Pour profiter de la fraîcheur des arbres : les aider à s’adapter au climat | Un article Pop’Sciences

PPour profiter de la fraîcheur des arbres : les aider à s’adapter au climat | Un article Pop’Sciences

©Pixabay

Faire un câlin aux arbres : cette pratique de la sylvothérapie, en vogue ces dernières années témoigne du bien-être émotionnel que nous procurent les arbres. Leur capacité à rafraîchir le climat de la cité et de moduler celui de notre planète, est un autre service, physique cette fois-ci, qu’ils nous rendent. Pour autant qu’ils puissent rester en vie face au changement climatique. Et c’est à l’Homme de les y accompagner. Explications avec, en guise d’exemple, le déploiement du Plan canopée de la ville de Lyon.

Un article rédigé par Caroline Depecker, journaliste, pour Pop’Sciences – 17 sept. 2020

 

Si effets positifs il y a eu du confinement sur les mentalités, l’un d’entre eux est sans doute le désir réaffirmé de reconnexion des citadins avec la nature. Pour les plus chanceux, un exil en campagne bienheureux. Pour les autres, la recherche, entre les pavés, du moindre petit coin de verdure.

« La question de la nature en ville a beaucoup évolué au cours du temps. Jusqu’aux années 80 où le béton était roi et la ville fonctionnelle, elle n’y avait pas sa place, commente Frédéric Ségur, du service du patrimoine végétal de la Métropole de Lyon. Mais depuis 1990, on redécouvre ses bienfaits sur la santé, autant physique que psychique, des habitants ».

Des effets si probants que l’OMS recommande, en 2016, un verdissement maximum des villes, insistant sur le rôle de la nature quant à la « réduction potentielle de l’exposition à la pollution de l’air, au bruit et à la chaleur excessive ». Et, dans ce registre, l’arbre tient une place importante : celui de régulateur de température.

Lors des coups de chaud estivaux, dans les métropoles, on étouffe. Pas de pause nocturne : les façades absorbent le rayonnement solaire et restituent la chaleur quand on tente de dormir. Les corps s’épuisent. Dans ces îlots de chaleur que constituent les villes, il n’est pas rare d’observer un écart de 2 à 4° C entre le centre urbain et la campagne avoisinante. « Cela peut monter jusqu’à 11 degrés en cas de canicule, comme en août dernier », ajoute Frédéric Ségur. En apportant de l’ombre aux bâtiments, les arbres diminuent la quantité de rayonnement solaire reçue et donc, d’énergie emmagasinée. Leur rôle positif ne s’arrête pas là. Comme l’Homme, lorsqu’il fait chaud, les arbres transpirent. Puisant l’eau du sol par leurs racines, à travers leur feuillage, ils rejettent une grande quantité d’humidité : ce phénomène, appelé évapotranspiration, occasionne un rafraîchissement de l’atmosphère. Un bon moyen de lutter contre les îlots de chaleur.

Une température de l’air abaissée de 1°C

On dénombre plus de trois millions d’arbres sur la métropole lyonnaise. « Qu’ils soient du domaine public ou privé, ceux-ci constituent « une forêt diffuse » dont on évalue la proportion par l’indice de canopée (pourcentage de surface ombragée par les arbres). Celui-ci est de 27 % sur la métropole lyonnaise, commente le responsable paysager, mais présente des disparités géographiques : il varie de 10 à 60 % selon les communes. Sur Lyon, il est de 23 %. Afin d’augmenter cet indice et d’adapter la métropole au réchauffement climatique, en 2017, notre service a initié le Plan canopée. Son objectif est ambitieux : planter 300 000 arbres d’ici 2030 ». Aujourd’hui, les acteurs de ce plan sont, pour la plupart, adhérents de la Charte de l’arbre. Une centaine. Reste encore à associer la population à ce vaste chantier. « Nous sommes en train de définir notre mode de gouvernance, de sorte à ce que chacun puisse s’emparer du projet. Mais nous avons déjà de belles réalisations derrière nous. »

 

©jleone/Lyon PartDieu

Rue Garibaldi à Lyon : sur cette ancienne autoroute urbaine qui vient d’être requalifiée, on a gardé quelques anciens platanes épargnés par le chancre coloré, remplacé les autres par des essences variées. Terminé l’alignement monospécifique de sujets du même âge. On limite ainsi le risque de contagion en cas de maladie. Dans les passages automobiles souterrains, datant des années 1960, ont été installés des réservoirs qui collectent l’eau de pluie. À l’été 2019, on a pu y puiser suffisamment pour simuler une forte averse. Résultat, la température a baissé de près de 1°C !

Un système d’arrosage automatique pour garantir la croissance des arbres

Cet exemple de réussite tient à la résolution d’une question, simple en apparence : comment créer un environnement propice à la croissance des arbres et à leur pérennité ? Outre de soleil, pour croître, le végétal a besoin d’eau en quantité, d’une terre de bonne qualité (riche en nutriments) et de suffisamment de place pour développer son système racinaire.

