Thèse Évaluation Intégrée du Retrait du Co par les Écosystèmes Terrestres Devenir du Carbone Additionnel Incertitudes et Rétroactions Climatiques H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut National Polytechnique de Toulouse École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace Laboratoire de recherche : CNRM - Centre National de Recherches Météorologiques Direction de la thèse : Roland SEFERIAN ORCID 0000000225712114 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-17T23:59:59 Les stratégies de retrait du dioxyde de carbone (Carbon Dioxide Removal, CDR) sont désormais au coeur des scénarios visant à atteindre la neutralité carbone et à limiter le réchauffement climatique. Parmi elles, les solutions fondées sur les écosystèmes terrestres, telles que l'afforestation, la reforestation ou l'évolution des pratiques de gestion forestière et agricole, occupent une place croissante dans les trajectoires d'atténuation évaluées par le GIEC. Toutefois, de fortes incertitudes subsistent quant à leur efficacité réelle, leur durabilité et leur capacité à stocker durablement du carbone dans un contexte de changement climatique.
Une question centrale concerne le devenir du carbone additionnel capté par les écosystèmes terrestres. Si les pratiques de gestion permettent d'augmenter l'absorption de CO atmosphérique, il reste nécessaire de déterminer dans quels réservoirs ce carbone est stocké (biomasse aérienne, biomasse souterraine, litière ou sols), pendant combien de temps il y demeure, et dans quelle mesure il est vulnérable aux sécheresses, aux incendies ou aux autres perturbations climatiques. La permanence de ce stockage conditionne directement l'efficacité des solutions de CDR terrestre et leur contribution aux objectifs climatiques.Cette thèse vise à fournir une évaluation intégrée du potentiel de retrait du CO par les écosystèmes terrestres en quantifiant le devenir du carbone stocké, ses temps de résidence et les incertitudes associées aux processus biogéochimiques. Elle s'intéressera plus particulièrement aux changements d'usage des terres et aux pratiques de gestion forestière et agricole, ainsi qu'à leurs interactions avec le climat et les rétroactions du système Terre.Les travaux s'appuieront sur les modèles de surface continentale SURFEX/ISBA et ORCHIDEE, qui constituent respectivement les composantes terrestres des modèles du système Terre français CNRM-ESM et IPSL-CM. Une première étape consistera à réaliser des simulations sur des sites instrumentés disposant de longues séries d'observations afin d'évaluer l'efficacité des stratégies de stockage de carbone. Ces expériences permettront de suivre le devenir du carbone dans les différents compartiments des écosystèmes et d'identifier les processus qui contrôlent sa permanence.La seconde partie du projet sera consacrée à la quantification des incertitudes. Les modèles reposent en effet sur de nombreux paramètres dont les valeurs restent imparfaitement contraintes. Des ensembles de simulations à paramètres perturbés (Perturbed Parameter Ensembles) seront utilisés pour explorer l'espace des paramètres et identifier les principales sources d'incertitude associées à la photosynthèse, à l'allocation du carbone, à la mortalité végétale, à la dynamique des sols ou à la réponse aux perturbations climatiques.Dans une troisième étape, les connaissances acquises seront intégrées dans des simulations couplées du système Terre afin d'évaluer la résilience des puits de carbone terrestres dans un climat futur. L'objectif sera notamment d'analyser les rétroactions des stratégies de CDR sur le cycle de l'eau, le bilan énergétique de surface et les processus biogéophysiques. Une attention particulière sera portée à la vulnérabilité des forêts face aux sécheresses et aux incendies ainsi qu'aux effets de la gestion agricole et de l'irrigation.Enfin, le projet explorera les interactions entre les méthodes de retrait du CO et d'autres approches d'intervention climatique, notamment la gestion du rayonnement solaire (Solar Radiation Modification), dans le cadre du projet GEOSIC. Cette thèse contribuera ainsi à mieux comprendre la robustesse, la durabilité et les limites des stratégies de CDR terrestre envisagées dans les scénarios de neutralité carbone, tout en fournissant des éléments utiles à l'élaboration des futures politiques climatiques. Le ou la doctorant(e) sera accueilli(e) au Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) et encadré(e) par Roland Séférian (CNRM), Émilie Joetzjer (SILVA), Christine Delire (CNRM) et Nicolas Viovy (LSCE). La thèse sera financée dans le cadre du projet GEOSIC, qui vise à mieux comprendre les interactions entre les méthodes de retrait du CO, les rétroactions du système Terre et les autres approches d'intervention climatique. Ce cadre de recherche offrira au doctorant ou à la doctorante un environnement scientifique pluridisciplinaire, à l'interface entre modélisation du système Terre, cycle du carbone, changement d'usage des terres et évaluation des stratégies d'atténuation du changement climatique. cette thèse fournira des éléments essentiels pour évaluer la robustesse et la durabilité des stratégies de CDR actuellement envisagées dans les scénarios de neutralité carbone, ainsi que leur rôle potentiel dans les politiques climatiques futures. modélisation avec le modèle de surface continentale SURFEX/ISBA

La personne recrutée devra posséder un master dans le domaine des sciences del'atmosphère et du climat, de la modélisation ou de la composition atmosphériqueBonnes connaissances en python et en programmation pour un usage scientifiqueUne expérience en modélisation du climat sera aussi appréciéeCapacité à travailler en équipe et en collaborationMotivation et curiosité scientifique