvain Fiolleau, Irstea/ISterre, sept. 2017 - sept. 2020, thèse soutenue le 10 novembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 100% LabEx
Les glissements de terrain argileux présentent fréquemment des phénomènes d’accélération et de fluidification, qui les rendent particulièrement dangereux pour les biens et les personnes. Dans la région du Trièves, le glissement d’Harmalière s’est récemment réactivé, avec un volume déplacé de 2 millions de m3. D’après les observations, le mécanisme au niveau de l’escarpement sommital semble solide-frictionnel avec des surfaces de rupture montrant des stries de glissement, tandis que, dans la partie basse, le glissement évolue en coulée avec un comportement viscoplastique. Cet évènement spectaculaire offre une occasion exceptionnelle pour comprendre les processus impliqués dans la transition rhéologique solide-fluide des glissements argileux, qui constitue toujours un point de blocage scientifique. L’étude proposée s’appuiera sur l’analyse combinée de données géophysiques et satellitaires, d’essais mécaniques et de modélisation numérique.

Benoit Toubhans, ISTerre, sept. 2017 - sept. 2020, thèse soutenue le 11 septembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx / 50% Swansea University
Le selenium et le cuivre jouent des rôles fondamentaux dans la santé humaine. Le selenium est un des constituants ayant un rôle dans les voies de signalisation antioxydatives, chemopreventif, chemothérapeutique mais toxique à haute dose contrairement aux nanoparticules de selenium qui le sont moins. Le Cuivre possède également des rôles biologiques et son fractionnement pourrait être utilisé en tant que biomarqueur dans le cancer pour suivre la progression ou diagnostiquer précocement celui ci. Les cellules cancéreuses d’ovaires seront cultivés en présence de cuivre et exposées au Selenium (ions, Secysteine, Seproteines ou NP). Puis elles seront analysées lors de leur prolifération par MC-ICP-MS et synchrotron afin de comprendre le mécanisme exact qui sous-tend l’utilisation des SeNP en tant qu’agent thérapeutique et l’utilisation des isotopes du cuivre en tant qu’outil diagnostic du cancer.

Felix Gerick, ISterre, nov. 2017 - nov. 2020, thèse soutenue le 4 décembre 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx / 50% ETH
Nous disposons aujourd’hui grâce aux satellites d’observations magnétiques précises et globales sur des périodes de temps de plusieurs décennies. Conjointement aux fluctuations de la rotation de la Terre, ces données fournissent de précieuses informations sur les ondes magnétiques dans le noyau liquide. Leur propagation est très sensible aux propriétés de l’interface noyau-manteau (CMB) : les petits écarts à la sphéricité de cette interface et la conductivité électrique du manteau solide adjacent au noyau. L’étude consistera à partir d’un modèle simplifié de la dynamique du noyau et à doter la CMB d’une topographie de façon à étudier son influence sur la propagation des ondes. La simplification du modèle repose sur la propriété d’invariance des écoulements dans la direction de l’axe de rotation. Le groupe de Zürich a déjà utilisé ce type de modèle pour étudier l’effet d’une topographie sur les écoulements convectifs sans champ magnétique tandis que le groupe de Grenoble l’a employée pour décrire la propagation d’ondes magnétiques sans topographie. L’enjeu de la thèse sera de combiner ces deux approches.

Mehdi Kefti, LECA, oct. 2017 - oct. 2020

- Financement : 50% LabEx
Ce projet de doctorat propose d’utiliser un ensemble de données sans précédent d’environ 8 000 séquences génomiques à faible couverture correspondant à chaque espèce florales alpines et Arctico-boréales afin d’étudier l’impact des éléments transposables (TE) sur la dynamique évolutive des génomes en relation avec la capacité d’adaptation des plantes à des conditions environnementales extrêmes et donc potentiellement aux changements climatiques. L’impact des TE est ici évalué en comparant leur diversité et leur abondance entre plusieurs groupes sœurs des Alpes et du cercle Arctico-Boréal. Les résultats seront mis en relation avec la phylogénie et les caractéristiques écologiques des plantes afin de vérifier si certaines des propriétés observées peuvent être associées à des clades spécifiques, des environnements ou des traits d’histoire de vie. Le doctorat sera co-supervisé en collaboration avec l’Université de Tromsø et le Musée d’histoire naturelle.