« Nous ne voyons que la face visible de l’arbre, ses feuilles. Mais, dans le sol, le volume développé par ses racines est tout aussi important,

fait remarquer Marc Saudreau, spécialiste en physiologie végétale au laboratoire de Physique et physiologie intégrative de l’arbre en environnement fluctuant de l’INRAE (Clermont-Ferrand). Grosso modo, si vous voulait faire pousser un arbre de huit mètres de haut, il faut que la fosse qui l’accueille soit de même taille. » Une sacrée contrainte en milieu urbain.

Capteur « pepipiaf » équipant un arbre / ©Thierry Améglio – INRAE

Avec l’équipe « Micro-Environnement et Arbres » du laboratoire, le chercheur étudie le rôle joué par les arbres sur le climat urbain en fonction de leur état physiologique. En ville, l’eau est la ressource qui fait le plus facilement défaut : la prédominance du bitume empêche l’infiltration de l’eau dans le sol, la collecte des eaux pluviales à des fins diverses est un manque à gagner. Alors, pour veiller à ce que les arbres de la rue Garibaldi ne meurent de soif, Marc Saudreau et ses collègues les ont équipés en 2013 de plusieurs capteurs sans fil « pépipiaf » capables de mesurer en continu leurs variations de diamètre et ainsi, indirectement, leur état hydrique. Associés à d’autres instruments de mesure, de température notamment, ces capteurs constituent un système d’arrosage automatique qui se met en route s’il fait chaud et si les arbres ont soif : les pompes couplées aux réservoirs entrent alors en action. Le suivi de croissance des arbres montre que ceux-ci poussent bien.

« Nos capteurs peuvent être dupliqués sur les autres plantations de la ville, explique Marc Saudreau. Mais ils nous permettent avant tout de collecter de précieuses données sur l’adaptation des arbres en milieu urbain : un environnement qui, par rapport aux forêts ou aux vergers, comporte des contraintes supplémentaires, comme la pollution, la pauvreté du sol et le volume de terre disponible pour ses racines. »

Adapter les arbres au changement climatique

Performant, le dispositif de la rue lyonnaise illustre comment les arbres peuvent constituer de précieux alliés contre des îlots de chaleur urbains. Mais, Il serait illusoire de penser qu’à eux seuls, ils résoudront ce problème.

« Les expérimentations menées dans d’autres pays (États-Unis, Australie, Nouvelle Zélande) montrent en effet que leur pouvoir rafraichissant, via le processus d’évapotranspiration, est, tout au plus, de 1,5 °C. »

Faire baisser la température de la ville de 5 °C ? Cela nécessiterait de couvrir d’arbres la quasi-totalité de sa surface ! Et tout ceci, en faisant l’hypothèse que les arbres soient suffisamment matures pour jouer pleinement leur rôle (soit une vingtaine d’années en moyenne) et qu’ils restent en bonne santé alors que climat évolue à vitesse grand V.

Comment choisir les essences à planter ? Les gestionnaires forestiers disposent d’abaques dans lesquels les essences sont classées selon certaines spécificités : résistance à la chaleur, à la sécheresse, aux maladies, capacité de résilience, etc. Afin d’anticiper le changement climatique, qui implique autant une hausse des températures qu’une augmentation de leur variabilité, ainsi qu’une modification importante du régime de précipitations, une stratégie consiste à substituer certaines essences par d’autres, plus adaptées au climat futur et moins consommatrices en eau. De plus, assurer le mélange des essences s’avère un facteur clé : pour un facteur de stress donné, si une espèce dépérit, ce ne sera pas forcément le cas des autres. A Lyon, ce paramètre est pris en compte autant que possible : les gestionnaires paysagers ont à leur disposition un catalogue contenant plus de 300 espèces différentes auxquelles s’ajoutent des variants génétiques quand ils existent.

Gestion forestière proche de la nature versus assistance à l’adaptation

Favoriser une plus grande biodiversité de la forêt pour garantir son bon fonctionnement et les services écosystémiques qu’elle rend (stockage du carbone, filtration de l’eau, protection des sols, ombrage…) est une question bien connue par les ingénieurs forestiers. Cette contrainte va de soi lorsqu’il s’agit de la forêt dite « récréative » – la forêt urbaine en est un bon exemple – et semble faire doucement son chemin, en ce qui concerne les plantations d’arbres destinées à la sylviculture. Alors que la forêt française est passé en « mode survie », du fait des sécheresses à répétition des dernières années, le message des chercheurs de l’INRAE est clair : la sélection des arbres voués aux plantations doit aller au-delà des critères de production basés sur la rapidité de croissance, leur longueur ou la densité de leur bois. Le mélange des espèces (au détriment de la monoculture) et des classes d’âges (sylviculture irrégulière) constitue un levier important pour rendre ces plantations plus résistantes au manque d’eau qui devrait se faire plus criant encore dans le futur.

Creative Commons CC0

L’adaptation des forêts est un sujet toutefois controversé. En effet, la mouvance actuelle est à la « gestion forestière proche de la nature » (close-to-nature forestry) qui préconise une intervention humaine minimale pour favoriser les processus biologiques naturels. Or, la réalité scientifique est tout autre : ne pas adapter les forêts au climat futur représente un pari sur l’avenir. Cela signifie que les forêts devront s’adapter d’elles-mêmes. Pourtant, la vitesse du réchauffement climatique est beaucoup plus rapide que la vitesse d’adaptation des processus biologiques.

