M2 OASC 2014-2015 : Fiche de stage proposé par le Laboratoire d

M2 OASC 2014-2015 :
Fiche de stage proposé par le Laboratoire d'Aérologie
Titre du stage:
Nom et statut du (des) responsable (s) de stage:
Dominique Serça (LA), Maître de Conférence
Frédéric Guérin (GET), Chargé de recherche
Eric Ceschia (CESBIO),Maître de Conférence
Dominique Carrer (CNRM-GAME/GMME/VEGEO, Ingénieur Météo
Jean-Louis Roujean (CNRM-GAME/GMME/VEGEO), Directeur de Recherche
Coordonnées (téléphone et email) du (des) responsable (s) de stage:
Dominique Serça
[email protected].fr
05.61.33.27.04
Frédéric Guérin
05.61.33.26.66
Eric Ceschia
05.61.55.85.29
[e-mail]
Dominique Carrer
0561079477
[e-mail]
Jean-Louis Roujean
05 61 07 93 43
[e-mail]
Sujet du stage (1 page maximum) :
Les grands barrages sont identifiés depuis peu comme étant des sources significatives de gaz à effet
de serre (GES) tels que CO2, CH4 et N2O pour l’atmosphère. La quantification de ces émissions
revêt une importance majeure pour la compréhension de l’évolution du climat dans la mesure où ces
gaz ont le pouvoir d’amplifier les effets du changement climatique via des boucles de rétroactions
positives. Depuis de début de l’ère industrielle, les émissions de ces GES sont pilotées à la fois par
des agents naturels et anthropiques. La distinction entre ces deux types d'émissions apparaît
aujourd’hui comme une étape essentielle à mettre en place dans le cadre des politiques de réduction
des émissions de GES et d’adaptation au changement climatique global. Il apparaît en outre que les
changements d’occupation des surfaces et d’utilisation des terres ont des effets sur le climat via la
modification de variables biophysiques, notamment l’albédo de la surface, dont les modifications
ont un impact sur le forçage climatique.
Dans ce contexte général, les émissions de GES par le barrage de Nam Theun 2 (NT2, Laos) sont
étudiées en continu depuis sa mise en eau en mai 2008. NT2 est le plus grand barrage du sud-est
asiatique avec une production annuelle de 6000 GWh, une puissance installée de 1050 MW, et une
surface en eau maximale de 450 km².
Le sujet présenté ici se propose d'étudier plus en avant l'impact climatique de la mise en eau du

barrage de NT2 en prenant en compte conjointement les effets biogéochimiques (émissions de
GES) et les effets biophysiques (modification d’albédo) sur le climat. Il s'agira tout d'abord
d'analyser la modification de l'albédo de surface suite à un changement d'utilisation des sols
constitué d'une mosaïque d'écosystèmes terrestres et aquatiques avant la mise en eau, puis d'un
milieu lacustre. Ce changement sera quantifié à partir de données de télédétection du satellite
MODIS en comparant les valeurs acquises avant et après la mise en eau (à partir de 2008). Le
changement d’albédo de surface, combiné au rayonnement solaire incident, permettra d’accéder à la
différence d’absorption de rayonnement solaire dû à cette mise en eau. Cette quantité est aussi
appelé forçage radiatif et peut être convertie en équivalent carbone. Ce dernier calcul nécessitera la
prise en compte du rayonnement et de la transmittance atmosphériques au-dessus du site de mesure.
Les données de rayonnement seront validées à partir de mesures sols acquises à l'aide d'un
radiomètre CNR1 (radiomètre 4 composantes directes et réfléchies courte et longue longueur
d'onde). Des données de réanalyses NCEP pourront aussi être utilisées dans ce calcul. Dès lors, le
poids du changement des propriétés de surface sur le climat sera alors chiffré en terme
d’équivalent C sera comparé aux émission in situ de GES qui ont déjà été quantifiées.
Cette étude vise donc à quantifier l’importance de la mise en eau en terme d’effet direct sur le
forçage radiatif.
A plus long terme, le travail débuté en M2 pourrait déboucher sur une étude tenant compte des
effets semi-direct et indirect (modification du bilan d’énergie et du cycle de l’eau) à l'aide du
modèle SURFEX.
Mots clés :
Emissions gaz à effet de serre, barrage hydroélectrique, changement d'utilisation des surfaces, bilan
d'énergie, albédo de surface, télédétection
Environnement informatique :
Fortran, PVWave et/ou R pour traitement des données et analyse des résultats."
Références :
Muñoz, I., Campra, P., Fernández-Alba, A.R., 2010. Including CO2-emission equivalence of
changes in land surface albedo in life cycle assessment. Methodology and case study on greenhouse
agriculture. Int J Life Cycle Assess, 15:672–681.
Ferlicoq, M., Ceschia, E., Brut, A. 201X. Quantifying the effect of climate and management on
crops surface albedo variability and GHG fluxes for calculation of a full radiative forcing. Soumis à
Global Change Biology
Physical controls on CH4 emissions from a newly flooded subtropical freshwater hydroelectric
reservoir: Nam Theun 2, C. Deshmukh, D. Serça, C. Delon, R Tardif, M. Demarty, V. Chanudet, P.
Guédant, W. Rode, S. Descloux, and F. Guérin, Biogeosciences, 11, 11, 4251-4269, 2014,
doi:10.5194/bg-11-4251-2014
1 ou 2 UE optionnelles suggérées pour accompagner le stage :
UE 7.2 « Aérosols »
+ UE au choix