Thèse des Données Omiques aux Observations Satellitaires Intégrer la Biodiversité Phytoplanctonique le Fonctionnement des Écosystèmes et le Cycle du Carbone à Travers les Échelles H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Ecole normale supérieure - PSL École doctorale : Sciences du Vivant Laboratoire de recherche : Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure Direction de la thèse : Chris BOWLER Début de la thèse : 2026-11-01 La biodiversité du phytoplancton marin joue un rôle central dans le fonctionnement des écosystèmes océaniques et dans le cycle biologique du carbone, mais son organisation spatiale et temporelle reste difficile à quantifier à travers les échelles. Ce projet vise à relier des observations locales issues des omiques et de l'imagerie à des variables de fonctionnement des écosystèmes, puis à transférer ces relations vers des observations satellitaires de la couleur de l'océan. L'approche reposera sur des jeux de données d'expéditions comme Tara Oceans, combinant omiques, imagerie planctonique, mesures environnementales, observations biogéochimiques et produits satellitaires. L'objectif est d'identifier des descripteurs de biodiversité écologiquement interprétables et des régimes de fonctionnement liés au carbone, afin de développer des indicateurs transférables dans l'espace et le temps, qui se fera grâce à l'utilisation de méthodes d'apprentissage supervisée. Le projet s'inscrit dans le domaine de l'observation de la biodiversité marine, de la biogéochimie océanique et de la télédétection, avec une forte dimension interdisciplinaire entre biologie, écologie, océanographie et apprentissage automatique. Les programmes internationaux récents ont montré que le plancton marin est structuré à grande échelle par les gradients environnementaux, la biogéographie et les réseaux d'interaction. En parallèle, les observations satellitaires de la couleur de l'océan offrent une vue synoptique et répétée des écosystèmes de surface, essentielle pour étendre les connaissances acquises localement à l'échelle régionale et globale. Ce projet s'inscrit dans la continuité de travaux récents sur le couplage omiques-imagerie, sur la télédétection axée sur la biodiversité et sur l'estimation des propriétés biogéochimiques à partir du satellite. 1) Construire et harmoniser des ensembles de données d'observation multimodales
2) Relier la biodiversité au fonctionnement des écosystèmes et aux processus liés au carbone
3) Transférer les données sur l'état des écosystèmes, fondées sur la biodiversité, vers des observations satellitaires Le projet reposera sur un cadre apparié in situ-satellite. Les descripteurs de biodiversité seront dérivés des données omiques et d'imagerie, puis interprétés à l'aide de variables de fonctionnement des écosystèmes mesurées in situ. Ces descripteurs seront ensuite reliés à des propriétés optiques et biogéochimiques observables par satellite. L'analyse combinera statistiques multivariées et apprentissage automatique afin d'identifier des indicateurs transférables dans l'espace et le temps. Les produits satellitaires mobilisés incluront notamment Rrs, CHL, Kd490, BBP, CDM, adg, POC, phytoplankton carbon, primary production et NPP.

Profil en bioinformatique ou télédétection, écologie du plancton, océanographie biologique, biogéochimie marine, avec intérêt pour l'analyse de données complexes. Compétences souhaitées : traitement de données omiques et/ou satellitaires, programmation en Python ou R, statistiques multivariées, apprentissage automatique, curiosité scientifique, rigueur méthodologique, goût du travail interdisciplinaire et bonne maîtrise de l'anglais scientifique. Le projet étant à l'interface entre biologie et observation de la Terre, une sensibilité aux approches intégratives sera particulièrement utile.