Occupant 16,9 millions d’hectares en France métropolitaine, soit 31% du territoire, la forêt française (comprenant la forêt récréative, à visée protectrice et dédiée à la sylviculture, ndlr) gagne du terrain : sa superficie augmente de 100 000 hectares chaque année, soit une progression de 0,6 % par an. Véritable poumon vert, elle capte annuellement 70 millions de tonnes de CO2 dans notre pays, soit 14 % environ de nos émissions en gaz à effet de serre. Pour qu’elle puisse continuer à nous aider à faire face au réchauffement climatique, il semble qu’elle ait plus que jamais besoin de notre aide.

<Pour aller plus loin

A VOIR :

Festival Pop’Sciences – Mai 2021| Appel à participation pour Scolaires

FFestival Pop’Sciences – Mai 2021| Appel à participation pour Scolaires

Le Festival Pop’Sciences est l’occasion de réunir tous les acteurs de la culture scientifique présents sur Pop’Sciences : des chercheurs, des doctorants, des partenaires culturels du territoire, etc. pour permettre la rencontre directe avec les habitants et partager la passion de la science.

Les établissements scolaires sont aussi invités à participer au Festival Pop’Sciences 2021, en valorisant les projets qu’ils auront construit sur l’année scolaire 2020-2021.

Le Festival se tiendra sur le site du Musée gallo-romain de Saint-Romain-en-Gal :

  • le vendredi 21 mai 2021 de 9h à 12h et de 13h à 17h
  • le samedi 22 mai 2021 de 10h à 22h
  • le dimanche 23 mai 2021 de 10h à 18h

Les projets scolaires seraient présentés le vendredi et le samedi.

>>>> A l’attention des enseignants :

Vous avez mené un projet pendant l’année avec les jeunes que vous encadrez et vous souhaitez le valoriser et le montrer au grand public. Le thème de cette année est l’écoulement perpétuel.

La forme de la présentation du projet pendant le Festival est libre : un stand présenté par les élèves au public, une conférence ou une projection commentée par les élèves, une animation/démonstration, un spectacle, etc. Les équipes de Pop’Sciences et du Musée peuvent vous accompagner pour définir votre présentation.

En savoir plus :

Appel A PROJET scolaires

>>> Vous êtes intéressé ?

<Inscrivez votre projet via ce formulaire

 

#FDS2020 | Fête de la Science – Édition 2020 : du 2 au 12 octobre

##FDS2020 | Fête de la Science – Édition 2020 : du 2 au 12 octobre

 

Sortez vos agendas !
La prochaine édition de la Fête de la science se déroule…

📆  Du 2 au 12 octobre 2020

🚩 Sur la Métropole de Lyon et le département du Rhône

Petite nouveauté 2020 : en 2020 la Fête de la science s’adapte au contexte sanitaire et innove en proposant pour la première fois des animations 100 % numériques (ateliers, conférences live, visites virtuelles…) ou en présentiel et plus intimistes.

Toutes les animations sont dédiées à la découverte des sciences et totalement gratuites.

Tentez l’expérience !

Toutes les informations par ici !

 

Initiée par le Ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, la Fête de la Science est la plus importante manifestation dédiée à la recherche et à l’innovation. La 29e édition se déroulera partout en France en octobre sous la thématique « Quelle relation entre l’homme et la nature ».

Dans le département du Rhône, cet évènement est coordonné par l’Université de Lyon avec le soutien de L’État, de la Région Auvergne-Rhône-Alpes, de la Métropole de Lyon et de la ville de Villeurbanne.

Cette année, près de 200 opérations sont programmées dans 21 villes du département du Rhône grâce à la mobilisation de près de structures : établissements de recherche et d’enseignement supérieur, laboratoires, associations, entreprises, écoles, bibliothèques, médiathèques, lieux culturels… 

Découvrez le teaser de la manifestation :

 

Sur la Métropole de Lyon et le Rhône, la Direction Culture, Sciences et Société de l’Université de Lyon coordonne la Fête de la science.

Retrouver le son de Notre-Dame | Collections & Patrimoine

RRetrouver le son de Notre-Dame | Collections & Patrimoine

Entretien avec l’équipe lyonnaise de scientifiques de retour de leur première mission dans Notre-Dame de Paris.

Un entretien réalisé par Pop’Sciences – 24 juillet 2020

Une reconstruction « fidèle » de Notre-Dame suppose qu’en plus de la remise en état du bâti (la charpente, la flèche…), une restauration acoustique soit mise en œuvre pour restituer aux générations futures ce qu’était le « son » de la plus célèbre des cathédrales avant l’incendie dévastateur d’avril 2019.

De retour de leur première mission scientifique sur le site religieux, Notre-Dame, l’équipe scientifique « acoustique » de la Maison des Sciences de l’Homme Lyon Saint-Étienne nous explique en quoi consiste son travail. Entre technique et émotions, un le récit digne d’une aventure scientifique hors du commun et hors du temps.

Pop’Sciences | Quelle est l’origine de la création du groupe acoustique ?

