Les observatoires, facteurs d’excellence pour la science et l’économie française François Houllier Président du conseil d’AllEnvi, l’alliance nationale.

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1 Les observatoires, facteurs d’excellence pour la science et l’économie française
François Houllier Président du conseil d’AllEnvi, l’alliance nationale de coordination des recherches pour l’environnement (alimentation, eau, climat, territoires) Olivier Godard: risque à effet majeur (Fukushima) et peu probable comparé à risque à effet local mineur mais hautement probable (changement climatique)

2 L’alliance AllEnvi Les enjeux des infrastructures pour la recherche en environnement Quelles leçons pour l’observation de l’environnement ?

3 12 membres fondateurs … et 15 membres associés
… et 15 membres associés

4 A la confluence de défis scientifiques majeurs …
… dans le domaine « alimentation, eau, climat, territoires » Nourrir 9 milliards d’êtres humains à l’horizon 2050 Garantir l’accès à l’eau, en qualité et en quantité, au plan mondial Faire face aux changements climatiques et à l’érosion de la biodiversité Respecter l’impératif de qualité environnementale de nos territoires

5 Coordonner et programmer les recherches en et pour l’environnement
4 défis dans le domaine « alimentation, eau, climat, territoires » 2 missions prioritaires Une mission programmatique en recherche environnementale Quelles priorités de recherche ? Quels verrous cognitifs ou technologiques ? Quels grands programmes ? Une mission de coordination nationale Coopérations entre recherche publique et privée et avec les porteurs d’enjeux et les acteurs socio-économiques Feuille de route des (très grandes) infrastructures de recherche Consortium de valorisation thématique (CVT AllEnvi) Prospectives …

6 Regrouper les compétences de tous les acteurs de recherche et d’enseignement supérieur
4 défis dans le domaine « alimentation, eau, climat, territoires » 2 missions prioritaires renforcées dans le cadre des évolutions en cours Contribution à la future stratégie nationale de recherche Rôle accru dans la programmation de l’ANR 1 structure de coordination souple et légère Au service des membres fondateurs et associés

7 Appréhender la complexité de l’environnement
Eaux continentales Mer Vivant, Homme/Faune/Flore Un écosystème complexe et en interaction Territoires

8 12 groupes thématiques interdisciplinaires
Aliments et alimentation Territoires Ressources naturelles Sciences de la Mer Ressources marines Cycle de l’eau Ressources et usages Agro écologie et sols Biologie des plantes Biodiversité Climat Ecotechnologies Risques environnementaux Ville durable et mobilité Un écosystème complexe et en interaction Evaluation environnementale

9 12 groupes thématiques interdisciplinaires & 5 groupes transversaux
Aliments et alimentation Territoires Ressources naturelles Sciences de la Mer Ressources marines Cycle de l’eau Ressources et usages PROSPECTIVE INFRASTRUCTURES DE RECHERCHE ET D’OBSERVATION Agro écologie et sols Biologie des plantes Biodiversité Climat Ecotechnologies Risques environnementaux Ville durable et mobilité Un écosystème complexe et en interaction Evaluation environnementale EUROPE & INTERNATIONAL VALORISATION, TRANSFERT, INNOVATION, APPUI AUX POLITIQUES PUBLIQUES COMMUNICATION

10 Les « risques » dans AllEnvi
Groupe thématique : risques environnementaux, naturels et écotoxiques Des risques naturels Tempêtes, crues, incendies de forêt, glissements de terrain… Des risques liés aux activités humaines Contaminations chimiques et biologiques de l’environnement ou de l’alimentation (écotoxicologie) Des risques biologiques Invasions, épidémies, émergences… Différentes dimensions Caractérisation, compréhension et modélisation Aléa (danger, probabilité), vulnérabilité (exposition, impacts, dommages) Prévention, lutte et restauration Mécanismes biophysiques, ingénieries, aspects socio-économiques

11 Les enjeux des infrastructures pour la recherche en environnement
L’alliance AllEnvi Les enjeux des infrastructures pour la recherche en environnement illustrés par quelques exemples Quelles leçons pour l’observation de l’environnement ?

