Ingénieur·e d’études : spectroscopie NIR et chimiométrie

INRAE; Narbonne; On-site; EUR 42,000 - 56,000; Full time

Job summary

INRAE – Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (LBE) à Narbonne recherche un ingénieur d’études pour contribuer à deux projets, QUALIDIG et DIGEST-NIR. Le poste porte sur le développement méthodologique et l’analyse de données, avec des interactions régulières avec les acquisitions spectrales et les analyses de référence.

Les projets visent à développer des calibrations et des modèles rapides à partir de données NIRS et ISBAMO, et à transférer les résultats vers des environnements

Qualifications

• Rôle axé sur l’analyse de données et le développement méthodologique.
• Conception et validation de modèles prédictifs à partir de spectres NIRS et de données associées.
• Capacité à travailler sur des projets multi‑disciplinaires et à interagir avec les équipes techniques.

Responsibilities

• Contribuer aux projets QUALIDIG et DIGEST-NIR en développant des calibrations et des outils analytiques.
• Structurer des bases analytiques et spectrales traçables et évaluer les prétraitements et algorithmes.
• Collaborer avec les acquisitions spectrales et les analyses de référence et suivre les indicateurs de performance.

Job description

Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Présentation du LBE

Le Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement (LBE) est une unité propre de recherche du centre Occitanie-Montpellier de l’Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’alimentation et l’Environnement (INRAE), située à Narbonne. Les recherches menées au LBE visent à développer le concept de bioraffinerie environnementale qui consiste à valoriser les résidus, déchets, effluents organiques ainsi que certaines biomasses en produits d'intérêt industriel (bioénergies, biomolécules, amendement et fertilisant organique) tout en minimisant leur impact environnemental et sanitaire. Symbolisées par la production de bioénergies (eg., via le biométhane et le biohydrogène par des écosystèmes anaérobies), les recherches du LBE cherchent à traiter et/ou valoriser les rejets organiques, qu'il s'agisse d’effluents liquides (agroalimentaires en particulier), de résidus solides (résidus agricoles, déchets ménagers et boues issues des stations d'épuration) ou de biomasses spécifiques telles que les micro-algues ou les cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE). Cette valorisation se décline en intégrant explicitement les contraintes d'innocuité sanitaire (eg., liées à la présence de résidus pharmaceutiques, de détergents et/ou de pathogènes…). L’ensemble de ses recherches couvre un très large spectre de compétences disciplinaires : microbiologie, écologie microbienne, génie biologique, génie des procédés, modélisation, automatique et transfert industriel. Le LBE bénéficie d’une implantation de 4757 m² de surface, dont 1882 m² de halle expérimentale, et d’un équipement scientifique et analytique permettant la mise en place et le suivi d'expérimentations à différentes échelles.

Contexte scientifique

La méthanisation permet de valoriser les résidus organiques en biogaz et en digestats. Le pilotage des installations et la valorisation agronomique des digestats nécessitent une connaissance fiable de leur composition et de leurs propriétés fonctionnelles : matières sèches, matière organique, nutriments, stabilité de la matière organique, potentiel méthane résiduel ou encore devenir du carbone et de l’azote après retour au sol. Les analyses classiques sont souvent longues, coûteuses et peu compatibles avec un suivi fréquent. La spectroscopie proche infrarouge (NIRS), associée à des méthodes statistiques et de machine learning, ouvre la voie à des mesures rapides et multiparamétriques. Le Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (INRAE-LBE, Narbonne) recrute un·e ingénieur·e d’études pour contribuer à deux projets complémentaires, QUALIDIG et DIGEST-NIR, en lien notamment avec INRAE Transfert–METYS. Les deux projets mobilisent un même socle de compétences en gestion de données spectrales et analytiques, chimiométrie, apprentissage statistique et validation des modèles, mais abordent deux étapes différentes de leur développement :

• QUALIDIG – échantillons secs et transfert : consolidation de modèles NIRS et ISBAMO® (méthode de fractionnement chimique associée à de la spectrofluorimétrie 3D développée au LBE) de caractérisation physicochimique et fonctionnelle des digestats, exploration de leur complémentarité (approches multiblocs), puis intégration des modèles retenus dans un prototype logiciel R Shiny destiné à préparer un usage analytique de routine et leur transfert vers INRAE Transfert–METYS.
• DIGEST-NIR – échantillons frais et mesures terrain : développement de modèles prédictifs à partir de spectres acquis sur matrices fraîches, comparaison avec les échantillons secs, évaluation d’instruments de laboratoire et portatifs et transfert éventuel des calibrations vers des mesures in situ, au service du pilotage des méthaniseurs et de la caractérisation agronomique des digestats.

Le CDD de 22 mois est mutualisé entre ces deux projets, avec une mobilisation prévisionnelle d’environ 10 mois sur QUALIDIG et 12 mois sur DIGEST-NIR, articulée selon l’avancement des travaux et les échéances scientifiques. Le poste est à dominante analyse de données et développement méthodologique, avec des interactions régulières avec les équipes chargées des acquisitions spectrales et des analyses de référence.

Objectifs

L’objectif général est de développer, évaluer et rendre utilisables des modèles de prédiction rapides de la composition et de la qualité fonctionnelle des digestats, à partir de données NIRS et, pour certains indicateurs, de données ISBAMO®. Les travaux couvrent la chaîne complète allant de la qualité des données à la validation indépendante, puis à la valorisation des modèles.

• Objectif transversal : structurer des bases analytiques et spectrales traçables, comparer les prétraitements et algorithmes (PLS, Random Forest et autres méthodes appropriées), quantifier les performances, les incertitudes et les domaines d’applicabilité, en privilégiant la robustesse et la reproductibilité.
• QUALIDIG : consolider les modèles sur digestats secs pour les principaux paramètres de composition (MO, C, N organique, P, S) et les indicateurs fonctionnels (Cmin91, Nmin91, BMP résiduel) ; tester des approches combinant NIRS et ISBAMO® ; développer un prototype R Shiny permettant le transfert des modèles sélectionnés.
• DIGEST-NIR : développer des calibrations adaptées aux digestats frais, notamment pour des indicateurs de fonctionnement des procédés (AGV, NH₄⁺, MS, MV, éventuellement alcalinité) et de qualité des digestats ; étudier les effets de la teneur en eau, du type d’instrument et du passage laboratoire/terrain sur la qualité des prédictions

Missions et activités