Mylène Pardoen, docteur en musicologie, spécialiste de l’archéologie du paysage sonore :

Suite à l’incendie qui a détruit la toiture de Notre Dame (ND) de Paris en avril 2019, la communauté scientifique s’est mobilisée autour du CNRS pour participer à sa reconstruction en neuf groupes de travail thématiques = Incendie, Numérique, Structure, Bois/Charpente, Métal, Pierre, Verre, Émotions patrimoniales et Acoustique.

Ce dernier groupe, composé de 6 personnes et… d’un robot – de son petit nom Deep Trekker – regroupe des équipes de parisiens 1 et de lyonnais issus de l’équipe Pôle Image Animée et Audio (PI2A) de la Maison des Sciences de l’Homme Lyon Saint-Étienne 2.

©Chantier CNRS Notre-Dame_Groupe Acoustique

Pop’Sciences | Quels sont ses objectifs ?

Mylène Pardoen :

Le groupe acoustique a deux objectifs :

Réaliser un modèle informatique sonore de ND qui permettra aux équipes d’architectes de les guider dans leurs choix pour la reconstruction de la voute et de la charpente (en donnant des mesures de l’impact acoustique selon le choix des matériaux, de la forme de la voute, etc.). La cathédrale est alors considérée comme un objet résonnant dans lequel un son est généré – par l’éclatement d’un ballon de baudruche, par exemple – dans le but de pouvoir calculer le temps de réverbération (l’écho) propre à la structure de la cathédrale.

Ce volume acoustique est l’espace délimité par l’ensemble des « parois », tenant compte des caractéristiques acoustiques de leur matériaux (pierre, bois….) et des objets s’y trouvant. Lorsque le son est émis, ses ondes se réfléchissent sur les parois comme une sorte de balle de ping-pong, mais avec un léger temps de retard à chaque rebond. C’est ce que l’on nomme le temps de réverbération (ce qui nous semble être un écho). C’est en quelque sorte la caisse de résonance qui permet à l’orgue ou aux choristes de donner à leurs chants une caractéristique particulière (la signature acoustique d’un lieu, qui est unique).

Ces relevés actuels seront comparés à des enregistrements réalisés lors d’un concert qui avait eu lieu dans ND en 2013, pour permettre de retrouver l’acoustique d’avant sa destruction.

Pendant la mission, seule la partie de la nef a fait l’objet de relevés (le chœur, bien qu’accessible, n’est pas dégagé et le transept, dont le sol est très abimé, était trop complexe à aborder pour le robot et les trépieds). Le robot servait essentiellement à accéder à la nef qui est encore aujourd’hui inaccessible par mesure de sécurité (risque potentiel de chute de pierres ou de la charpente en bois) pour pouvoir positionner deux trépieds à roulettes comportant chacun 2 micros ambisoniques et 2 micros omnidirectionnels nécessaires à l’étude du temps de réverbération de l’onde sinusoïdale (le son produit par le ballon).

©Chantier CNRS Notre-Dame_Groupe Acoustique

©Chantier CNRS Notre-Dame_Groupe Acoustique

Le second objectif est de documenter au niveau sonore le chantier de Notre-Dame ou autrement dit de réaliser une évaluation perceptive et représentative de l’environnement sonore de ND, en installant des capteurs qui enregistreront les ambiances sonores, 24h sur 24, pendant toute la durée du chantier de déblaiement et de reconstruction. Cette captation viendra agrémenter les informations disponibles sur ce bâtiment et continuer à raconter son histoire. Ainsi, seront collectés les bruits du chantier : ceux des corps de métiers qui vont se succéder, mais aussi ceux des oiseaux circulant librement dans le bâtiment… Tout cela agrémente le modèle sonore de ND.

©Chantier CNRS Notre-Dame_Groupe Acoustique

Joachim Poutaraud, assistant ingénieur en spatialisation sonore :

Cette pratique de l’étude du paysage sonore permet d’étudier la relation de l’Homme avec les sons de son environnement. On évalue des « marqueurs sonores », des sonorités signalétiques qui vont nous permettre de cartographier l’environnement sonore de la cathédrale.

Mylène Pardoen :

C’est l’histoire sonore du chantier. On peut repérer les porosités – des interférences qui existent entre les ambiances internes de la cathédrale et celles venant de l’extérieur qui sont le reflet des activités urbaines essentiellement – et la pollution sonore qui rentrent dans la cathédrale pour préserver sa quiétude. Car, quand on sort, on est agressé par le bruit tant la sérénité de la cathédrale est encore présente.

Ce second objectif fait écho aux travaux de Mylène Pardoen, archéologue des paysages sonores qui reconstitue des ambiances sonores du passé.

Avec le modèle virtuel créé, on pourra recréer une acoustique de n’importe quelle époque de ND : par exemple, au Moyen-Âge, on peut retrouver tous les éléments sonores qui étaient présents à cette époque dans ND en prenant en compte l’évolution de l’urbanisme, si le tissu urbain a changé ou non, si les rues ont été modifiées. Après, il faut retrouver qui travaillait autour, les corps de métiers, les bruits des gestes et des outils utilisés.  Mes sources sont les almanachs de l’époque pour recherche la localisation des artisans, les registres administratifs. Il n’y avait pas d’historique des précédents chantiers de ND. Tout le travail sera valorisé tout au long de la mission par des reportages, des enregistrements et des vidéos.

 

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Encart

Les chiffres clefs de la mission au niveau technique

Pour la mission :

– 350 Kg de matériel répartis en 6 flight cas pour : le matériel de diffusion et de captation pour l’acoustique, le matériel de captation pour les ambiances sonores,  l’ensemble des matériels pour documenter notre travail (GoPro, caméra JVC, micro binaural…) ;

– 8 kits EPI (2 combinaisons pour les frileux) ;

– 1 pistolet d’alarme et 8 cartouches (pour l’étalonnage) ;

– des ballons à gonfler et à faire éclater (également pour l’étalonnage) ;

– des kits d’éclairage ;

– 4 trépieds à roulettes.

©Chantier CNRS Notre-Dame_Groupe Acoustique

Nos 4h sur site représentant une distance de déplacement d’environ 20 km par personne (uniquement dans l’enceinte polluée au plomb. C’est ce que l’on nomme la zone sale.).

Pour l’équipe lyonnaise, le bilan vidéo représente : 47 min de rushs JCV ; 31 min de GoPro ; 90 Go de vidéos immersive (images robot, GoPro sur micros, timelapse). Le bilan audio : 6,52 Go de fichiers ambisoniques (soit près de 3h d’enregistrement).

Pour l’équipe équipe parisienne : 12h de vidéo (toutes caméras confondues, dont celles du robot) ; 110 Go de fichier audio (pour l’élaboration du modèle acoustique et ses volumes).

Voir la vidéo réalisée par Christian Dury lors de leur première entrée dans ND : Emotion en entrant – 10 juillet 2020.

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Pop’Sciences | Pourquoi est-ce important de reconstituer l’ambiance sonore de ND ? Qu’avez-vous ressenti en entrant dans ND ?

Mylène Pardoen :

Il est important de toucher du doigt les porosités et de les mettre en parallèle avec notre ressenti, nos émotions. Le confinement que nous venons de subir nous a fait prendre conscience de la dimension bruyante de nos villes, de nos vies. Des bruits ont ressurgit, les bruits de la nature ont ré-émergés. J’étais bien pendant le confinement ! Aujourd’hui il y a du « surbruit » comme si on voulait faire fuir la Covid comme quand on faisait le charivari pour faire fuir la peste …

Joachim Poutaraud :

Notre rapport au bruit dépend du contexte. Quand on s’intéresse, par exemple, aux paysages sonores indiens dans les quartiers type bidonville (Dharavi, Bombay) la perception du bruit est différente : les habitants de ces quartiers ont peur du silence, un espace sans son est un espace mort. Proverbe indien : « qui mendie en silence, meurt de faim en silence ».

Reconstituer l’ambiance sonore de ND c’est finalement lui rendre son âme.

Pop’Sciences | L’anecdote qui vous reste de cette expérience !

L’anecdote de Joachim : « le moment où on a déposé le boitier (pour enregistrer les sons du chantier) sous la rosace sud, on était à 10 cm des vitraux, voir les motifs de si près était extraordinaire… »

L’anecdote de Mylène : « ce fut un moment intense et la récolte très riche. Un souvenir inoubliable : les chaussures fendues de Joachim à force de marcher ! »

L’anecdote de Christian Dury – Ingénieur, Co-responsable du Pôle Image Animée et Audio : « je fais partie des rares personnes au monde à m’être retrouvé 5 minutes presque tout seul à 3 heures du matin dans ND endormie… »

L’équipe de Pop’Sciences ne manquera pas de vous faire vivre cette aventure scientifique. Rendez-vous lors d’un prochain retour de mission pour en savoir plus sur l’évolution des enregistrements, des relevés et de la construction du modèle sonore de Notre-Dame…

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Notes :
[1] l’équipe « Lutheries – Acoustique – Musique » de l’Institut Jean Le Rond d’Alember
[2] La Maison des Sciences de l’Homme Lyon Saint-Étienne est sous tutelles des établissements suivants : CNRS / Université Lumière Lyon 2 / Université Jean Moulin Lyon 3 / Université Claude Bernard Lyon 1 / Université Jean Monnet Saint-Étienne / École normale supérieure de Lyon / Science Po Lyon

 

PPour aller plus loin

Suivre la voix de l’implicite | Visages de la Science

SSuivre la voix de l’implicite | Visages de la Science

[…]  … la mémoire implicite. Ce domaine tente d’expliquer des apprentissages difficiles à cerner bien qu’expérimentés par tout le monde. « Il peut s’agir de sport, comme le vélo, de la langue maternelle… Ce champ recouvre tous les apprentissages qui ne s’appuient pas sur des règles explicites », précise Dezso Nemeth, chercheur et professeur de psychologie au Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon – CRNL.

Pour l’explorer, il combine des méthodes comportementales de la psychologie expérimentale (comme le suivi du regard) et des mesures de l’activité du cerveau (EEG ou IRM).

[…] « Il n’y a pas une mémoire, mais un ensemble de systèmes de mémoire dans le cerveau. Chacun est lié à un type de tâche ou de situation », explique Dezso Nemeth. « Au cours des 20 dernières années, on a découvert que ces différentes structures de la mémoire fonctionnent à travers des processus à la fois coopératifs et compétitifs ». Ainsi, pour assurer l’exécution d’une tâche ou d’un apprentissage, certaines régions du cerveau vont collaborer tandis que d’autres seront mises en sourdine. […]

Extraits de l’article réalisé par Agnès Vernet, pour l’Université de Lyon | Mai 2020

Lire l’article complet sur :

IDEXLYON – Université de Lyon

Des bruits plein la thèse | Visages de la science

DDes bruits plein la thèse | Visages de la science

Histoire d’un duo art-sciences

L’histoire commence avec celle de Pierrick Chilloux…

« Après une licence Arts du spectacle et un cycle de théâtre à l’Université et au Conservatoire Régional de Poitiers, je suis entré en Master Cinéma et audiovisuel à l’Université Lyon 2, avec l’intention de m’orienter dans la réalisation de documentaires scientifiques. À mon arrivée à Lyon, j’ai du choisir le sujet de mon court métrage de Master 1. J’avais entendu parler de Ma Thèse en 180 secondes (MT 180) lors de ma formation au Conservatoire, et je souhaitais déjà écrire un film autour du concours. La diversité et l’importance de l’activité de recherche Lyonnaise promettait une expérience d’autant plus enrichissante que je ne connaissais pas du tout le milieu doctorant et scientifique, même si ce dernier m’a toujours fasciné. Mon professeur référent, Jacques Gerstenkorn était également très enthousiaste lorsque je lui ai fait part de mon idée.

J’ai donc commencé à rencontrer des doctorants qui n’étaient pas forcément candidats au concours, afin d’en apprendre plus. L’évènement Ma Thèse pour les Nuls organisé lors de la Fête de la Science par des LabEx de l’Université de Lyon, m’a conforté dans le choix de mon sujet. Ce concours, permet à une dizaine de doctorants de présenter son sujet de thèse en trois minutes, comme pour MT 180, mais de manière à parler aux plus jeunes. Après avoir reçu l’autorisation de l’Université de Lyon, le Conseil des Présidents d’Université et le CNRS, j’ai pu suivre la formation d’écriture et de jeu théâtral proposée par l’Université. Je souhaitais construire mon documentaire comme un journal de bord commun avec un doctorant candidat, en le suivant dans sa préparation au concours et en lui proposant mon aide pour la réalisation de la vidéo de pré-selection.

De novembre à février 2019, j’ai d’abord suivi Suzanne Bussod, doctorante en imagerie médicale au LabEx PRIMES et au laboratoire CREATIS, que j’avais rencontré de sa participation à Ma Thèse pour les Nuls. Elle m’a beaucoup aidé pour mon projet, et le film tient beaucoup de la confiance qu’elle m’a donné. En février, Suzanne n’a pas été sélectionnée pour la finale locale sur scène, et elle m’a proposé de suivre un de ses collègues de CREATIS, Valentin Baron. J’ai alors décidé de filmer la suite de l’aventure avec lui, son sujet de thèse, et son approche du travail m’aillant paru très intéressants. Travaillant sa thèse en partie en entreprise et en partie en laboratoire, Valentin avait choisi de s’entraîner pas seulement à la Ligue d’Improvisation Lyonnaise, ou se tenait la partie théâtrale de la formation, mais aussi devant ses collègues et ses amis. Il voulait faire de sa présentation un outil tout-terrain. Cette façon d’amener son sujet – et le théâtre – partout m’a beaucoup plu.

Chacun de nous deux proposait des idées pour se préparer au mieux à la scène. Au fil des tournages, Valentin en oubliait presque la caméra. Quelques jours avant la finale locale, le Président de la République a annoncé le confinement pour freiner l’épidémie de Coronavirus, annulant du même coup la suite du concours. Valentin et moi avons été obligés de dépasser les enjeux du concours et de réfléchir autrement ce que nous avions vécu. C’est ce que j’ai cherché à faire sentir dans mon essai documentaire de vingt minutes. Le Coronavirus a permis, paradoxalement, d’apprécier à sa juste valeur le travail de Valentin, et de penser la place du scientifique dans la cité. Je pense en effet qu’il revient à chacun de créer sa propre scène. »

… Et se poursuit avec Valentin Baron

« Mon travail de thèse consiste à utiliser des mesures issues d’antennes de microphones pour chercher à décrire des sources acoustiques (des objets bruyants). A partir de plusieurs microphones dont on connait le positionnement, il est possible de retrouver la position d’une source de bruit dans l’espace, par exemple.

Ces techniques dites de traitement d’antenne, je les applique dans deux projets complètement différents. Le premier, en acoustique sous-marine, cherche à prédire l’impact que des machines minières utilisées en grande profondeur causent sur leur environnement. Une fois que je les ai localisées, je calcule leur niveau sonore pour établir des seuils à ne pas dépasser. Le deuxième est quant à lui tourné vers l’acoustique aérienne, et cherche à détecter des drones aux abords de sites sensibles. Après une première étape de localisation d’une source de bruit, une étape d’identification permet de déterminer s’il s’agit d’une menace potentielle (un drone) ou non (un oiseau, par exemple). Une fois cette identification effectuée, des mesures de neutralisation proportionnées à la menace peuvent être mises en œuvre.

