Les observatoires, facteurs d’excellence pour la science et l’économie française

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)

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 www.allenvi.fr … et 15 membres associés

4. A la confluencede 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 programmerles 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 privéeet 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 compétencesde 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. Vivant, Homme/Faune/Flore Eaux continentales Mer Appréhender la complexité de l’environnement Un écosystème complexe et en interaction Territoires

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

9. 12 groupes thématiques interdisciplinaires&5 groupes transversaux Aliments et alimentation INFRASTRUCTURES DE RECHERCHEET D’OBSERVATION PROSPECTIVE Agro écologie et sols Un écosystème complexe et en interaction Biologie des plantes Biodiversité Cycle de l’eau Ressources et usages Sciences de la Mer Ressources marines Climat Ecotechnologies Risques environnementaux Ville durable et mobilité Evaluation environnementale EUROPE &INTERNATIONAL VALORISATION, TRANSFERT, INNOVATION, APPUI AUX POLITIQUES PUBLIQUES Territoires Ressources naturelles 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. 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’environnementUn 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. IR ANAEE-S & ESFRI ANAEEDynamique de la biodiversité et des écosystèmesdans 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 naturadans des agro-écosystèmes représentatifs : gradient de conditions climatiques et de pression

16. IR ANAEE-S & ESFRI ANAEEDynamique de la biodiversité et des écosystèmesdans 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 méthodologiqueset 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 flotted’avions de ligneinterationale Observation des flux de carbonedansdifférents types d’écosystèmes à partir de dispositifs au sol et surmer

22. ICOS : IntegratedCarbonObservation 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 annualassessment 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 • NetworkMonitoring • Unit • Assistance to the ICOS atmospheric stations • Evaluation of the ICOS stations performances • Validation of the ICOS greenhousegasesanalysers • Mobile Lab • Unit • Evaluation of the measurementsdoneat 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 Demoexperiment 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 coopérationavec 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. Un cadre conceptuel commun pour une meilleure connaissance des anthroposystèmes Mémoire « Phénoménologique » Mémoire « logico-scientifique »

28. 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.)

29. 4 combined scientific axes • 5 « sites ateliers » • Alpine lakes • wetlands • Rhône river • Drome watershed • Ardièrewatershed • 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 metrologyplatforms) • Tools for answering social demands : books, guides, bioindicators, etc

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

31. Les sorties des infrastructures • Innovation technologique • développements analytiques, instrumentation, capteurs, transmission…) • Produitsetservices 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

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