12 Les sciences de l’environnement Un fond commun pour appréhender la complexité
Les objectifs comprendre les mécanismes et leurs interactions à court, moyen et long termes développer une vision systémique et intégrative scénariser à court, moyen et long termes  Les approches observer, expérimenter et modéliser Les méthodes mesurer, analyser archiver, organiser et mettre à disposition les données et les ressources Les services socio-économiques (appui aux politiques publiques) anticiper, et alerter sur, le risque surveiller les ressources, les usages et les conflits d’usage…

13 Des infrastructures de recherche …
… pour répondre à des questions scientifiques Différents types d’infrastructures Observation à long terme de l’environnement Expérimentation de systèmes naturels et/ou contrôlés Plates-formes analytiques Collections ressources biologiques et physiques, échantillons d’écosystèmes Cohortes humaines Différents niveaux d’organisation, échelles spatiales et temporelles Quelques exemples …

14 Réseau Observatoires des Bassins Versants
Pour répondre à différentes questions Hydrologiques : genèse des crues, ressource en eau Agronomiques : utilisation des terres et composition chimique des sols et des eaux Biogéochimiques : vitesse de formation des sols et cycle du carbone Géomorphologiques : pratiques culturales ou forestières et stabilité des sols. Différents sites fournissant des contextes variés sites agro-hydrologiques, hydro-biogéochimique, hydro-météorologiques Sites instrumentés pour la mesure à long terme Flux d’eau, piézométrie des nappes, composition chimique des eaux, transport sédimentaire, échanges sol-atmosphère

15 Des plateformes expérimentales
IR ANAEE-S & ESFRI ANAEE Dynamique de la biodiversité et des écosystèmes dans un contexte de changement global Objectifs Compréhension du fonctionnement des écosystèmes continentaux, terrestres et aquatiques Compréhension des interactions gènes – environnement Des plateformes expérimentales PF d’expérimentation in vitro : ECOTRON, micro-, meso- et macrocosmes pour analyser certains processus et valider des modèles PF d’expérimentation en milieu semi-naturel : manipulation en conditions semi-contrôlées pour évaluer des scénarios Dispositifs expérimentataux à long terme in natura dans des agro-écosystèmes représentatifs : gradient de conditions climatiques et de pression

16 Instrumentation partagée
IR ANAEE-S & ESFRI ANAEE Dynamique de la biodiversité et des écosystèmes dans un contexte de changement global Instrumentation partagée Equipements communs, Laboratoires de terrains Intégration de plates-formes complémentaires PF analytiques PF de modélisation Des animations Homogénéité et cohérence des données mesurées Un système d’information

17 Les collections Centres de ressources biologiques
ex CRB animal domestique Collections d’organismes ex collections françaises d'histoire naturelle Collections d’échantillons d’écosystèmes ex : sols, sédiments, végétaux … Stockage, archivage Organisation du réseau de collecte

18 France Génomique Réseau des plates-formes françaises de séquençage et de génotypage Séquençage nouvelle génération Liens à la bio-informatique Des applications à la génomique environnementale (systématique, populations, communautés, métagénomique) Analyse des génomes (ex recherche de gènes) Analyse du métagénome (ex structure, fonction, pilotage)

19 L’alliance AllEnvi Les enjeux des infrastructures pour la recherche en environnement Quelles leçons pour l’observation de l’environnement ?

20 Des verrous méthodologiques et technologiques communs
La mesure Métrologie Développement technologique (capteurs …) Procédures de collecte, d’archivage : traçabilité, certification… Formation de réseaux d’experts Sciences participatives et citoyennes Les données Interopérabilité des bases de données Traitement des données Traitement croisé de données environnementales et socio-économiques Mise à disposition des données et métadonnées Mise en mémoire voire « en patrimoine » L’inter- et la transdisciplinarité

21 Exemple des données climatiques
Une approche globale et coordonnée des mesures atmosphériques pour alimenter des modèles IAGOS ERI ICOS Observation de la composition atmosphérique, des aérosols, des particules à partir de la flotte d’avions de ligne interationale Observation des flux de carbone dans différents types d’écosystèmes à partir de dispositifs au sol et sur mer