Ce travail de thèse appliqué à des domaines variés (l’acoustique sous-marine et aérienne), traduit bien la transversalité de la spécialité que j’ai apprise durant ma formation en école d’ingénieur : le traitement du signal. Cette matière, souvent difficile à définir même au sein des écoles, me passionne grâce aux nombreuses possibilités applicatives qu’elle offre, qui vont des télécommunications à la science des données, en passant par l’imagerie médicale ou encore le multimédia. »

Valentin faisait partie des 14 candidats sélectionnés au concours MT 180 de 2020 dont la finale lyonnaise devait se tenir en mars. Le concours n’a pas eu lieu en raison du confinement imposé par l’épidémie de Covid-19.

Le court métrage Des bruits plein la thèse est actuellement en cours de sélection sur plusieurs festivals. Aussi, il ne sera visible sur Internet qu’au printemps 2021, et en festivals s’il est sélectionné ! Donc, un peu de patience pour le découvrir…

En attendant, regardez la prestation que Valentin Baron devait présenter au concours MT180 :

Migrations et droit maritime. Réglementations en eau trouble

MMigrations et droit maritime. Réglementations en eau trouble

Encore cette année, dès les prémices du printemps, la mer Méditerranée est le théâtre de mouvements migratoires depuis les continents africains et asiatiques, vers les premières côtes européennes. À quels droits et devoirs sont soumis les migrants en mer et les États qui les accueillent et/ou les interceptent ?

Les migrants sont régulièrement mis à l’épreuve de droits qui se contredisent (maritime, internationaux, nationaux). Si le droit international des migrations donne le droit à chacun de partir de son pays et le droit maritime celui de naviguer en liberté, ils n’assurent en revanche pas le droit de poser le pied sur le sol d’un autre pays. Les réglementations se confrontent et laissent à la dérive de nombreux migrants qui ont choisi la mer pour quitter ou fuir leur pays d’origine.

Interview de Kiara Néri, directrice du Centre de Recherche en Droit international de l’Université Jean Moulin Lyon 3, réalisée dans le cadre du Pop’Sciences Mag « Océan. Une plongée dans l’invisible »

 

Changement climatique et santé environnementale font-ils bon ménage ? | Un article Pop’Sciences

CChangement climatique et santé environnementale font-ils bon ménage ? | Un article Pop’Sciences

L’environnement est l’un des principaux déterminants de la santé des populations : on estime que 24 % des maladies dans le monde et 23 % du nombre total de décès sont attribuables à des facteurs environnementaux. En effet, les milieux qui nous entourent (eau, air, agents physiques, résidus de produits chimiques, qualité des aliments ou des sols, etc.) agissent quotidiennement sur notre santé. Au même titre que santé humaine et santé vétérinaire sont indissociables, la santé environnementale1 est déterminante pour chacune. C’est le concept de One Health.

Mais en quoi le changement climatique a t-il spécifiquement une incidence sur cette santé globale?

Un article rédigé par Nathaly Mermet, Docteur en Neurosciences, journaliste scientifique & médicale, Lyon, pour Pop’Sciences – 29-06-2020

A. Cohas / © CNRS

Parmi les premières choses qui viennent à l’esprit en essayant de répondre à cette question, on pense au recul de l’habitat côtier si les glaciers fondent et les eaux montent. Également à la modification de répartition d’espèces comme des moustiques vecteurs de certains virus, tel le moustique Tigre dont l’extension progresse sous nos latitudes de partout dans le monde2. Ou encore le dégel du permafrost, cette couche de sol gelée qui recouvre 25% des terres émergées de l’hémisphère Nord qui s’avère être une véritable menace pour l’humanité. Outre la libération de gaz à effet de serre (liée à l’accessibilité de la matière organique pour les microorganismes qui la consomment et les relarguent) et de mercure, toxique pour les populations,  la fonte du permafrost libère aussi des glaces, entre autres, des bactéries et des virus anciens. La réactivation de ces derniers peut être dangereuse et même mortelle, à l’instar des carcasses de rennes dégelées en Sibérie qui s’avèrent être à l’origine de contaminations au bacille de charbon3.

Étangs permafrost de dégel sur les tourbières dans la baie d’Hudson, au Canada en 2008. [Source : Steve Jurvetson / Wikimedia Commons ]

A côté de ces conséquences spectaculaires ou exotiques, on pense en revanche moins à des effets plus “ terre à terre “, mais qui nous touchent beaucoup plus directement, comme la pollution de nos habitats. « L’air intérieur est souvent plus contaminé que l’air extérieur » rappelle André Cicolella, chimiste toxicologue, ancien conseiller scientifique à INERIS et Président de Réseau Environnement santé [voir biographie ci-contre], expliquant que l’augmentation de température liée à la crise climatique engendre, notamment, une recrudescence d’émission de phtalates qui se volatilisent des sols en PVC sous l’effet de la chaleur. Or, les sols en PVC représentent 16% de l’habitat individuel et 60% de l’habitat collectif (hôpitaux, crèches, écoles, salles de sport, etc.) et sont composés pour 20 à 40% de phtalates qui en sont ainsi le premier constituant toxique ! « Les études épidémiologiques montrent un lien fort entre une exposition aux phtalates en début de grossesse et l’asthme de contact chez l’enfant » rapporte A. Cicolella, citant aussi que le taux d’asthme a doublé en 20 ans avec un lien établi entre l’asthme de l’enfant et sol en PVC de la chambre des parents, indiquant la contamination des parents. En effet, les phtalates sous forme solide dans les PVC, une fois volatilisés sous l’effet de la chaleur, se condensent ensuite en poussières qui se dispersent dans tout l’habitat.

