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[STAGE RECHERCHE M2/ING]

Le château d’eau naturel des Chyulu Hills (Kenya): analyse hydrologique et
hydro-climatologique de son fonctionnement.

Contexte du stage
Dans le cadre du projet de recherche WATCH financé par la Mission pour les Initiatives
Transverses et Interdisciplinaires du CNRS (MITI), nous recrutons un stagiaire de niveau
M2 ou ingénieur en géographie physique ou discipline environnementale proche (e.g.
hydrologie, sciences de la terre) ayant un bon bagage (et une forte appétence) en analyse
de données, notamment en télédétection et en hydrologie. Le stage se déroulera de
mars-septembre 2025 au laboratoire CNRS Environnement Ville et Société de
l’Université Lumière Lyon 2 (UMR EVS-IRG 5600). Une mission de 2 semaines sur le
terrain d’étude est prévue au cours du stage (~avril/mai).

Le projet WATCH (Assessment of WAter resources from muon Tomography in the Chyulu
Hills, Kenya) cherche à comprendre et caractériser le rôle dynamique des Chyulu Hills en
tant que château d'eau naturel, en combinant des mesures muographiques continues sur
une année avec des mesures géophysiques, hydrologiques, et des données issues des
satellites d’observation de la terre. Il vise à acquérir une meilleure compréhension des
processus hydrologiques qui conduisent à la variabilité spatiale et temporelle des ressources
en eau dans les Chyulu Hills, i.e. les sources et les cours d'eau, qui servent des objectifs
sociétaux variés (par ex. usages domestiques, production agricole et conservation de la
biodiversité). Un objectif est également de construire des modèles prédictifs afin de fournir
aux acteurs locaux des informations sur les risques futurs selon les modèles et les scénarios
du GIEC.

Zone d’étude
Elle est centrée sur les Chyulu Hills, massif volcanique de presque 100 km de long situé
dans le sud du Kenya, à proximité du Mont Kilimanjaro et de la Tanzanie. Le massif se situe
à cheval sur le comté de Makueni, peuplé majoritairement d’agriculteurs Kamba, et sur le
comté de Kajiado, peuplé majoritairement d’éleveurs Massaï.
C’est un massif actif dont la dernière éruption effusive remonte au milieu du XIXème siècle.
Il surplombe de presque 1000 mètres les plaines environnantes. Une part importante du
massif est protégée (Parc National des Chyulu Hills). Malgré cela, des surfaces
conséquentes sont soumises chaque année à des feux de forêt déclenchés parfois de
manière intentionnelle.
Un chapelet de sources borde le versant Est et la pointe sud des Chyulu Hills. Nombre
d’entre elles sont exploitées de façon intensive par le biais de conduites qui desservent les
villes alentour ainsi que Mombasa, seconde ville du pays située sur la côte océanique. L’eau
des rivières est également exploitée par les agriculteurs qui y accèdent par des pompages le
plus souvent illégaux. Cette exploitation n’est donc pas quantifiée mais l’expansion visible
des surfaces agricoles irriguées laisse penser que la pression est grandissante. De même,
la population humaine et donc les besoins domestiques en eau continuent d’augmenter à
des rythmes jugés inquiétants par les autorités locales. Le rationnement en eau par secteurs
géographique est une réponse des institutions locales fréquemment employée désormais.
Enfin, les témoignages font état de changements drastiques des niveaux d’eau au cours des
dernières décennies ayant entraîné la disparition d’espèces aquatiques emblématiques
telles que les hippopotames, ou encore les crocodiles.

Objectifs du stage
Les principales questions de recherches du projet pour la partie géographie physique &
hydrologie sont les suivantes:
- Quelle est la variabilité spatio-temporelle des précipitations au cours des quatre
dernières décennies sur le Chyulu Hills?
- Quels sont les changements d’occupation et de couverture des sols dont les effets
sont susceptibles d’influencer les processus hydrologiques (notamment les feux de
forêts et l’expansion de l’agriculture irriguée)?
- Comment les débits des cours d'eau (crues et étiages) ont-ils évolué au cours des
dernières décennies sous l'effet des pressions climatiques et anthropiques ?
- Quels sont les temps de résidence des eaux souterraines et la durée/les processus
de leur recharge de ce château d’eau?

Il est attendu que le/la stagiaire participe activement aux travaux qui portent sur ces
différentes questions. Il est attendu qu’il/elle soit force de proposition pour imaginer, sur base
bibliographique scientifique, puis implémenter des méthodes adéquates dans des langages
de programmation scientifique (Python ou R).
Plus en détails, les missions seront:
- d’étudier la variabilité spatio-temporelle et les tendances des variables climatiques de
précipitations et de température de surface à partir des données CHIRPS et MODIS
Land Surface Temperature.
- d’analyser les relations pluies-débits (sources et cours d’eau)
- d’évaluer les temps de transfert (variations journalières, saisonnières, interannuelles)
- d’évaluer les pressions anthropiques liées aux prélèvements agricoles et
domestiques.

Le/la stagiaire bénéficiera d’un environnement de travail stimulant au sein du laboratoire IRG
de l’université Lyon 2. Il/elle bénéficiera également des échanges scientifiques réguliers au
sein de l’équipe interdisciplinaire qui inclut en plus de la géographie physique et de
l’hydrologie, la physique des particules, la géophysique et la géochimie.
Une mission de terrain d’une dizaine de jours est prévue en avril-mai avec plusieurs
membres de l’équipe de recherche. Cette mission a pour objectif de collecter des données
de terrain mais aussi de présenter aux parties prenantes kényanes les premiers résultats de
la recherche, ce qui permettra de discuter leur intérêt.

Compétences recherchées
- connaissances en hydrologie de surface et en hydroclimatologie
- expérience en géomatique (télédétection et SIG)
- forte appétence en analyse de données
- maîtrise au moins partielle en Python ou R
- aisance à l’écrit et à l’oral (notamment en anglais)
- intérêts pour les problématiques environnementales et les pays du Sud

Déroulement du stage
Dates: mars à août 2025 (6 mois)
Lieux : laboratoire IRG, Campus Porte des Alpes, Université Lumière Lyon 2, Bron + mission
d’une dizaine de jours sur le terrain au Kenya.
Gratification de stage : ~650 euros/mois

Candidature au fil de l’eau
Merci d’envoyer CV, lettre de motivation, et relevés de notes récents à François Mialhe
(francois.mialhe@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr) et Oldrich Navratil (oldrich.navratil@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr).