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MUSE Volée 2017/2018 Propositions de Sujets de Travaux de Master (liste remise

MUSE Volée 2017/2018 Propositions de Sujets de Travaux de Master (liste remise à jour régulièrement) Les étudiants qui sont intéressés par un des sujets de cette liste sont invités à contacter directement le responsable du projet. Notes importantes pour les étudiants du MUSE : Vous avez également la possibilité de proposer et de formuler des sujets (en suivant le format de présentation habituel – voir propositions ci jointes) après avoir trouvé un Enseignant MUSE qui accepte de vous encadrer. Il est important de noter que toute recherche de Master doit être dirigée ou co-encadrée par un enseignant (Professeur, Maître d’Enseignement et de Recherche, Chargé de cours, Chargé d’enseignement) appartenant au MUSE. A vos choix ! Serge STOLL (08-06-2018) Veuillez noter que la date limite pour le choix de vos sujets est fixée au 1er octobre 2018 N° : 1-2018 Master Universitaire en Sciences de l’Environnement (MUSE) PROPOSITION DE SUJET DE TRAVAIL DE MASTER - 2018 TITRE : L’auto-organisation spatiale des tourbières face au changement climatique 1- Problématique : Comme de nombreux systèmes naturels, les tourbières s’auto- organisent à partir d’interactions à courte distance (Rietkerk et al. 2005, Eppinga et al., 2007). La végétation y forme des motifs gouvernés par un équilibre entre, d’une part, la concentration des nutriments par les plantes vasculaires, et d’autre part la compétition entre plantes vasculaires et mousses. Nous avons mis au point une méthode de caractérisation des motifs ainsi constitués (Béguin et al. 2018), et montré leur stabilité sur une large plage de paramètres environnementaux. Néanmoins, des résultats préliminaires suggèrent que le système pourrait présenter des situations de bi-stabilité, où plusieurs situations stables existent dans des conditions données. De plus, la réaction à un changement graduel pourrait démontrer des effets retards importants (hystérèse). 2- Objectifs du travail de Master : Le travail de master visera à développer le modèle d’auto-organisation des tourbières, et à étudier numériquement son évolution lorsque le forçage climatique évolue, avec une attention particulière aux situations de basculement (disparition des plantes vasculaires par exemple). Une étude statistique visera à identifier les observables propres à prédire les basculements du système sous stress. 3- Déroulement : - revue de la littérature - adaptation du modèle de simulation - étude numérique des motifs d’auto-organisation - étude statistique sur un grand nombre de conditions initiales et recherche des domaines de stabilité et d’indicateurs avancés de basculement 4- Interdisciplinarité : Ce travail applique des méthodes, de statistique et de physique à la biologie des populations, avec des excursions vers la simulation numérique et la climatologie. 5- Formation requise (optionnel) : Une aisance en programmation sous Matlab, ou une motivation pour apprendre, est indispensable pour mener à bien ce travail. 6- Références Initiales (optionnel) : Rietkerk et al., Self-Organized Patchiness and Catastrophic Shifts in Ecosystems Science 305, 1926 (2004) Eppinga et al. Linking habitat modification to catastrophic shifts and vegetation patterns in bogs, Plant ecology 200, 53 (2009) C. Béguin, M. Brunetti, J. Kasparian, Self-patterning in peatlands, en préparation. 7- Lieu de travail et encadrement :Lieu de travail : ISE. Encadrement : Prof. Jérôme Kasparian, Dr. Maura Brunetti N° : 2-2018 Master Universitaire en Sciences de l’Environnement (MUSE) PROPOSITION DE SUJET DE TRAVAIL DE MASTER - 2018 TITRE : Quelle est la contribution quantitative des espèces introduites à la richesse spécifique? 1- Problématique : La biodiversité forme le socle du bien-être humain. C’est pour cela que sa sauvegarde est intégrée dans les objectifs du développement durable et les Aichi Targets. Jusqu’à maintenant les indicateurs de la biodiversité se sont focalisés uniquement sur des espèces natives (indigènes) malgré le fait que les espèces introduites contribuent également à la biodiversité et aux services écosystémiques. Le problème qui en résulte est que les indicateurs actuels omettent les contributions (positives et négatives) de tout un group d’espèces présentes dans les communautés « modernes ». Mais est-ce grave ? Quelle est l’importance empirique de la part « introduite » de la richesse spécifique à l’échelle d’un pays, d’un canton, ou d’une ville ? 2- Objectifs du travail de Master : L’étudiant.e devra développer un cadre conceptuel pour répondre à la question de l’importance des espèces introduites (en se focalisant sur la richesse spécifique) et ensuite apporter une réponse quantitative, interprétée par des grilles de lectures normatives. 3- Déroulement :Revue de la littérature et développement d’un cadre conceptuel (2 mois). Récoltes de données et analyses (3 mois). Rédaction de mémoire (5 mois). La supposition est faite que l’étudiant pourra consacrer au minimum 33% de son temps sur 10 mois (ou environ 14 semaines à plein temps). 