Caractérisation et évolution des précipitations extrêmes horaires dans les Alpes françaises

Contexte
Le changement climatique entraine un réchauffement de l’air à la surface de la planète, plus marqué sur les continents que sur les océans. Le réchauffement atteint désormais 1.1°C à l’échelle globale, 1.7°C en France métropolitaine, et 2°C dans les Alpes françaises depuis l’ère préindustrielle.

Le régime des précipitations est aussi amené à évoluer, en lien avec des changements de circulations atmosphériques et de quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Un air plus chaud pouvant contenir plus d’humidité (7%/°C, relation de Clausius-Clapeyron), une augmentation des précipitations extrêmes en réponse au réchauffement est ainsi généralement attendue.

Cette augmentation théorique n’est pas nécessairement observée dans toutes les régions et à tous les pas de temps. Dans les Alpes françaises, Blanchet et al. (2021) ont montré des augmentations marquées de précipitations extrêmes à l’échelle journalière dans les Alpes du Sud, en automne. Les autres régions (Alpes du Nord) et les autres saisons ne sont pas nécessairement associées à une intensification des extrêmes au rythme de la relation de Clausius-Clapeyron.

A des pas de temps plus fins, comme au pas de temps horaire, on s’attend néanmoins à observer des tendances sur les extrêmes plus proches des théoriques 7%/°C. En cause, des maximas largement associés à des orages locaux, pour lesquels les changements de circulation atmosphériques jouent peu au regard des changements de contenu en humidité de l’atmosphère.

Les pluviomètres des différents réseaux de mesures professionnels (essentiellement Météo-France et EDF) dans les Alpes françaises possèdent pour certains des séries horaires débutant avant les années 1990. Avec plus de 30 ans de données, il semble pertinent de s’intéresser au signal des précipitations extrêmes horaires.

Objectif et missions
L’objectif du stage est de caractériser et d’étudier les tendances de précipitations extrêmes dans les Alpes françaises. Les données horaires issues des pluviomètres d’EDF et de Météo France seront utilisées. Il s’agira d’appliquer la théorie des valeurs extrêmes (GEV) afin d’extraire des périodes de retour de précipitations horaires à chaque poste. Une analyse non stationnaire sera ensuite effectuée pour détecter de potentielles tendances sur les séries les plus longues. En parallèle, une comparaison des périodes de retour horaires avec d’autres produits déjà établis pourra être réalisée (périodes de retour Météo France, méthode Shyreg…).

Les différentes missions du stagiaire sont listées ci-dessous :

1) Revue de bibliographie des différents travaux déjà menés sur les précipitations extrêmes infra-journalières dans les Alpes (observations, modélisations, tendances…).

2) Prise en main des données : mise en forme, critique, traitements de base.

3) Application de la théorie des valeurs extrêmes pour obtenir des périodes de retour en climat stationnaire.

4) Application de modèles non stationnaires pour les séries horaires les plus longues

5) En parallèle : comparaison des périodes de retour obtenues en stationnaire avec des périodes de retour obtenues avec d’autres méthodes (Météo France, Shyreg). Mise en relation des extrêmes les plus forts avec des évènements de la BDRTM.
6) Toute autre analyse selon les résultats/pistes de recherche ou besoin opérationnels ciblés en cours de stage.

7) Valorisation du travail : représentations spatialisées des résultats, rapport de stage et prémices d’articles scientifiques selon résultats.

Conditions
Ce stage est une collaboration de recherche entre l’IGE et le RTM, financé par le RTM, mais le.a stagiaire sera basé.e à l’IGE dans l’équipe HMCIS.

Le RTM est acteur majeur des risques naturels en montagne, pour lequel le risque torrentiel est grandement conditionné par les précipitations orageuses à des pas de temps fins. Les évènements récents de l’été 2023 (embâcle de la Romanche par le ruisseau du Pissat à Livet-Gavet, cumuls records sur de très courts pas de temps autour d’Allevard…) ont aussi servi de déclencheur au présent stage.

L’IGE est un laboratoire de recherche basé sur le campus de Saint-Martin-d’Hères. Les thématiques de recherche sont les géosciences au sens large (hydrométéorologie, hydrologie, climat, chimie atmosphérique, chimie des sols, glaciologie…).

L’équipe HMCIS s’intéresse plus particulièrement aux extrêmes hydrométéorologiques (sciences physiques) et à leur impact sur la société (sciences sociales), aux ressources renouvelables. Les régions d’étude vont des Alpes européennes à l’Afrique de l’Ouest.

Stage co-encadré par :
Juliette Blanchet, chargée de recherche CNRS à l’IGE, juliette.blanchet univ-grenoble-alpes.fr
Antoine Blanc, ingénieur RTM, antoine.blanc onf.fr

Des échanges réguliers auront lieu entre les deux encadrants et le stagiaire, à l’IGE ou au RTM.

Un comité de pilotage du stage intègrera : le chef de service RTM de l’Isère, une personne d’EDF et une personne de Météo France. Il se regroupera à plusieurs reprises au cours du stage.

Déplacements possibles sur le terrain pour découvrir les métiers RTM.

Profil recherché
Formations, certificats ou autres habilitations nécessaires :
Bac + 5 / stage long

Connaissances :
– Traitement de données (R)
– Connaissances en statistique
– Changement climatique et météorologie de montagne
– Risques naturels et phénomènes extrêmes

Qualités requises :
Motivation, rigueur, autonomie.
Intérêt pour la recherche opérationnelle.

Pour candidater
Envoyer CV et lettre de motivation à juliette.blanchet univ-grenoble-alpes.fr et antoine.blanc onf.fr