Offre en lien avec l’Action/le Réseau : – — –/– — –

Laboratoire/Entreprise : Laboratoire Oceanographique de Villefranche-sur-me
Durée : 6 mois
Contact : enza.labourdette@imev-mer.fr
Date limite de publication : 2026-01-15

Contexte :
Le phytoplancton regroupe les micro-organismes marins dérivant au gré des courants et capables de
produire de la matière organique grâce à la photosynthèse.
Il joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du système Terre : il contribue à environ la moitié de la
photosynthèse planétaire, participe au stockage du carbone à l’échelle climatique via la pompe
biologique, et constitue la base des réseaux trophiques marins.
Mieux comprendre la répartition et la diversité du phytoplancton, en lien avec les conditions physiques
et biogéochimiques de son environnement, est donc fondamental. Cela permet d’estimer plus finement
sa biomasse, son rôle dans les cycles biogéochimiques et d’anticiper les réorganisations induites par les
changements climatiques et océaniques globaux.
Cependant, l’observation directe du phytoplancton à grande échelle demeure limitée, car elle repose sur
des campagnes en mer et des prélèvements coûteux. Les données HPLC (High Performance Liquid
Chromatography), qui permettent d’analyser les pigments photosynthétiques pour quantifier
précisément les communautés phytoplanctoniques, offrent une référence fiable, mais restent
coûteuses et spatialement limitées.
Pour étendre ces observations ponctuelles à l’échelle globale, les satellites d’observation de la couleur
de l’océan constituent un outil clé. Les algorithmes empiriques actuels permettent d’estimer la
composition du phytoplancton à partir des réflectances optiques , mais ils présentent encore
une marge d’erreur importante et ne capturent pas toujours la complexité spatiale et temporelle des
structures océaniques (fronts, tourbillons, etc.).

Sujet :
Ce stage s’inscrit dans la continuité d’une thèse centrée sur la prédiction des Phytoplankton Functional
Types (PFTs) à partir de la couleur de l’eau et de variables satellitaires à l’aide de méthodes de deep
learning.
L’objectif principal est d’améliorer la robustesse et la précision des prédictions en intégrant explicitement
la dimension temporelle des données au moyen de méthodes avancées de deep learning.
Concrètement, cela consiste à exploiter les images satellites des jours ou des semaines précédentes pour
estimer la quantité et la composition du phytoplancton à un instant t donné. En effet, la croissance du
phytoplancton est un processus dynamique, et son état actuel dépend fortement des états antérieurs du
système.
Un pipeline opérationnel est déjà en place :
– les données satellitaires et in situ ont été extraites et prétraitées,
– des modèles de type MLP (Multi-Layer Perceptron) ont été développés et évalués,
– une première étude de la sensibilité, en termes de qualité des prédictions, aux variables d’entrée
et à l’architecture du modèle a été menée,
– une seconde étude, sur l’intégration de la dimension spatiale dans les données d’entrée, est en
cours.
Le stage consistera à poursuivre et à approfondir ces travaux, notamment en :
– explorant de nouvelles architectures de deep learning (par ex. RNN) permettant de mieux
capturer la structure temporelle des données ;
– évaluant l’impact de cette intégration sur la qualité des prédictions de PFTs ;
– affinant l’interprétation des modèles pour mieux comprendre les liens entre conditions
environnementales et composition des communautés phytoplanctoniques.
Ce travail contribuera directement à l’amélioration des produits satellitaires de distribution
phytoplanctonique à l’échelle globale, utiles pour le suivi de la santé des écosystèmes marins et la
gestion durable des ressources océaniques.

Objectifs du Stage :
– Compréhension de la problématique biologique.
– Étude des relations entre les propriétés optiques de l’eau et les PFTs.
– Prise en main et optimisation du pipeline existant, de la sélection et du traitement des données
jusqu’à leur exploitation dans un modèle de deep learning.
– Analyse de la variabilité spatio-temporelle : quantifier l’impact de l’intégration des dimensions
spatiale et temporelle sur la prédiction des PFTs.
– Mise en forme et valorisation des résultats pour une utilisation dans des travaux de recherche à
publier.

Profil du candidat :

Formation et compétences requises :
– Intérêt marqué pour la recherche et les sciences marines.
– Maîtrise du langage Python.
– Connaissances en deep learning (PyTorch).
– Des notions en écologie, biologie marine ou océanographie seraient un atout.

Adresse d’emploi :
181 chemin du Lazaret Villefranche-sur-Mer, France

Document attaché : 202511140931_STAGE 2026 – ANNONCE.pdf