Défis Scientifiques et méthodologiques

Face à la variabilité spatiale et à la rapidité des changements environnementaux, plusieurs défis scientifiques et méthodologiques devront être relevés. Les observatoires de BV, qui constituent un point fort de notre équipe, apporterons les suivis long terme propices à la caractérisation et à l’analyse des effets de ces changements. Les principaux défis de l’équipe peuvent être listés comme suit:

•    Mettre en évidence des processus très localisés spatialement et/ou fugaces (concept « hot spots and hot moments  »), et susceptibles de jouer un rôle clé dans le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes. Dans cette optique, il s’agira d’adapter nos méthodes d’observation en privilégiant de plus en plus les mesures in situ à haute fréquence (ex. « équilibrateur » CO2/CH4 dissous) et les produits d’observation récents à forte densité temporelle et spatiale (ex. constellation satellitaire Global Precipitation Mission). Parmi les outils mis en œuvre pour répondre à ce défi nous utiliserons également les isotopes stables traditionnels et non traditionnels en relation avec l’ET-Isotopie. Nous prévoyons de développer un protocole d’analyse des isotopes de la MO et des GES ;
•    Faire la part de l’effet des perturbations à long terme (« press factors » , tendance pluri décennale, ex. baisse des précipitations, augmentation des températures etc.) de celles à court terme (« pulse factors », événements extrêmes, ex. déforestation, inondation etc.).  Nous nous baserons sur les outils d’analyse les plus pertinents (ex. Analyse en ondelettes) et développerons un modèle  hydro-biogéochimique couplant flux d’eau et flux géochimiques (ex. processus de transport réactifs). Nous souhaitons déployer la puissance de calcul (ex. calculs massivement parallèles sous OpenFoam) nécessaire pour simuler les scenarios futurs (ex. changements climatiques et d’usages) en s’appuyant sur les produits satellitaires à haute résolution ;
•    Montrer dans quelle mesure la dynamique des facteurs biologiques, en particulier de la couverture végétale, peut inférer sur les caractéristiques chimiques et physiques des sols (ex. propriétés hydrodynamiques, traits morphologiques etc.) et, en conséquence, modifier les modalités des flux biogéochimiques au sein de la ZC, en particulier les chemins de l’eau, les temps de transfert. De nombreux cas d’étude sont l’objet de ce questionnement. Par exemple, nous prévoyons de revisiter et d’approfondir notre compréhension du paradoxe sahélien (i.e. augmentation des réserves d’eaux superficielles et souterraines parallèlement à une baisse des précipitations) ;
•    Développer nos activités sur des BV ruraux et péri-urbains. La connaissance du fonctionnement de la ZC dans ces environnements est un enjeu majeur pour de nombreux pays tropicaux en développement marqués par une forte croissance démographique et une emprise croissante des villes sur les campagnes  (ex. inondation pluviale) et pour des pays développés en Europe. A titre d’exemple, de nouveaux chantiers régionaux en milieu viticole sont en cours pour étudier la question des transferts sol/plante ;
•    Participer à la réflexion visant à comprendre comment les travaux dans le domaine des sciences environnementales peuvent nourrir les problématiques sociétales. En collaboration avec l’AT-Risques et l’ET-Contaminants, nous nous intéresserons aux interactions entre hydro-systèmes, agrosystèmes et sociétés humaines, ainsi qu’à la quantification des ressources (ex. végétation, eau) en lien avec les usages. Les interactions entre hydrologie et santé seront également abordées, en particulier les déterminants hydro-biogéochimiques de la présence et de la dissémination d’organismes pathogènes (ex. contaminants fécaux, maladies à vecteurs).

Projets

Dynamique du carbone et les changements climatiques dans le bassin amazonien. Relation complexe entre érosion-transport-dégazage-sédimentation du carbone dans l’Amazonie en utilisant simultanément deux types d’isotopes du carbone (13C et 14C), dans différents compartiments (eaux, sols, végétations, sédiments) pour essayer de comprendre la dynamique du carbone dans chaque compartiment. financement : INSU-EC2CO.

AGUA-ANDES. Ecological infrastructure Strategies for Enhancing  Water Sustainability in the  Semi-Arid Andes. Global (climate change, elevation-dependent warming), regional (Amazon deforestation altering Andean precipitation) and local (mining, land use change) aspects, which together affect water provision downstream, where major population centers are located. financement : PEER (Partnerships for Enhanced Engagement in Research Science) 2016-2018

ECOS/NORD V14U01. Etudes hydrosédimentaires, morphodynamiques et géochimiques de la frange de développement pétrolier de l’Orénoque : impacts sur la navigation fluviale et comparaison avec les fleuves guyanais (Maroni, Oyapock). financement : ECOS-NORD/ FONACYT 2014-2017

Processus hydrométéorologiques extrêmes dans les Andes du Pérou et en Amazonie. Au Pérou, origine et importance des événements hydrométéorologiques extrêmes sur l'hydrologie et les processus associés sur l'érosion et la sédimentation. financement : CONCYTEC-Perou 2015-2017

TecItEasy. Effets conjugués de l’expansion des plantations d’arbres et du changement climatique sur le fonctionnement hydro-sédimentaire des bassins versants tropicaux de montagne: la diversité microbienne aquatique comme un proxy de la conversion d’usage des terres. financement : ANR AGROBIOSPHERE 2013

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