22 ICOS : Integrated Carbon Observation System
Objectifs comprendre les processus biogéochimiques fondamentaux du cycle des gaz à effet de serre détecter un affaiblissement des puits de carbone face aux accidents climatiques comme les sècheresses suivre la tendance à long terme des rejets anthropiques Flux des gaz à effet de serre en Europe et dans les régions adjacentes (Afrique, Sibérie principalement) Réseau de stations de mesure des concentrations atmosphériques et des flux échangés par les écosystèmes & réseau de mesures océaniques

23 Centre thématique atmosphérique (ICOS ATC)
Gestion de la chaine de données ATC Coordination Communication & interactions with ICOS atmospheric stations and Central Facilities Organization of the annual assessment of ATC operations Data Unit Near real time data/metadata collection Automatic data processing Data sharing, distribution and archiving Development of tools for data exploration and validation Instrument Test Unit Evaluation of new sensors and prototypes Interactions with instrument manufacturers and universities Recommandations for the update and the evolution of ICOS atmospheric station Network Monitoring Unit Assistance to the ICOS atmospheric stations Evaluation of the ICOS stations performances Validation of the ICOS greenhouse gases analysers Mobile Lab Unit Evaluation of the measurements done at ICOS atmospheric stations Training the local personnel at ICOS atmospheric stations Assure la cohérence des instruments et l’interopérabilité des bases de données

24 Mises à disposition des données Demo experiment ICOS : réseau test sur 4 sites (Juin-Dec 2011)
Données en temps quasi réel Comparaison mesures-modèles automatiques Informations site, métadonnées, visites virtuelles

25 Des lieux de coopération avec l’ensemble des acteurs
Observatoires pérennes sur le terrain = moteurs forts de coopération régionale entre recherche publique, collectifs de recherche "complémentaires" (chambres consulaires, associations) et tissu industriel (pôles de compétitivités, Carnot, grands groupes, PME, PMI) Mise en réseau récente  démultiplie les effets de coopération en y ajoutant une dimension forte de représentativité spatiale et géographique des sites observés ainsi mis en perspective Des systèmes naturels aménagés (écosystèmes, traitements par le sol, aquifères…) devraient jouer un rôle croissant, notamment dans les pays en développement Banques de données intégrées = sources de collaboration majeures avec le monde économique Lien avec le secteur économique à l'échelle de pilotes et de démonstrateurs développements en génomique ou en biotechnologie qui sous forme de démonstrateurs industriels ont été lauréats au PIA.

26 French LTER Un réseau interdisciplinaire pour la recherche environnementale à long terme sur des territoires à dominante humaine

27 RZA : Réseau des Zones Ateliers
Réseau inter-organismes de recherches interdisciplinaires sur l’environnement et les anthroposystèmes en relation avec les questions sociétales Taille de l’objet d’étude de dimension régionale Problématique : interactions entre un milieu et les sociétés qui l’occupent et l’exploitent. Approche pluridisciplinaire incluant notamment les sciences de la nature, les sciences de la vie, les sciences humaines et les sciences de l’ingénieur Objectif : répondre à une question territoriale spécifique pouvant être élaborée en interaction avec les gestionnaires Grands thèmes : Grands fleuves & bassins versants / services & gestion : «Seine», «Loire», «Rhône», «Moselle» Usage des terres / biodiversité : «Armorique», «Alpes», «Plaine et Val de Sèvre», «Hwange» (Zimbabwe) Changements climatiques / biodiversité / biogéochimie : ZA «Terres australes et antarctiques», «Alpes» Environnement urbain : ZA «Environnementale Urbaine» (Strasbourg) Littoral & Interface Terre – Mer : ZA «Brest-Iroise»

28 Un cadre conceptuel commun pour une meilleure connaissance des anthroposystèmes
Mémoire « Phénoménologique » Mémoire « logico-scientifique »

29 Un objet central (bassin versant, paysage, villes, etc.)
11 réseaux de recherche à long terme à grande échelle et multiorganismes Sciences environnementales en réponse à des demandes sociétales Consortia multi- instituts et organismes de recherches Un objet central (bassin versant, paysage, villes, etc.)

