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Au cours des dernières décennies, le "trou d'ozone" a montré la fragilité de l'atmosphère, l'abus de pesticides a montré la fragilité des sols, des eaux de surface et des nappes phréatiques, les rejets de CO2 n'ont cessé de croître et de menacer l'équilibre du climat... Les rejets de toutes sortes risquent de devenir ingérables. Il est devenu essentiel de pouvoir diagnostiquer les modifications des différents milieux (air, mer, eau douce, sol, biosphère), qu'elles soient d'origine naturelle ou anthropique, et de pouvoir rééquilibrer les milieux altérés.
Les recherches en environnement portent sur :
la météorologie et le climat
la composition et la qualité de l'air, de l'eau et des sols
les milieux océaniques et littoraux
les surfaces continentales
Tous ces milieux interagissent entre eux de différentes manières, par des échanges d'énergie et de matières (solides, liquides ou gazeuses). Pour comprendre le système Terre dans son ensemble, il faut étudier le comportement de chacun d'eux et la manière dont ils interagissent entre eux.
La tâche est immense et nécessite des approches complémentaires :
des observations à différentes échelles de temps et d'espace pour suivre la variabilité des milieux
des expérimentations en laboratoire ou sur le terrain pour comprendre les mécanismes
des modélisations pour tester des scénarios et des impacts et pour prévoir
Les mots clés des recherches en environnement sont : observer, expérimenter, comprendre, modéliser, prévoir, agir et traiter.
Lorsque des variations sont à la fois abruptes et extrêmes, on entre dans le champ des risques et aléas - climatiques, hydro-météorologiques, volcaniques, sismiques qui font aussi partie des domaines de recherche de l'INSU.
Des programmes
Une des missions de l'INSU est d'organiser et de structurer les recherches en environnement, tout en apportant les moyens nécessaires aux laboratoires (principalement du CNRS, mais aussi d'autres organismes).
Ainsi, l'INSU coordonne gère de grands programmes nationaux interorganismes, qui dans le domaine de l'environnement sont les suivants :
"Les enveloppes fluides et l'environnement" (LEFE) qui soutient, via ses cinq programmes (CHAT, CYBER, IMAGO, MANU et GMMC), des recherches portant sur le fonctionnement de l'atmosphère et de l'océan, leur couplage, leurs interactions avec les autres composantes du système climatique (cryosphère, biosphère, hydrosphère), de différents points de vue (dynamique, physique, chimique, biologique et biogéochimique), pour améliorer notre compréhension des réponses du système Terre aux forçages anthropiques et les prévoir ;
"Écosphère continentale et côtière" (EC2CO) qui soutient, via ses quatre programmes (BIOHEFECT, ECODYN, MICROBIEN, DRIL) des recherches portant sur la biogéochimie, l'hydrologie et le fonctionnement des écosystèmes, l'écotoxicologie et l'écodynamique des contaminants, la microbiologie environnementale et l'environnement côtier ;
"Télédétection spatiale" (PNTS) qui soutient des recherches visant à développer les utilisations de la télédétection spatiale pour l'étude de la Terre.
L'INSU a également initié deux grands programmes internationaux autour de deux régions d'importance vis-à-vis des changements environnementaux :
le programme AMMA d'étude de la mousson en Afrique de l'Ouest qu'il coordonne et gère ;
le chantier MISTRALS dédié à la compréhension du fonctionnement du bassin méditerranéen, coordonné et géré par le CNRS et l'IRD et dont plusieurs volets (BioDivMex, ChArMEx, HyMeX, MerMeX, PaleoMex et SICMed) concernent le domaine de l'environnement.
Des campagnes de mesure
Pour comprendre les processus, de grandes campagnes de mesure, le plus souvent d'ampleur internationale et faisant appel à différents moyens d'observation (navires, ballons, avions, satellites, modélisation) sont réalisées dans le cadre de ces programmes.
Des plates-formes instrumentales adaptées
Le troisième volet indispensable au bon déroulement des programmes de recherche des laboratoires est le volet instrumental. Des instruments de mesure et capteurs inédits sont concus et réalisés en fonction des besoins nouveaux des recherches. La division technique de l'INSU a pour cela un rôle de bureau d'étude.
Les observations se faisant aussi bien à l'échelle locale que globale, au sol, en mer et dans les airs, en France ou à l'autre bout du monde, des navires (flottes de l'INSU, d'IFREMER et de l'IPEV), avions (falcon 20, ATR), ballons et satellites sont aussi des outils indispensables.
Des services et observatoires
Suivre la variabilité des milieux nécessite de disposer de longues séries temporelles de mesures. Les obtenir est la raison d'être
de plus d'une vingtaine de Services nationaux labellisés par l'INSU dans les domaines "Océan, atmosphère et climat" et "Surfaces et interfaces continentales", qui peuvent être des sites instrumentés (SI), des Codes numériques mutualisés (CC) ou des Services d'observation (SO) ;
des Systèmes d'observation et d'expérimentation au long terme pour la recherche en environnement (SOERE) labellisés par AllEnvi et qui sont des mises en réseau d'observatoires de l'environnement déployés sur des sites différents.
Des moyens de calcul.
Enfin, modéliser la planète tout entière demande les plus puissants moyens de calcul du CNRS ( l'IDRIS) et des organismes partenaires (Météo France, CEA, Ifremer).
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