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Alain Krafft
Le 22 juillet 2020
Chercheur.e en modélisation des transformations des résidus organiques

Chercheur.e en modélisation des transformations des résidus organiques

Description du poste / de la mission

L'intensification des systèmes agricoles par le recyclage des produits résiduaires organiques (Pro) est un enjeu fondamental pour augmenter la production alimentaire mondiale tout en préservant l'environnement et en valorisant le gisement de déchets issus de l'augmentation de la population urbanisée. Cependant, les performances agro-environnementales des pratiques de recyclage agricole dépendent fortement de la qualité des Pro et de la maîtrise des procédés de traitement tels que le compostage et la méthanisation. Il importe de contribuer à l'étude de ces procédés au Sud, nécessaire en raison de la spécificité des Pro, des territoires et des conditions de mise en œuvre de ces procédés. L'enjeu central du poste consiste à renforcer le raisonnement des bio transformations et de leur intégration dans le continuum allant du mélange et des traitements des Pro jusqu'à leur évolution dans le sol, afin de mieux valoriser ces Pro en agriculture, selon une démarche de rétro-conception ou ingénierie reverse. La modélisation des transformations de Pro étant le plus souvent compartimentée (hors-sol et dans le sol), leur optimisation passe nécessairement par une intégration des modèles. Cette absence d'intégration empêche actuellement d'identifier et de comparer les leviers pour rétro-concevoir des Pro répondant au mieux aux contraintes et aux enjeux agro-environnementaux d'un territoire. Savoir prédire le devenir des Pro et des substances qu'ils contiennent, pendant et après leur traitement, constitue un élément clé de la contribution de notre unité aux démarches de co-conception de solutions optimales de recyclage agricole de Pro que nous mettons en œuvre.

La prise en compte commune des processus de transformation des Pro hors-sol et au champ offre l'opportunité (i) de rendre compatibles les formalismes utilisés dans les modèles respectifs et (ii) de rétro-concevoir la transformation des Pro. Vous poursuivrez donc deux objectifs étroitement liés :

  • Vos recherches permettront de développer une capacité de modélisation prédictive englobant les émissions de gaz (NH3, CO2, N2O, CH4) lors de la transformation hors sol, la stabilisation de la matière organique, le stockage potentiel du carbone et la dynamique de la disponibilité d'azote lors d'un apport au sol des Pro obtenus. Cette capacité permettra aussi de prédire l'évolution de la qualité des Pro et l'intensité des émissions au cours du compostage ou de la méthanisation en situation industrielle ;
  • Vous partirez des propriétés souhaitées du produit fini pour rétro-concevoir les différentes étapes du procédé de transformation en identifiant pour chaque étape les leviers permettant d'obtenir les effets visés. Tout en considérant l'effet sur d'autres substances (éléments trace métalliques, contaminants trace organiques,…), le devenir de l'azote et du carbone sera au centre de cette ingénierie.

Profil souhaité

Vous disposez d'un doctorat en génie des procédés et environnement, en agronomie, ou en science du sol, avec une compétence en modélisation du processus de digestion aérobie et/ou anaérobie.

Une expérience en optimisation mathématique est souhaitée.

En vue de réaliser la modélisation conjointe des processus au cours du traitement des PRO et après apport au sol, vous saurez adapter les représentations du devenir des Pro après apport au sol. Vous bénéficierez de travaux portant, entre autres, sur la modélisation du devenir de contaminants dans le sol, sur la modélisation des dynamiques du carbone et de l'azote hors-sol et dans les sols tropicaux lors de fertilisations organiques et sur le développement d'indicateurs agro-environnementaux. Vos travaux antérieurs devront permettre une rapide prise en main des modèles Tao (Kaboré et al., 2012) et MegaSmoc (Oudart, 2013) produits par l'unité.

Vous avez un goût pour l'expérimentation. Un travail de modélisation dynamique, semi-empirique, du compostage conduit par notre unité a permis d'analyser les interactions entre les processus biologiques, biochimiques, physicochimiques et thermodynamiques majeurs à l'origine de la stabilisation de la matière organique et des émissions gazeuses. Vous poursuivrez ce travail et serez amené.e à concevoir des expérimentations pour calibrer et valider des modèles de compostage (e.g. des mésocosmes en halle expérimentale ou sous tunnels en vraie grandeur). Vous étendrez la démarche à d'autres transformations, notamment la méthanisation, pour laquelle différents modèles de simulation existent, et sa combinaison avec le compostage des digestats.

La rétro-conception du procédé de transformation, ses paramètres et ses matières entrantes convenant au mieux aux besoins agronomiques, aux contraintes environnementales et aux critères des parties prenantes, requiert la mobilisation de techniques d'optimisation multiobjectif ainsi que la prise en compte des incertitudes que la modélisation des transformations impose. Vous bénéficierez, au sein de l'unité, des compétences des chercheurs modélisateurs et informaticiens. Un intérêt pour ces techniques d'optimisation est cependant crucial et une connaissance appréciée.

Vous faites preuve d'une forte aptitude au travail en équipe et en collaboration. Vous aurez à collaborer avec une grande partie des chercheur.e.s de l'unité, mais vous interagirez aussi avec d'autres chercheur.e.s d'unités partenaires qui traitent en partie ces questions scientifiques, en particulier au sein de l'INRAE.

Vos publications attestent par ailleurs d'une très bonne maîtrise de l'anglais.

Contraintes du poste

Travail sur écran supérieur à 4 h

Travail en zone tropicale, humide, subtropicale

Déplacements France et Etranger fréquents

Salaire base France, hors indemnités d'expatriation : 27-37 K€

Localisation du poste

Réunion

Précision sur la localisation (DR, ville) : Saint Denis

Description complémentaire de la future affectation

Renseignements sur le poste - Email : frederic.feder@cirad.fr

Postuler : https://recrutement.cirad.fr/offre-de-emploi/emploi--chercheur-e-en-modelisation-des-transformations-des-residus-organiques-f-h_3895.aspx

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