30 Outputs : 4 combined scientific axes 5 « sites ateliers » Alpine lakes
wetlands Rhône river Drome watershed Ardière watershed Lyon Town Outputs : Networking : 31 laboratories, 22 institutions, 90 etp >50 programs, 10 M€/year >100 international publications/year, >40 book chapter/year Platform construction (imagery and metrology platforms) Tools for answering social demands : books, guides, bioindicators, etc

31 Zone Atelier Plaine et Val de Sèvre (ZAPVS) – Agroécosystème
450 km2 Soil occupancy of landscape patches Biodiversity assessment : birds, advantitious and prairial forbs, orthoptera, coleoptera, bees Agricultural landscape 20 years database NATURA 2000 network (depuis 2004)

32 Zone Atelier Antarctique (ZATA)
IPEV 22 avril 2011 Zone Atelier Antarctique (ZATA) Extreme Isolation Islands of oceanic origine climatic constraints Low terrestrial biodiversity   High marine biodiversity Close relationships between land and sea response of organisms and ecosystems to global change: Introduced species Impact of fishing Impact of climate change

33 Gouvernance SOERE ZA GOUVERNANCE Evaluation bisannuelle par ALLENVI
Comité scientifique : animateurs des thèmes et sites Comité de pilotage : direction de la ZA, directeur du SOERE et représentants des tutelles au sein de la ZA ZA Comité scientifique : directeurs des ZA + membres du CP Evaluation quadriennale par le comité national de la recherche scientifique Evaluation bisannuelle par ALLENVI SOERE Comité de pilotage : Direction du SOERE + représentants des tutelles

34 Gouvernance Zones ateliers : LTER France ALTERNET ZA-LTER France
Zones Ateliers : the french LTER Network ALTERNET Vice-chair ILTER LTER – Europe 21 Countries ZA-LTER France LTER - US 250 sites , 20 pays MOU …

35 Modalités d’interactions entre les observatoires de recherche et les gestionnaires
Exemple des observatoires hydrologiques Projets Recherche Action RZA RBV Etude INRA ONEMA 2013

36 Les sorties des infrastructures
Innovation technologique développements analytiques, instrumentation, capteurs, transmission…) Produits et services en appui aux politiques publiques pour la gestion de l'environnement et des ressources archivage et traitement des données et des métadonnées, systèmes d’information géographique

37 Merci de votre attention
Merci de votre attention ! Avec la contribution de Elsa Cortijo, Benoît Fauconneau et Françoise Vedèle

38 Prométhée2 : Banque de données sur les incendies de forêts en région Méditerranéenne en France
Alimentation de la base de données Synthèse: cartes des feux de forêts en 2011 Nb: le signe en bas à gauche : Délégation à la protection de la forêt méditerranéenne Source : Eric Rigolot

39 Département essais et recherche de l’Entente pour la forêt méditerranéenne
Tunnel du feu Bestzoom Le BEST (Banc d'essais en situation thermique - extérieur) Test des matériaux, des textiles, des dispositifs de protection et de lutte dans les conditions proches d'un feu de forêts Nb: le signe en bas à gauche : Délégation à la protection de la forêt méditerranéenne Source : Eric Rigolot

40 Quels enseignements pour un observatoire Exemple de la tempête Klaus (1)
24 janvier 2009 : La tempête Klaus a abattu 37 millions de m3 de pin maritime dans le Sud Ouest Etude INRA/ex IFN/CNPF/ CRPF/CG Aquitaine 3500 placettes IFN et 145 variables Source : Yves Brunet

41 Quels enseignements pour un observatoire Exemple de la tempête Klaus (2)
Observations Prédictions dégâts > 40% (rouge) dégâts < 40% (vert) Enseignements pour un observatoire des risques de tempête = ce qui est requis : - des observations stationnelles nombreuses, bien réparties dans l’espace (type réseau IFN) - une cartographie fine de l’occupation du sol sur le territoire concerné - un suivi temporel de la dynamique des peuplements - des moyens de simulation du vent à échelle régionale pour affiner les données de forçage Source : Yves Brunet

42 Observatoires Hommes Milieux
Interactions Ecosystèmes Hommes Anthropisation des écosystèmes. Dynamiques de la biodiversité. Dynamiques des pollutions et écotoxicologie. Environnement et santé. Modification des occupations humaines et impacts, résiliences et ruptures, dégradations et réhabilitations. Adaptation aux changements et évolutions.