4- Interdisciplinarité :Ce travail intègre des aspects quantitatifs (analyses de données) mais également normatifs (quelles dimensions de la biodiversité voulons nous protéger ?). 5- Formation requise (optionnel) :Pour accomplir ce travail la personne choisie pour ce travail devra pouvoir gérer des bases de données (avec des logiciels comme Access, ou R) ; savoir faire de la cartographie et SIG de base ; avoir une sensibilité aux sciences sociales ; et avoir une bonne rédaction en anglais afin de viser la publication d’un manuscrit dans une revue scientifique. Des efforts autodidactes peuvent permettre de combler des lacunes initiales. 6- Références Initiales (optionnel) :(1) Schlaepfer, M.A. 2018. Do non-native species contribute to biodiversity? In press. PLOS Biology. (2) Schlaepfer, M. A. 2018. Introduced species are not always the enemy of conservation. In: Effective Conservation Science: Data Not Dogma. By Kareiva, P., Marvier M., and B. Silliman (Eds.) Oxford University Press. DOI: 10.1093/oso/9780198808978.003.0006 . (3) Schlaepfer, M.A., J.D. Olden, and D. Sax. 2011. The potential conservation value of non-native species. Conservation Biology 25: 428-437 7- Lieu de travail et encadrement : Le travail se fera au bureau (ordinateur). L’encadrement sera assuré par Martin Schlaepfer. N° : 3-2018 Master Universitaire en Sciences de l’Environnement (MUSE) PROPOSITION DE SUJET DE TRAVAIL DE MASTER - 2018 TITRE: PV or solar thermal? What is more effective on residential single family houses? 1- Problématique: The PV panel industry experienced a strong growth since 2008. The optimisation of production costs induces since 1990 a stable decreasing price learning curve, giving excellent perspectives to this market (Fraunhofer Institute for Solar Energy 2018). In Switzerland the different financial incentives to promote these technologies are compared in the report Confédération Suisse (2015). Based on a simulation, these two technologies are compared from an energy efficiency and economic perspective in the report Sattler et al. (2014). Under all these considerations, what would be today the recommendation to the owners of a single family house who would like to invest in solar energy to produce a part of their domestic hot water: Solar PV or thermal? 2- Objectifs du travail de Master: The final goal is to compare the effectiveness between installing solar PV or thermal panel on a typical single family house in Geneva. The usage of PV panels can be compared in combination with a heat pump or not. The goal is to gain knowledge on the effectiveness of both technologies and to find appropriate indicators allowing to compare them. This master thesis will also be the opportunity to set-up a measurement campaign on an existing solar thermal installation. A simulation framework will be developed allowing to calculate the indicators chosen for comparison. 3- Déroulement: The work will start with a literature review on studies in the same field. Based on measured domestic hot water consumptions, typical hourly consumption profiles are characterized. As a next step, the productivity of a thermal solar panel installation will be measured on an existing single family house. The productivity of a solar PV installation will be simulated using the PVSyst software (http://www.pvsyst.com/fr/) on the same building. Different scenario can be simulated as: replacement of thermal panels by a PV installation of same peak power; or alternatively using the all available roof top space to sell the excess electric production to the grid. Using an energy balance simulation, the thermal and PV panel solutions are compared by using indicators as: % coverage of domestic hot water production; cost of avoided fossil kWh; cost of avoided CO2 emissions. 4- Interdisciplinarité: This master thesis will embrace topics as: energy system modelling; analysis of energy demand data; cost effectiveness calculation and computer sciences. 5- Formation requise (optionnel): Spécialisation de l’énergie. Good knowledge in Excel or R. 6- Références Initiales (optionnel) : Confédération Suisse. 2015. « Comparaison de technologie: chaleur solaire et photovoltaïque ». Bern: Conseil Fédéral. https://www.newsd.admin.ch/newsd/message/attachments/38425.pdf. Fraunhofer Institute for Solar Energy. 2018. « PHOTOVOLTAICS REPORT ». Freiburg, février 26. https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaic s-Report.pdf. Sattler, Michael, Stefan Bertsch, Markus Markstaler, Stefan Kessler, Donald Sigrist, et Michel Haller. 2014. « Technologievergleich solare Brauchwarmwassererwärmung für Einfamilienhäuser Photovoltaik und Wärmepumpe im Vergleich mit Solarthermie (SolVar-BWW) ». SI/500895- 01. BFE. 7- Lieu de travail et encadrement: ISE, UNI Carl Vogt, Dr. Stefan Schneider. stefan.schneider@unige.ch, Tel: +41 79 450 59 80; Dario Santandrea, Dario.Santandrea@unige.ch. Participation of Ursula Lehmann (Baticolux). N° : 4-2018 Master Universitaire en Sciences de l’Environnement (MUSE) PROPOSITION DE SUJET DE TRAVAIL DE MASTER - 2018 GREEN PUBLIC SPACES AND SUSTAINABLE CITIES IN SOUTHEAST ASIA: Integrating needs and societal wellbeing 1- Problématique : uploads/Science et Technologie/ propositions-sujets-master08062018-pdf.pdf