Doctorant(e) en sciences du climat — Végétation, paléoclimats et modélisation (ORCHIDEE/IPSL). (H/F)

Sujet de thèse :
Les années 2000 ont vu le développement des modèles de dynamique de la végétation (DGVM) qui permettent de simuler de façon dynamique l'évolution des types fonctionnels de plantes (PFT) en fonction de l'évolution du climat. Ce type de modèle est très utile en paléoclimatologie car il permet de comprendre l’évolution de la végétation documentée par des enregistrements, en particulier les enregistrements polliniques, et d’étudier le rôle des interactions entre le climat et la végétation dans cette évolution. Si, depuis leur apparition, les DGVM ont beaucoup évolué sur la simulation du fonctionnement de la végétation, la partie dynamique (représentant l’évolution naturelle de la végétation), elle, n’a pratiquement pas connu d’évolution. Cette représentation reste assez rudimentaire, car même si elle considère la compétition entre types fonctionnels, la prise en compte des contraintes climatiques sur la survie et la régénération des types de végétation (fitness) sont basées sur une approche de niche très simplifiée, paramétrisée, calibrée sur le climat actuel, ce qui rend son extrapolation à des conditions climatiques différentes très incertaine et compromet la bonne prise en compte de la rétroaction de la végétation sur le climat dans le cadre d’un modèle système Terre. De même, la dynamique de la végétation se base sur les types fonctionnels actuels. Or la végétation à largement évoluée comme en atteste le registre fossile en particulier quand on s’intéresse à des périodes très anciennes. Les traits pris en compte dans les modèles ne sont plus valide dans un passé lointain.
L’objectif de cette thèse sera de tester de nouvelles hypothèses permettant de mieux représenter la dynamique de la surface couverte par la végétation naturelle dans le modèle ORCHIDEE, et in fine, dans le modèle de système Terre IPSL-CM7. En particulier nous proposons d’explorer une approche hybride qui s’appuiera sur les concepts du modèle PHENOFIT, qui modélise explicitement la phénologie et l’adaptation au niveau des espèces, en intégrant la survie, le succès reproductif, les traits phénologiques et la plasticité face aux changements climatiques. En parallèle nous chercherons à redéfinir les types de PFTs. En nous appuyant à la fois sur les bases de données de traits physiologiques actuels (e.g. TRY) et sur le registre fossile, nous explorerons de nouvelles paramétrisations pour différentes périodes climatiques (pré-industrielle, et périodes chaudes anciennes comme l’Eocène et le Miocène) afin d’évaluer leur impact dans différents contextes et leurs conséquences sur la représentation des rétroactions végétation-climat.

Contexte :
Ce travail, financé par le projet ARCHIVES du PEPR TRACCS, sera réalisé au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) à l’interface entre l’équipe MOSAIC (qui développe le modèle ORCHIDEE) et l’équipe CLIM de modélisation du climat.