Stage Ia

**Stage IA : Analyses statistiques et apprentissage automatique sur des données multi-sources pour l’estimation de températures de surface.**
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- **L’ORGANISME D’ACCUEIL**

Le Cerema (Centre d’Études et d’Expertises sur les Risques, l’Environnement, la Mobilité et l’Aménagement) est un établissement public rattaché au Ministère de la Transition Écologique. C’est l’établissement de référence dans les domaines de l’expertise et de l’ingénierie publique pour accompagner les territoires dans leurs missions d’adaptation aux changements climatiques. Il assiste l’État, les collectivités territoriales et les entreprises pour les conduire vers une stratégie d’aménagement durable et des mobilités adaptées aux enjeux écologiques.
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- **LE STAGE**
- Contexte du stage - Présentation du projet SUMMIT_

La surchauffe urbaine touche l’ensemble des villes à l’échelle internationale et constitue un enjeu fort pour les politiques d’adaptation et les stratégies d’aménagement urbain, en particulier dans une perspective d’augmentation de la fréquence et de l’intensité des vagues de chaleur. La compréhension et le diagnostic de ce phénomène peuvent s’appuyer sur différents types de mesures microclimatiques, dont les températures de l’air (Ta) ou des surfaces (Ts). Les Ts s’obtiennent majoritairement par des mesures satellitaires ou aéroportées (avions ou drones) sur des grandes aires urbanisées, mais peuvent être également obtenues par des mesures in situ à une résolution plus fine et en intégrant la 3D sur des plus petits périmètres. Cependant, la majorité des études s’attardent sur quelques-unes de ces échelles, de façon isolée, sans les examiner de manière comparative. Or, l’utilisation de mesures multi échelles est une voie prometteuse pour la meilleure compréhension des causes de la surchauffe urbaine. Ces mesures ont toutefois des caractéristiques distinctes et une analyse détaillée est nécessaire pour les réconcilier. L’objectif du projet SUMMIT (Surchauffe Urbaine - Approche Multi-échelle par Mesures Infrarouge Thermique) est de spécifier l’apport et la complémentarité de 3 types de mesures obtenues à différentes échelles : mesures mobiles in situ, thermographies IR (Infrarouge Thermique) par drone et images satellitaires. Deux axes principaux ont été identifiés : un premier axe autour de l’acquisition des mesures in situ, au moyen d’un véhicule instrumenté et d’un drone thermique. Un deuxième axe sur la confrontation de ces mesures à un catalogue d’images satellite thermiques pour comprendre la variabilité spatiale et la dynamique de Ts estimée par ces différents capteurs. Un troisième axe vise à explorer l’apport de l’Intelligence Artificielle (IA) pour relier les températures de surface satellitaires aux mesures in situ et drone. Nancy a été identifiée comme ville pilote pour déployer les mesures.

En appui du pôle satellitaire (Toulouse) où se déroulera le stage, ce projet mobilise les équipes de recherche ENDSUM (Strasbourg et Toulouse) et TEAM (Nancy).

Le pôle satellitaire sera ainsi accompagné par des chercheurs spécialisés en IA et traitement d’images (ENDSUM Strasbourg), en imagerie satellitaire (ENDSUM Toulouse) et en climatologie urbaine (TEAM Nancy).
- Contexte du stage - Positionnement_

Le stage proposé contribue au troisième axe du projet SUMMIT.

L’objectif est de contribuer à évaluer la complémentarité des données de relevé satellitaire, par drone, et par mesures mobiles embarquées sur un véhicule automobile.

Il s’agira d’identifier les écarts de mesure, les comprendre et de développer des méthodes de correction basées sur des modèles statistiques et d’apprentissage automatique (IA).
- Missions du stage_

Le travail consistera en la collecte et le prétraitement des données issues de différentes sources, l’analyse des corrélations et des biais éventuels, ainsi que l’implémentation et l’évaluation de modèles permettant d’améliorer la précision des estimations de température.

Vos missions d’ores et déjà identifiables seront:

- Une étude bibliographique des méthodes et modèles adaptés à l’analyse de données multimodales drone et satellitaire.
- De la modélisation : identifier et appliquer des modèles statistiques et d’intelligence artificielle permettant de mettre en relation les différentes modalités.
- De la production de documentation des travaux, réalisation de supports et présentations dans le cadre du projet SUMMIT.

Ces missions seront amenées à évoluer dans le cadre du projet.
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- **COMPÉTENCES/CONNAISSANCES SOUHAITÉES**

Cursus et niveau recherché : M1 ou M2 informatique, mathématiques appliquées spécialisé en data science, intelligence artificielle

Savoir:

- Programmation : bonnes compétences en langage Python, librairies classiques de traitement d’images sa