Paul Dufour, LECA, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 26 mars 2021

► Accéder à la thèse - Financement : 100% LabEx
Les oiseaux entreprennent parmi les migrations les plus spectaculaires du règne animal, certaines espèces voyagent sur plusieurs milliers de kilomètres tandis que d’autres sont sédentaires. Cela soulève de nombreuses questions sur les pressions de sélection sous jacentes et l’origine évolutive de ce comportement migratoire. Ce projet abordera ces questions au moyen de modèles évolutifs ajustés sur des phylogénies moléculaires, combinés avec des données paléontologiques et écologiques, ainsi que des mesures sur le terrain pour certaines espèces modèles. Nous utiliserons également des modèles climatiques et tectoniques décrivant les changements terrestres du globe afin de tester d’autres scénarios d’évolution par lesquels les stratégies de migration des oiseaux ont émergé et ont continuellement évolué jusqu’ à présent. En rapprochant la géophysique, la paléo-climatologie, la biogéographie et la génomique, ce projet de doctorat ouvrira de nouvelles perspectives pour comprendre comment les environnements physiques et l’évolution façonnent la biodiversité des oiseaux.

Jérémie Dagaut, LEGI, oct. 2017 - oct. 2020, thèse soutenue le 16 décembre 2021

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 100% LabEx
L’enjeu de ce projet vise à mieux comprendre et modéliser la dynamique des courants gravitaires sur pente, qui contrôlent la circulation de l’océan, de l’atmosphère et des zones côtières. Le rôle du mélange turbulent induit par les instabilités hydrodynamiques qui s’y développent est primordial. En présence de pentes courbes, il existe une compétition entre l’instabilité de cisaillement (Kelvin-Helmholtz) et l’instabilité centrifuge (Görtler). Les conditions d’émergence de ces instabilités, leur interaction et leur effet sur la dynamique globale de l’écoulement sont encore mal compris à ce jour. L’objectif de la thèse est d’utiliser en synergie la variété d’approches dont le LEGI est spécialiste (numérique, expérimentale, théorique) pour répondre à ces questions. Dans une seconde phase applicative, les données de mesures in situ effectuées dans le cadre de projets OSUG@2020 (collaboration LEGI/LTHE-IGE) seront ré-interprétées à la lumière de ces nouvelles connaissances, et des campagnes de mesures in-situ plus ciblées seront dimensionnées.

Marc Ohlmann, LECA, Oct. 2016 - Oct. 2019, thèse soutenue le 17 décembre 2019

► Accéder à la thèse - Financement : 50% ERC Grant TEEMBIO / 50% LabEx
Cette thèse s’intéresse aux liens entre réseaux d’interactions en écologie, espace et temps. On assiste à un changement croissant de représentation d’un communauté d’espèces, d’un ensemble d’espèces à un ensemble d’espèces et leurs interactions : un réseau d’interactions. On s’attachera alors à élaborer les prémisses d’une théorie spatiale des réseaux, en développant des méthodes, des modèles et en les appliquant sur des données écologiques.

Noélie Bontemps, ISTerre, Oct. 2016 - Oct. 2019, thèse soutenue le 20 décembre 2019

► Accéder à la thèse - Financement : 50% CNES / 50% LabEx
Les mouvements de terrain sont le premier risque naturel secondaire lié aux séismes. L’analyse des inventaires de glissements de terrain rapides déclenchés par de larges séismes (Mw>6,6) a par ailleurs révélé une interaction complexe entre les secousses sismiques et les précipitations. Cette interaction s’exprime notamment par un nombre plus important de glissements déclenchés dans les mois voire les années qui suivent un séisme de forte magnitude. Malgré toutes les observations existantes, l’identification et la quantification des différents processus impactant la cinématique des glissements de terrain lors de séismes restent limitées par manque de données in situ. Le but principal de cette thèse est ainsi d’étudier ces mécanismes dans les régions où les forçages sismiques et pluviométriques peuvent être interdépendants.

Robin Mainieri, équipe EM / Irstea, Oct. 2016 - Oct. 2019, thèse soutenue le 13 mars 2020

