L’équipe Observation Satellitaire et Changement Climatique du Cerema développe des chaînes de traitement de données spatiales pour de nombreuses applications en lien avec les politiques publiques. Les sujets porteurs du moment pour l’équipe se situent autour des îlots de chaleur urbains, de la végétation en ville, de la pollution lumineuse, des zones humides ou encore de la détection d’occupation du sol dans des sites à activité économique. Dans le cadre des projets portés sur ces sujets, de nombreux développements innovants sont nécessaires et bon nombre concernent des outils IA.
Il sera demandé au (à la) stagiaire de participer aux développements d’outils IA transversaux pour les projets portés par l’équipe.
Le pôle satellite du Cerema dispose d’un modèle d’occupation du sol de haute qualité, mais sa mise à jour régulière reste un enjeu opérationnel majeur pour le suivi des dynamiques territoriales. Ce stage vise à développer un modèle d’intelligence artificielle capable de détecter automatiquement les changements d’occupation du sol directement à partir d’images satellites, en complément du modèle existant. L’étudiant(e) réalisera d’abord une revue de littérature sur l’état de l’art en détection de changements, couvrant les approches classiques bi-temporelles comme les réseaux de type siamois ou UNet bi-temporels à très haute résolution (Pléiades). Une attention particulière sera portée aux modèles de fondation (foundation models) capables de fournir des représentations puissantes et transférables, facilitant l’apprentissage sur des jeux de données limités et multi-sources.
Le stage comprendra le prétraitement des données (images et vérités terrain issues de bases de don-nées en open access), le développement d’un pipeline IA pour détecter les changements entre deux dates et l’évaluation des performances en termes de précision et de robustesse.
Deux scénarios seront explorés avec l’exploitation de couples d’images Pléiades (50cm de résolution) afin de :
• Détecter des changements ponctuels d’occupation du sol sur une zone d’étude le long du trait de côte Occitanie en 2025, en comparant avec les résultats issus de la méthode actuelle.
• Analyser les dégâts produits par la tempête Fiona en Guadeloupe en 2022, en comparant avec les résultats de l’étude effectuée par le Cerema sur le sujet.
Le stage aura pour objectif la mise en place d’un pipeline opérationnel intégré dans la chaîne de traitement du pôle, avec des tests réalisés sur les deux cas d’usages, comportant des évaluations, visualisations et analyses critiques des résultats.
Les livrables attendus comprennent le prototype de modèle IA, des documentations et un rapport méthodologique détaillé, ainsi que des cartes, graphiques, visualisations illustrant les changements détectés.
Le stagiaire travaillera en équipe avec un encadrement régulier. Des réunions d’échanges hebdomadaires seront mises en place.
Tous les développements produits dans le cadre du projet DELTA seront intégrés en open source sur le GitHub du pôle satellite du Cerema (Chaine de traitement d'image satellites pour OCS et autres indicateurs dérivés).
Cursus et niveau recherché : M2 informatique, mathématiques appliquées spécialisé en data science, intelligence artificielle
Savoir :
– Programmation : bonnes connaissances en langage Python et librairies classiques de traite-ment d’images satellites (GeoPandas, NumPy, etc). Une première expérience en développe-ment opérationnel est privilégiée.
– Connaissances des outils classiques de développement logiciel (git, linux, environnement de développement)
– Connaissances poussées en IA (CNN, réseaux siamois, transformers, etc) et utilisation des prin-cipaux frameworks (tensorflow, keras, pytorch)
– Des connaissances en géomatique, rasters/vecteurs, outils SIG (OTB, GDAL, QGIS, etc) sont un plus
Savoir-faire :
– Aptitude à l’abstraction et intérêt pour la résolution de problèmes complexes
– Esprit d’initiative et autonomie dans le travail
– Rigueur, sens de l’analyse et capacité de synthèse
Savoir-être :
– Capacité à présenter son travail et à travailler en équipe
Encadrement Cerema : Nicolas Oliveira Santos, Gilles Fouvet
Localisation du stage : Cerema, Dter Occitanie, 1 av du Colonel Roche, 31400 Toulouse.
Moyens à disposition : Bureau, station de travail récente et performante, logiciels, outils de développement, serveur de calcul et cartes GPU.
Rémunération : gratification standard (4,5e/h).
Horaires : 35h/semaine - selon le règlement intérieur du Cerema. Télétravail non autorisé.
Début du stage : Printemps 2026 (à partir du 01/03 ou 01/04)
Durée : 6 mois