« Modélisation du cycle du carbone et impact climatique » Formation TICE des IA-IPR de SVT : 20 et 21 septembre 2006 « Modélisation du cycle du carbone et impact climatique » Équipe de recherche INRP De l’académie d’Orléans-Tours ERTé ACCES Jacques Barrère et Thierry Lhuillier Depuis 2002, le programme de recherche de l’INRP est organisé autour d’une ERTé (équipe de recherche technologique appliquée à l’éducation). Cette ERTé participe à actualisation continue des connaissances des enseignants en sciences ACCES. L’ERTé comprend plusieurs équipes (Paris, Lyon, Marseille, OT et Nantes). Chaque équipe a une missions spécifique : Paris et génétique, Lyon et Géologie, Marseille et les neurosciences, OT et « modélisation du cycle du carbone et impacts climatiques » et Nantes « changements climatiques et impacts sur les Biomes ». L’équipe d’OT a été mise en place en 2002 autour d’un programme de recherche d’une durée de 4 années: En 2002, on a demandé à notre équipe un travail prospectif : on nous a demandé d’explorer les banques de données et des outils de traitement en ligne en relation avec la génétique, la climatologie et la géologie. Cette première année a permis de montrer que les outils et les données utilisées par les chercheurs sont transférables dans nos classes. En 2003, le projet de notre recherche a été précisé autour d’un thème « la modélisation du cycle du carbone et ses impacts climatiques à court, moyen et long terme ».

Annexe 1 Vensim, un logiciel de modélisation Un outil de modélisation puissant qui offre la possibilité : De construire des modèles numériques pas à pas et d’effectuer des simulations pas à pas, D’afficher des valeurs mesurées issues des banques de données et de les comparer aux valeurs calculées par le modèle. Un visualiseur performant est proposé gratuitement : Il permet de lancer des simulations sans modifier les modèles. Une démarche est en cours pour la francisation du logiciel : Vensim en version de base et en anglais est actuellement disponible et téléchargeable sur le site internet (Téléchargement). Insister sur la richesse des démarches s’appuyant sur la modélisation : Pour l’EEDD : c’est essentiel… comprendre l’avenir en utilisant des modèles… Pour la physiologie : la glycémie … Pour la gestion de l’eau : le cycle de l’eau, Pour le bilan radiatif de l’énergie solaire … Pour la gestion d’un écosystème : l’écosystème marin (chaînes alimentaires proies prédateurs…)

Annexe 2 Les modèles utilisés sont ceux du chercheur Tous les modèles que nous exploitons, sont proposés par les chercheurs de l’université de Carleton : Des modèles à court terme utilisant les enveloppes atmosphère, biosphère, océan et sols. Des modèles à long terme utilisant en plus la géosphère. Nous explorons de nouveaux modèles proposés par les chercheurs de l’université de l’Oklaoma. Les données sont recueillies auprès des BDD internationales (interface d’interrogation des BDD en climatologie), Les scénarios sont ceux qui sont proposés par les experts du climat (GIEC). Définitions : Le GIEC en français : Groupe Interministériel des Experts du Climat (plusieurs centaines de scientifiques participent à ce projet). L’IPCC en anglais : Interministeriel Panel Climate Change. Les modèles du chercheur sont souvent horriblement compliqués: Les modèles à long terme sont plus difficiles à construire. Les modèles du chercheur sont horriblement compliqués. La plupart des modèles élaborés se rattachent aux travaux de Berner (modèle BLAG, puis GEOCARB, GEOCARB II et GEOCARB III). Des modèles existent mais ils sont considérablement plus simples et même typiquement simplistes Les modèles utilisés dans notre recherche sont des modèles proposés par les chercheurs de l’Université de Carleton. Nous avons cherché des modèles auprès d’autres laboratoires. Tous les autre modèles étaient extrêmement complexes (modèles proposés par l’Ifremer, par l’INRA, par l’université Catholique de Louvain… ) écrits en fortran, en visual basic, … ils nécessitent des centaines de ligne de code. Les calculs sont longs et nécessitent des batteries d’ordinateurs. Les modèles proposés par l’université de Carleton sont écrits pour le logiciel Stella. Nous avons dû les adapter pour qu’ils fonctionnent sous vensim (et sous simile). Les modèles de Carleton sont « simples » et les équations numériques sont accessibles à l’analyse. Les modèles tournent en utilisant les données des BDD. Les scénarios explorés sont ceux qui sont présentés dans le rapport du GIEC : les mêmes que ceux de JCM et Magicc et Scengen.

Annexe 3 Un dossier dédié à la modélisation Nous proposons dans ce dossier : Des démarches spécifiques au cycle court et des démarches pour le cycle long; Des outils avec leur prise en main; Des données (banques de données en ligne) et des ressources (informations scientifiques et pédagogiques, Des propositions d'activités "paillasses", Les publications et les ressources téléchargeables (données et modèles). http://acces.inrp.fr/acces/equipes/modelisation/travaux/CCCIC/