► Accéder à la thèse - Financement : 50% Irstea / 50% LabEx
Les chutes de pierres sont l’un des processus géomorphologiques les plus courants dans les milieux à forte pente. Malgré leur volume limité, les chutes de pierres constituent un danger important, en raison de leur évolution rapide, de leur vitesse élevée et de l’énergie d’impact. Leur caractère imprévisible peut être problématique lorsque l’on souhaite étudier en détail leur dynamique et leurs facteurs de déclenchement dans des conditions naturelles. L’influence relative des précipitations, de la fonte des neiges, de la température ou des cycles de gel-dégel est depuis longtemps reconnue, notamment grâce à des méthodes de surveillance des parois à moyen terme. A très haute altitude, des relations sans équivoque ont été établies entre l’augmentation de l’activité des chutes de pierres, le dégel du pergélisol et le réchauffement climatique. En revanche, en dessous de la limite du pergélisol, la rareté persistante de bases de données exhaustives et précises rend nos connaissances encore lacunaires. Au cours des deux dernières décennies, la dendrogéomorphologie - une approche basée sur l’analyse des dommages infligés aux arbres après des impacts d’éboulement - a été utilisée pour combler certaines limites inhérentes aux archives historiques. Paradoxalement, ces reconstitutions n’ont que rarement été comparées aux données climatiques afin de déterminer précisément les facteurs météorologiques déclencheurs ou pour détecter les influences du réchauffement climatique sur l’activité des chutes de pierres.Dans ce contexte, cette thèse vise à proposer des recommandations méthodologiques pour optimiser les stratégies d’échantillonnage afin de quantifier précisément les incertitudes des reconstructions dendrogéomorphologiques dans le temps.

Thibault Jougla, LEGI, Oct.2015 - Oct. 2018, thèse soutenue le 3 décembre 2018

► Accéder à la thèse - Financement : 50% St. Andrews University (UK) / 50% LabEx
Cette thèse étudie la formation et l’evolution des jets et des vortex dans les atmosphères planétaires turbulentes, à l’aide d’une double approche de simulations numériques et d’expériences de laboratoire.

Jinhwa Shin, Équipe iCe3 / IGE, Oct. 2015 - Oct 2018, thèse soutenue le 18 mars 2019

► Accéder à la thèse - Financement : 50% ERC Grant ICE&LASERS / 50% LabEx
Les simulations du climat futur reposent désormais sur la prise en compte du couplage intime entre le climat et le cycle du carbone, susceptible de diminuer le puits naturel de dioxyde de carbone (CO2) anthropique, voire de transformer en sources de CO2 les réservoirs naturels de carbone sous l’effet du réchauffement global. Ce couplage fait intervenir à la fois le compartiment océanique (intensité de la pompe biologique, échanges océan/atmosphère, ventilation des eaux profondes) et le compartiment terrestre (dynamique des sols gelés, migration de la forêt boréale, évolution des forêts tropicales en fonction du cycle hydrologique). L’échelle de temps caractéristique pour la plupart de ces rétroactions se chiffre en décennie au minimum, et le plus souvent en millénaires. Ainsi les observations actuelles du CO2 atmosphérique et des flux associés ne suffisent pas à comprendre les mécanismes impliqués dans les rétroactions lentes. Elles doivent être complétées par des contraintes sur ces rétroactions climat-carbone couvrant les variations climatiques à long terme, comme celles caractérisant les derniers cycles climatiques glaciaire-interglaciaires. Ces contraintes permettent alors d’évaluer les modèles couplés sous des conditions aux limites différant largement de la période instrumentale, et donc d’accroître notre confiance dans leurs simulations du futur.
Si l’on connaît désormais relativement bien l’évolution du rapport de mélange du CO2 au cours des derniers 800.000 ans grâce aux carottes de glace, il n’en va pas de même d’un autre marqueur tout aussi pertinent pour comprendre les couplages lents entre climat et carbone : le rapport isotopique 13C/12C du CO2 (notation δ13CO2). Ce rapport résulte des échanges permanents entre les trois réservoirs principaux de carbone à ces échelles de temps : atmosphère, biosphère continentale, océan. Selon les réservoirs et les mécanismes impliqués, le CO2 transféré possède une signature isotopique plus ou moins enrichie ou appauvrie en isotope lourd 13C. L’évolution temporelle du signal δ13CO2 permet donc de restreindre le champ des scénarios capables d’expliquer – par exemple – l’augmentation de 40% du CO2 lors d’une transition glaciaire-interglaciaire.

Marielle Malfante, équipe SIGMAPHY / Gispa-Lab, Oct. 2015 - Oct. 2018, thèse soutenue le 3 octobre 2018

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% DGA, 50 % LabEx
Ce manuscrit de thèse résume trois ans de travaux sur l’utilisation des méthodes d’apprentissage statistique pour l’analyse automatique de signaux naturels. L’objectif principal est de présenter des outils efficaces et opérationnels pour l’analyse de signaux environnementaux, en vue de mieux connaitre et comprendre l’environnement considéré. On se concentre en particulier sur les tâches de détection et de classification automatique d’événements naturels.

Claudia Aristizábal, ISTerre, Oct. 2014 – Oct. 2017, thèse soutenue le 19 mars 2018

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% STREST (EU)
Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans l’objectif général de fournir des recommandations sur la façon d’intégrer les effets du site dans l’évaluation probabiliste des risques sismiques, mieux connue sous le nom de PSHA, une méthodologie connue et utilisée à l’échelle mondiale pour estimer l’aléa et le risque sismiques à l’échelle régionale et locale...

