CPER 2015 – 2020

Projet « Buffon » de Recherches Interdisciplinaires

Environnement Continental : Observation, expérimentation et modélisation des dynamiques des paysages



CPER Paysage

« C’est par des expériences fines, raisonnées et suivies, que l’on force la nature à découvrir son secret ;
toutes les autres méthodes n’ont jamais réussi... Les recueils d’expériences et d’observations sont donc les seuls livres
qui puissent augmenter nos connaissances. »
Préface de Buffon à sa traduction de la Statique des végétaux de Stephen Hales (1735)




Le consortium


Le projet CPER « Environnement Continental : observation et modélisation des dynamiques des paysages » est au coeur du domaine 7 d’innovations stratégiques pour le Bretagne « l’observation et ingénieries écologique et énergétiques au service de l’Environnement ». Il s’appuie en grande partie sur l’un des axes stratégiques de l’OSU de Rennes : la modélisation des systèmes complexes en environnement.

L’OSU de Rennes (OSUR) rassemble un grand nombre d’équipes de recherche et de partenaires institutionnels sur la dynamique des environnements/paysages terrestres. Les équipes couvrent un grand nombre de disciplines avec des interactions scientifiques de longue date. Il s’agit d’ECOBIO (UMR 6553), GEOSCIENCES Rennes (UMR 6118), LETG COSTEL Rennes (UMR 6554), le CREAAH (UMR 6566) et l’Unité mixte de service OSUR (UMS 3343). Les tutelles de l’OSUR sont les universités de Rennes 1 et 2, le CNRS.

Le projet a été construit en synergie avec celui présenté par le centre INRA de Rennes et Agrocampus Ouest sur le volet AgroEco-terMer dont les équipes sont associées de longue date à l’OSUR par le biais d’une convention de partenariat.



Les défis et les objectifs


LES PAYSAGES CONTINENTAUX sont aujourd’hui au centre de problématiques environnementales majeures par l’ampleur et la rapidité des changements en cours. Ces changements sont liés à ce qu’on appelle les « changements globaux » (changement climatique, changement d’usage des sols, érosion, pollution, etc.) et leurs conséquences, notamment en termes de perte de biodiversité, d’altération des services écosystémiques, ou de modifications de l’accès aux ressources pour les populations humaines. L’OSUR aborde ces questions à travers une approche interdisciplinaire au carrefour des sciences de la matière, des sciences de la vie et des sciences humaines à travers de projets menés en partenariat. Les différentes associations disciplinaires cherchent à décrire et à modéliser les impacts des changements globaux (climatiques et anthropiques) sur les patrons de structuration et d’évolution des paysages, leur conséquences sur la biodiversité et les services écosystémiques, à travers la compréhension des processus d’évolution des écosystèmes aux différentes échelles d’organisation (molécules, gène, espèce, communauté, paysages, bassins versants).

Le paysage correspond à un espace géographique abordé comme un système complexe dont la dynamique résulte de l’interaction entre éléments abiotiques (géosphère, atmosphère, hydrosphère), biotiques (biosphère), et les sociétés humaines.
Le projet comporte trois volets d’investissements complémentaires :

