Alternance - Ingénieur en observation et caractérisation des groupes de vagues par synergie multi instruments satellitaires - H/FCOLLECTE LOCALISATION SATELLITES

CLS, filiale du CNES et de la CNP, est une société à mission internationale, pionnière dans la fourniture de solutions d'observation et de surveillance de la Terre depuis 1986.
Sa vision est d'imaginer et de déployer des solutions innovantes pour comprendre, protéger notre Planète et gérer durablement ses ressources.
Opérateur historique des balises Argos, CLS, avec plus de 1200 collaborateurs dans le monde, sur près de 41 sites dans 20 pays et un chiffre d'affaires annuel de près de 220 millions d'euros en 2025, figure parmi les spécialistes des services satellitaires en utilisant les technologies spatiales les plus avancées, couplées au génie logiciel et à la data-sciences.
L'entreprise œuvre dans 5 secteurs d'activités stratégiques :
la gestion durable des pêches,
la surveillance environnementale et le climat,
la sécurité maritime,
la mobilité,
les énergies et infrastructures.
L'entreprise fournit notamment des services satellitaires basés sur :
la localisation et la collecte de données environnementales (200 000 balises sont traitées chaque mois, bouées dérivantes, balises équipant des animaux, flottes de pêche ou encore de commerce, etc.),
l'observation des océans et des eaux continentales (plus de 20 instruments, embarqués à bord de satellites, livrent quotidiennement des informations à CLS sur les mers et les océans du globe),
et la surveillance des activités terrestres et maritimes (près de 20 000 images radar et optique et plusieurs centaines d'heures de vol effectuées par des drones sont traitées et analysées chaque année).

L'altimétrie satellitaire constitue aujourd'hui un outil essentiel pour l'observation globale des océans. Les missions altimétriques, telles que Jason-3, Sentinel-6 Michael Freilich ou encore SWOT, permettent de mesurer avec une grande précision la hauteur de la surface de la mer, la vitesse du vent de surface ainsi que la hauteur significative des vagues (SWH - Significant Wave Height). Ce dernier paramètre, dérivé de l'analyse de la forme d'onde radar rétrodiffusée par la surface océanique, est largement utilisé pour la caractérisation des états de mer, l'assimilation dans les modèles océaniques et météorologiques, ainsi que pour de nombreuses applications maritimes et climatiques.
L'estimation des paramètres géophysiques depuis les mesures altimétriques reposent sur l'hypothèse statistique d'une surface océanique couverte par un champ de vagues homogène à l'intérieur de l'empreinte radar. Un champ de vagues donné, homogène, est caractérisé par sa densité spectrale de puissance (ou « spectre »), qui caractérise pleinement un « état de mer ». Pour un spectre (ou un état de mer) donné il existe une multitude de réalisations de surface possibles. On peut se le représenter en imaginant un champ de vagues infini qui se déplace devant un observateur immobile ; de son poste d'observation il va voir une succession de réalisations de la surface, où les pics et creux des vagues ne sont pas toujours aux mêmes endroits. Le modèle utilisé pour l'estimation représente le comportement moyen à l'état de mer, c'est-à-dire la moyenne des réponses attendues pour chaque réalisation de surface de vague possible. Ce modèle « moyen » est utilisé pour caractériser la mesure qui, en réalité, correspond à une des réalisations de la surface. Il peut donc exister des différences notables entre la mesure et le modèle moyen. Ces différences vont être mal interprétées lors du processus d'estimation des paramètres géophysiques depuis la mesure, qui contiendra donc des biais associés à cette mauvaise interprétation.
Différentes composantes de la surface océanique vont avoir des impacts différents dans le biais mentionné. Parmi celles-ci, on trouve des structures organisées appelées « groupes de vagues », qui résultent du phasage des vagues de différentes longueurs d'ondes entre elles. Les vagues contribuant significativement aux groupes de vagues proviennent des différents systèmes de houles arrivant dans la zone d'illumination du satellite, ce qui rend les possibilités de phasage complexes. Ces phasages peuvent produire des interférences constructives ou destructives, conduisant localement à des vagues significativement plus hautes ou plus faibles que ce que le modèle moyen prévoit. Dans ce contexte, la mesure dévie fortement du modèle moyen et l'estimateur ne sait plus reconnaitre l'état de mer observé. L'estimation des paramètres géophysiques s'en trouve fortement perturbée/biaisé.
Malgré leur impact potentiel sur la qualité des mesures, les effets des groupes de vagues sur les observations altimétriques demeurent encore peu documentés.
Dans ce contexte, les nouvelles missions multi-instrumentales offrent des perspectives particulièrement prometteuses. La mission SWOT embarque notamment l'instrument interférométrique KaRIn (Ka-band Radar Interferometer), capable de fournir une observation bidimensionnelle de la surface océanique à haute résolution spatiale, complémentaire des mesures nadir conventionnelles. Cette synergie instrumentale ouvre la voie à une meilleure observation des signatures spatiales associées aux groupes de vagues et à l'étude de leurs effets sur différents types de mesures radar.
L'objectif de cette alternance sera d'étudier, observer et caractériser l'impact des groupes de vagues sur les observations altimétriques satellitaires. Le travail consistera notamment à analyser les perturbations induites sur les formes d'ondes altimétriques nadir et sur les paramètres géophysiques restitués, ainsi qu'à exploiter des observations complémentaires issues d'instruments tels que KaRIn afin d'identifier et caractériser les structures de groupes de vagues.
À partir de ces analyses, l'alternance visera également à développer un modèle de bruit ou de corrélation liés à la présence des groupes de vagues, afin d'améliorer les méthodes de retracking des formes d'ondes affectées. Ces travaux contribueront à une meilleure compréhension des limitations actuelles de l'altimétrie radar dans les états de mer complexes et participeront à l'amélioration des futurs traitements altimétriques dédiés à l'observation des océans.
Ce que tu vas faire si tu nous rejoins :
Intégré.e à l'équipe Observations Off-nadir, tu auras pour missions de :
· Réaliser une revue bibliographique approfondie sur les groupes de vagues et leurs impacts sur les mesures d'altimétrie satellitaire.
· Comprendre les mécanismes physiques associés aux groupes de vagues, notamment les phénomènes d'interférences et de modulation de l'état de mer.
· Exploiter et comparer des observations issues de différents instruments satellitaires, notamment les mesures nadir conventionnelles et les données de l'instrument KaRIn de la mission SWOT, afin de caractériser les signatures des groupes de vagues.
· Développer des outils d'analyse et de caractérisation des perturbations induites par les groupes de vagues sur les observations radar altimétriques.
· Proposer et développer un modèle de bruit ou de corrélation liés aux groupes de vagues afin d'améliorer le retracking des formes d'ondes altimétriques affectées.
· Présenter de manière claire et structurée les résultats obtenus sous forme de rapports techniques et de présentations scientifiques.

- Tu prépares un bac +5 en école d'ingénieur ou cursus universitaire scientifique
- Tu as une bonne maitrise du langage Python. Une bonne maîtrise de Linux serait un plus.
- Un bon niveau d'anglais est requis pour mener à bien ta mission
- Tu as le goût du travail en équipe,
- Tu es curieux(se), rigoureux(se) et autonome pour mener à bien les missions qui te seront confiées
Le petit plus :
- Une connaissance ou un intérêt pour l'observation de la Terre et les technologies spatiales

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