Joseph Bellier, Mars 2015 - Février 2018, thèse soutenue le 21 septembre 2018

► Accéder à la thèse - Financement : 50% LabEx, 50% Compagnie Nationale du Rhône
Ce mémoire de thèse s’intéresse à la production de prévisions hydrologiques probabilistes à court/moyen terme, dans un contexte impliquant plusieurs bassins aux débits plus ou moins corrélés. Notre cas d’étude réel concerne différents affluents du Haut-Rhône français...

Olivier Barrois, ISTerre, 2014-2016, thèse soutenue le 12 octobre 2017

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% CNES / 50% LabEx
Cette thèse propose de retrouver des informations sur l’état du noyau terrestre à la frontière noyau-manteau, en combinant, d’une part, des contraintes spatiales issues de modélisations numériques directes, et d’autre part, des informations temporelles provenant d’équations stochastiques. Cet objectif est réalisé grâce à l’utilisation de méthodes inverses, et à la construction d’un algorithme d’assimilation de données à état augmenté. L’algorithme répond à la double volonté d’être flexible, c’est-à-dire de pouvoir intégrer plusieurs sources de données ou d’informations, et simple d’utilisation, c’est-à-dire d’être peu coûteux en temps de calcul et facilement modifiable.

Gabriele Arduini, LEGI, Nov. 2013 - Nov. 2016, thèse soutenue le 06 juin 2017

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50 % LabEx, 50 % University of Hertfordshire
L’objectif du travail de thèse est de comprendre l’influence du relief environnant une vallée (une plaine ou une autre vallée, de même axe ou tributaire) sur les bilans de masse et de chaleur au sein de la vallée par condition stable hivernale. Le travail s’appuie sur des simulations numériques tridimensionnelles pour une vallée idéalisée puis pour la vallée de l’Arve autour de la ville de Passy, une modélisation numérique à haute résolution (100 m horizontalement) d’un épisode stable hivernal associé à une campagne de mesures ayant été développée pour cela. Le code communautaire WRF (Weather Research and Forecast) est utilisé. La modélisation numérique réaliste dans la vallée de l’Arve montre que le vent le long des vallées tributaires, dont la direction est pilotée par l’écoulement de grande échelle, contrôle la hauteur et l’intensité de l’inversion thermique mais ne pénètre pas en fond de vallée du fait de la couche d’air très froid qui s’y forme. Le modèle développé permet ainsi de comprendre qu’une forte pollution ait pu s’établir à Passy durant l’épisode stable. Couplé au cadastre d’émission fourni par l’agence de qualité de l’air de la région Auvergne Rhône-Alpes, ce modèle permettra de prédire le champ de concentration des polluants au sein de la vallée.

Luc Charrois, CEN / LGGE, Oct. 2013 – Oct. 2016, thèse soutenue le 5 janvier 2017

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% LabEx, 50% Météo-France
Une modélisation précise du manteau neigeux saisonnier est indispensable pour comprendre son évolution et améliorer la prévision du risque d’avalanche. Les erreurs du modèle et l’imprécision des forçages météorologiques sont des sources inévitables d’incertitudes dans les simulations du manteau neigeux. Contraindre le modèle avec des observations peut être un moyen de minimiser l’impact de ces incertitudes dans les simulations. En raison de la faible densité des réseaux de mesures in situ et de la forte variabilité spatiale du manteau neigeux, il est vraisemblable que seule l’imagerie satellitaire puisse permettre une contrainte efficace du modèle. L’objectif de la thèse est d’explorer l’assimilation des réflectances optiques satellitaires dans le modèle de manteau neigeux Crocus.

Galateia Terti, LTHE, Janv. 2014 - Janv. 2017, thèse soutenue le 27 mars 2017

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% LabEx, 50% NOAA (USA)
Au XXIe siècle, la prévision de l’aléa hydrométéorologique et des impacts associés aux crues rapides demeurent un défi pour les prévisionnistes et les services de secours. Les mesures structurelles et / ou les avancées des systèmes de prévision hydrologique ne garantissent pas, à elles seules, la réduction des décès lors de ces phénomènes d’inondation rapide. La littérature souligne la nécessité d’intégrer d’autres facteurs, liés aux processus de vulnérabilité sociaux et comportementaux, afin de mieux prendre en compte les risques encourus par les populations lors de ces épisodes extrêmes...