  • un volet renforçant les capacités existantes sur la collecte des « Informations environnementales ». Il permettra le suivi in situ de l’évolution en temps réel des systèmes complexes que sont les paysages grâce à des sondes physico-chimiques implantés sur les sites d’observations, l’acquisition de matériels pour l’analyse des signatures chimiques et biogéochimiques des eaux, des sols et des organismes vivants sous contraintes anthropiques, le complément des capacités d’analyse des signatures temporelles de ses changements par des mesures de datations, et la quantification de l’évolution des signatures biologiques grâce à l’acquisition de nouveaux outils de génomique environnementale ;
  • Le deuxième volet complétera les capacités d’« Expérimentations des écosystèmes terrestres et aquatiques ». Expérimenter le système de l'environnement est le principal moyen de comprendre les mécanismes qui sous-tendent la dynamique et la complexité des écosystèmes naturels, et de prédire leur évolution, leur vulnérabilité et leur résilience face à des changements globaux. La construction d’une halle expérimentale sur le site de Beaulieu et la jouvence des plates-formes existantes sur les différents sites de Rennes (INRA et Université Rennes 1) permettront de disposer d’un panel d'infrastructures qui hébergent divers dispositifs expérimentaux pour l'exécution et le suivi des modèles des écosystèmes à des échelles différentes dans des environnements contrôlés, à savoir les bioréacteurs, les microcosmes et les dispositifs de mésocosmes en milieux terrestres et aquatiques continentaux ;
  • Le troisième volet d’investissement permettra la « Mise en réseau des observatoires de l’environnement en Bretagne ». Il permettra grâce à l’acquisition de nouveaux capteurs météorologiques, de drones pour l’imagerie de surface et de moyens de calcul, stockage et traitement de données, le renforcement des échanges et interactions entre les différents observatoires de l’environnement continental existant en Bretagne. Il pourra aussi améliorer les échanges et synergies avec les systèmes d’observations des milieux côtiers et marins pilotés par l’OSU de Brest (IUEM) et les systèmes urbains suivis par l’OSU de Nantes.

Le projet d’investissement immobilier « Buffon » porté par l’OSUR - qui se présentera sous la forme d'une halle expérimentale sur le campus de Beaulieu de l'université de Rennes 1 -  permettra quant à elle de répondre au défi majeur que constitue le développement de nouvelles méthodes de modélisation numériques et expérimentales, et d’observation, pour la compréhension et la prédiction des changements environnementaux sur les systèmes continentaux.



Les fiches-projet


Quatre axes complémentaires structurent le projet « Environnement continental : observation et modélisation des dynamiques des paysages ». Ces axes entre dans le triptyque classique en recherche des interactions entre observation, expérimentation et modélisation. Cependant l’enjeu dans les recherches liées à l’environnement est de promouvoir les interactions entre ces trois piliers dans un cadre interdisciplinaire. Ce projet regroupe les compétences rennaises reconnues internationalement dans des domaines variés nécessaires pour appréhender les systèmes complexes que sont les paysages et leurs dynamiques spatio-temporelles.

CPER Tryptique

Les demandes financières relatives à ces axes déjà existants au sein de l’OSUR permettront de les renforcer et surtout de se projeter dans l’avenir en ayant à disposition les outils nécessaires pour réussir à répondre aux grands défis scientifiques et sociétaux, mais aussi maintenir le niveau d’excellence scientifique permettant une attractivité internationale tant en recherche qu’en enseignement.




Les attendus

  • Observation en temps réel de l’évolution de l’environnement continental, terrestre et aquatique, en Bretagne (Fiche 1)
    Mise en place d’infrastructures complémentaires avec l’IUEM pour quantifier et modéliser les échanges dans les continuums terre-mer, notamment les blooms algaux côtiers, l’hydrosédimentaire côtier
  • Attractivité scientifique internationale par la mise en place d’une halle expérimentale interdisciplinaire unique en Europe pour l’expérimentation et la modélisation analogique et numérique des (éco)-systèmes complexes (Fiches 2, 3 & 4)
  • Modélisation des dynamiques des paysages dans le contexte des changements climatiques et anthropiques (Fiche 4)
    Quantification des effets anthropiques agricoles (en collaboration avec l’INRA) et urbain (en collaboration avec l’OSUNA) sur les écosystèmes terrestres et aquatiques continentaux, notamment sur la quantité et qualité des ressources en eau et de la biodiversité




>>> En savoir plus
Présentation du Contrat de plan État-Région Bretagne 2015-2020 : site de la Région Bretagne /site de la Préfecture de Région

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Contact OSUR
Jean-Raynald de Dreuzy <@>