Ingénieur d’études sur le traitement de bases de données spectrales en science du sol H/F

Science du sol – Spectroscopie infrarouge – Bases de données

La structure que vous allez rejoindre

Vous serez accueilli à Montpellier au sein de l’UMR Eco&Sols. L’objectif général des travaux de l'UMR est d’améliorer la compréhension du rôle des organismes du sol et des plantes, ainsi que des interactions entre eux et avec leur milieu, dans les cycles biogéochimiques au sein des sols et agro-écosystèmes.

Vous participerez au Programme et équipement prioritaire de recherche (PEPR) exploratoire FairCarboN. Ce PEPR vise à mieux comprendre le cycle du carbone (C) dans les écosystèmes terrestres. De nombreuses questions demeurent pour évaluer précisément la capacité des écosystèmes continentaux à stocker du C : comment les écosystèmes, selon leur mode de gestion, participent-ils à la neutralité C d’un territoire ? Comment les stocks de C de ces écosystèmes évoluent-ils dans le contexte des changements globaux ? Copiloté par le CNRS et INRAE, avec de nombreux instituts de recherche et universités partenaires, dont l’IRD, le PEPR exploratoire FairCarboN soutient la recherche fondamentale interdisciplinaire pour lever des verrous de connaissances sur ce sujet, de l’échelle microscopique aux échelles territoriales, européenne et globale. L’objectif du PEPR est de développer les connaissances sur le cycle du C et de fédérer une communauté de recherche interdisciplinaire et interinstitutionnelle sur cette thématique.

Votre travail s’insèrera plus précisément dans le projet « ALAMOD » de FairCarboN. L’objectif de ce projet est de (i) recenser et alimenter des jeux de données de la communauté française présentant des évolutions de stocks de C dans les sols et les biomasses, (ii) de développer des méthodes innovantes, comme la spectroscopie infrarouge (IR), pour compléter ces jeux de données. La spectroscopie IR quantitative est un outil d’acquisition rapide, non destructif et peu coûteux, qui n'implique que peu de préparation d'échantillon. Elle utilise des étalonnages exprimant une propriété de l'échantillon (par exemple, la teneur en C) en fonction de son spectre IR. Un étalonnage nécessite des échantillons étalons caractérisés spectralement (IR) et conventionnellement (teneur en C), afin de construire une relation statistique entre propriété considérée et spectre IR. L'étalonnage peut ensuite être appliqué sur de nouveaux échantillons pour prédire la propriété d'après leur spectre, rapidement et à faible coût unitaire. Deux domaines spectraux sont utilisés, le proche IR (NIR, 0.8-2.5 µm) voire le visible et proche IR (VNIR, 0.35-2.5 µm), et le moyen IR (2.5-25 µm). Depuis une trentaine d’années, de nombreuses équipes de recherche ont construit des bases de données spectrales à diverses échelles (locale, régionale, nationale, mondiale) et ont ainsi rapporté l’intérêt de la spectroscopie IR utilisée en condition laboratoire pour quantifier le C dans les sols.

Aujourd’hui, un fort enjeu concerne la mise à disposition et l’interopérabilité de ces bases de données spectrales obtenues avec différents appareils de mesure, à différentes périodes et dans différents laboratoires, ce qui permettrait notamment d’élargir nos capacités de prédiction du C entre les laboratoires. Les perturbations liées au contexte d’acquisition, ou encore à la variabilité inter-instrumentale ont un impact sur la capacité de transfert des modèles d’étalonnage d’une base de données spectrales à une autre pour prédire une variable d’intérêt. Plusieurs stratégies de correction (i.e. de transfert d’étalonnage), plus ou moins sophistiquées, doivent donc être mises en œuvre pour faire face à l'influence de ces paramètres externes.

Une mission attractive

Sous la responsabilité d'Aurélie Cambou, ingénieure de recherche IRD, spécialisée en spectroscopie infrarouge appliquée aux sols, et  sous la coordination de Tiphaine Chevallier, directrice de recherche IRD spécialiste de la quantification et la caractérisation du carbone dans les sols, votre mission consistera à recenser les bases de données spectrales pouvant être mises à disposition par les partenaires du projet ALAMOD et de définir les conditions techniques de partage de ces bases de données.

De plus, vous construirez et transfèrerez un jeu d’échantillons dit « standard » à scanner par tous les partenaires pour permettre le transfert d’étalonnage entre les spectromètres IR du projet. Une fois les bases de données mises à votre disposition par les partenaires et harmonisées, et les spectres du jeu standard acquis avec tous les spectromètres associés, vous serez chargé de tester/construire des modèles de transfert d’étalonnage, en appliquant différentes méthodes de chimiométrie, qui ont déjà été initiées sur le logiciel R au sein de notre équipe mais qui devront encore être testées et développées par vos soins.

Vos activités seront les suivantes :

• Organiser et mettre en œuvre le recensement des bases de données spectrales (et leurs métadonnées) pouvant être mises à votre disposition par les partenaires du projet, en tenant compte des conditions de partage.
• Proposer et rédiger un protocole d’acquisitions spectrales du jeu d’échantillons standard qui soit commun entre les partenaires.
• Superviser le transfert du jeu d’échantillons standard entre les partenaires et suivre les acquisitions spectrales réalisées par les différents partenaires.
• Développer, optimiser et diffuser auprès des partenaires du projet les méthodes de transfert d’étalonnage pour prédire les teneurs et stocks de C sur le logiciel R.
• Participer aux groupes de travail du projet ALAMOD, notamment ceux sur le partage des bases de données (données spectrales, données acquises en laboratoire, conditions juridiques de partage des données).
• Participer à la rédaction d’articles en anglais (notamment dans le cadre de la Science Ouverte de déposer des jeux de données et de rédiger des data papers, selon les conditions de partage définies avec les partenaires), rapports, voire communications orales.

Votre future équipe

Vous intègrerez l’équipe de l’UMR et prendrez part au consortium du projet ALAMOD du PEPR FairCarboN. Ce consortium, rassemble une vingtaine de membres issus de différents organismes dont l’INRAE, CNRS, IRD, CIRAD, CEA, Meteo-France, IFPEN, ONF, IGN.

Vous interagirez avec des techniciens, des ingénieurs et des chercheurs de différentes équipes de recherche françaises, qui ont pour cœur de métier de développer les connaissances scientifiques sur le fonctionnement des sols et de la biomasse végétale dans une optique de développement durable. Un aspect fort de votre travail sera de prendre contact avec les membres de cette communauté scientifique et d’instaurer une dynamique autour de l’infrarouge. A travers cette expérience qui se veut enrichissante scientifiquement et humainement, vous contribuerez à renforcer un collectif et une stratégie commune entre les équipes de recherches françaises en science du sol, ce qui s’avère aujourd’hui nécessaire pour gagner en efficacité dans l’acquisition de données « carbone » de qualité.

Le profil que nous recherchons

Vous avez développé les compétences suivantes :

• Acquis en science du sol et/ou chimiométrie.
• Programmation sur le logiciel R ou Python.
• Traitement de bases de données.
• Organisation et animation de réunions.
• Capacités rédactionnelles.

Vous faites preuves des qualités humaines suivantes :

• Excellentes capacités d’écoute et relationnelles.
• Autonomie, rigueur et capacité d’organisation.
• Faire preuve de souplesse, de capacités d’adaptation et d’initiative.

Vous possédez un diplôme de niveau 7, Master 2 ou équivalent en agronomie et/ou chimiométrie.

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