Gilles Nicolet, Irstea, Oct. 2013 - Oct. 2016, thèse soutenue le 16 juin 2017

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% Labex / 50% Irstea
La gestion des risques dans les régions montagneuses nécessite une caractérisation des extrêmes neigeux. Nous utilisons le cadre des processus max-stables, qui relient statistique des valeurs extrêmes et géostatistique, pour étudier la dépendance spatiale des maxima hivernaux de cumuls de chutes de neige sur 3 jours et de hauteurs de neige dans les Alpes françaises. Deux questions sont abordées : la sélection de modèle et la non-stationnarité temporelle. Nous commençons par introduire une procédure de validation-croisée que nous utilisons pour évaluer les capacités de plusieurs processus max-stables à capturer la structure de dépendance spatiale des maxima de chutes de neige. Ensuite, nous mettons en évidence une baisse de la dépendance spatiale des chutes de neige extrêmes durant ces dernières décennies. Enfin, nous montrons comment modéliser des tendances temporelles dans une structure de dépendance spatiale des extrêmes à travers l’exemple des maxima de hauteurs de neige. Pour les extrêmes de chutes comme de hauteurs de neige, la dépendance spatiale est fortement impactée par le changement climatique, premièrement par l’effet de la hausse de la température sur la phase (neige ou pluie) de la précipitation, et ensuite par la baisse du cumul hivernal des chutes de neige.

Marco Zanatta, LGGE, Oct. 2012- Oct. 2015, thèse soutenue le 4 avril 2016

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 50% LabEx / 50% Paul Scherrer Institute (Suisse)
Le carbone noir (BC) est un particule émise par la combustion incomplète des combustibles fossiles et de la biomasse. Il est considéré comme le deuxième facteur, après le CO₂, contribuant au réchauffement climatique. Cela est dû à ses propriétés d’absorption de la lumière ; en effet, c’est le plus puissant absorbeur de lumière atmosphérique dans le spectre visible. Bien que son impact global sur le bilan radiatif de la planète soit significatif, une incertitude importante subsiste quant aux mécanismes précis dans lesquels le BC intervient : variabilité saisonnière du forçage atmosphérique effectif, rôle du BC en tant que noyaux de condensation des nuages et impact du rayonnement du BC sur la cryosphère. Nos travaux ont été conçus dans le but de réduire les incertitudes liées à certaines étapes importantes du cycle du BC, telles que sa transformation dans l’atmosphère, ses interactions avec les nuages et son transport vers les régions polaires éloignées.

Rachel Abrahami, Isterre, Oct 2011 – Oct 2014, thèse soutenue le 5 mai 2015

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 100% Labex
La chaîne Himalayenne, soumise à des processus climatiques et tectoniques très actifs est un chantier idéal pour l’étude des rétroactions entre climat et tectonique. Cette étude concerne l’évolution du bassin versant de la rivière Tista (Sikkim) et du mégafan qu’elle dépose, au pied du relief.
Les taux d’exhumation du bassin versant de la Tista à l’échelle du million d’années (traces de fission sur apatite) les plus forts sont concentrés (1.2 ± 0.6 mm/an) au niveau d’un duplex, suggérant un contrôle tectonique. Les taux d’érosion élevés à l’échelle millénaire (10Be) (1 à 2 mm/an) coïncident avec les fortes pentes des rivières au niveau de l’avancée maximale des glaciers durant le LGM (Fig. 1). L’érosion millénaire au Sikkim est donc en partie liée à l’héritage géomorphologique glaciaire.
Les dépôts du megafan forment deux lobes distaux en aval de l’apex, d’âge > 50 000 ans (IRSL), incisé par la Tista depuis 4000+600/-400 ans (10Be). Le lobe occidental, a été abandonné vers 10 000 – 11000 ans. Le lobe oriental, plus récent (< 1000 ans), s’est développé quand le réseau de drainage principal a migré vers l’Est à l’occasion d’importantes avulsions (Fig. 2). Les périodes d’aggradation des lobes sont compatibles avec un guidage climatique pendant des périodes de mousson de forte intensité, associées à des flux sédimentaires importants.

Julien Milli, IPAG, Oct. 2011- Oct. 2014, thèse soutenue le 23 septembre 2014

► Accéder à la thèse | ► Télécharger la fiche thèse - Financement : 33% Labex / 66% ESO
SPHERE est un instrument majeur de la communauté astronomique européenne impliquant un large consortium. Son but est de détecter et caractériser par imagerie directe des exo-planètes et disques circumstellaires.
Le projet de thèse proposé ici est unique par la combinaison d’une expertise sur l’instrument d’abord lors des tests en laboratoire en Europe puis lors de sa mise en place à l’observatoire du VLT au Chili, ainsi que pour son champ d’application sur les disques.