D’ailleurs  « les perturbateurs endocriniens, issus pour la plupart de composés chimiques et dont le relargage est boosté par l’augmentation de température, sont très sous-estimés autant dans les maladies respiratoires que dans les maladies métaboliques, l’obésité, les cancers hormone-dépendants, les troubles du comportement et les troubles de la reproduction » indique A. Cicolella.

Qu’entend-t-on par santé environnementale ?

Selon la définition officielle de l’OMS (Conférence d’Helsinki, 1994) « La santé environnementale comprend les aspects de la santé humaine, y compris la qualité de la vie, qui sont déterminés par les facteurs physiques, chimiques, biologiques, sociaux, psychosociaux et esthétiques de notre environnement. Encore plus largement “elle concerne également la politique et les pratiques de gestion, de résorption, de contrôle et de prévention des facteurs environnementaux susceptibles d’affecter la santé des générations actuelles et futures ».

Plus simplement, la santé environnementale est la prise en compte de l’impact des polluants (au sens large) sur la santé, qu’ils soient locaux ou globaux. Par exemple, la considération de la qualité de l’air intègre tant l’aspect de l’air intérieur que l’aspect atmosphérique planétaire avec les conséquences du réchauffement climatique.

Quel impact du changement climatique sur la santé environnementale ?

E-NOR-ME ! Parmi les conséquences attendues dont les chercheurs sont désormais certains4 : la hausse du nombre de cas annuels de décès ou d’hospitalisations causés par des coups de chaleur (sans même parler de canicules), aussi bien dans les pays riches que pauvres; l’extension géographique des maladies infectieuses vectorielles (ou de leurs vecteurs, comme par exemple avec le paludisme d’altitude) ; l’augmentation des épidémies de choléra sur les régions côtières en lien avec El Niño ; la hausse du prix des denrées alimentaires aboutissant à des privations dans les foyers précaires, etc. D’après Emmanuel Drouet, Dr en Pharmacie, Pr à l’Université Grenoble-Alpes et Enseignant-Chercheur à l’Institut de Biologie Structurale [voir biographie ci-contre] « les changements climatiques généreront entre 2030 et 2050 près de 300 000 décès supplémentaires par an, en accroissant la malnutrition et la sous-alimentation des enfants, les maladies transmises par des insectes, les diarrhées et les stress liés à la chaleur ».

Dans l’Encyclopédie de l’Environnement, il explique qu’aux influences des changements climatiques sur la santé, multiples et liées, s’ajoutent aussi les migrations de populations fuyant des modifications profondes de leur cadre de vie (diminution des rendements agricoles, inondations, etc.). « Près de 250 millions de « réfugiés climatiques » sont attendus à l’horizon 2050  » déclare-t-il.

Nombreuses sont aussi les espèces animales pour lesquelles la survie et la reproduction des individus sont affectées par les changements climatiques, avec de fait des conséquences directes sur la dynamique des populations. D’où l’intérêt de comprendre les mécanismes physiologiques et comportementaux à l’échelle individuelle afin d’expliquer les changements observés au niveau des populations [ENCART].

Projet Marmottes – A. Cohas / © CNRS

C’est notamment l’objet des recherches menées au sein du Laboratoire de biométrie et biologie évolutive (LBBE), où l’on étudie à la fois les interactions Homme-Nature en lien avec épidémies et les adaptations de différentes espèces, parmi lesquelles les marmottes en montagne. « Il s’agit d’une espèce hyper-spécialisée dans sa niche et qui n’aime pas beaucoup le changement » résume Aurélie Cohas [voir biographie ci-contre], dont le travail de recherche porte sur le comportement des marmottes alpines entre 1400 (Lautaret) et 2600 mètres (col du Galibier) d’altitude. « La marmotte se nourrit de plantes dicotylédones largement répandues, donc n’est pas trop affectée par l’adaptation des espèces végétales aux changements climatiques » précise-t-elle, mais ceux-ci ont de multiples répercussions sur la distribution, l’effectif et les performances de nombreuses populations animales.

Alors que plusieurs études réalisées chez les oiseaux ont mis en évidence des changements adaptatifs, souvent à travers une plus grande précocité des périodes de reproduction, les exemples sont plus rares chez les mammifères. D’où l’intérêt de comprendre quels facteurs climatiques affectent la vie d’espèces comme la marmotte alpine afin de prédire le devenir de certaines populations animales.

Une crise écologique aux multiples facettes

Selon André Cicolella « la crise climatique, sanitaire, de la biodiversité et l’épuisement des ressources sont les 4 volets de la crise écologique, tous étant des conséquences de l’activité humaine ». Ce qui semble “évident” c’est que le changement climatique aura des répercussions très négatives sur la santé et que les effets du changement global les accentueront. « La population humaine est confrontée à une épidémie mondiale de maladies chroniques qui fait le lit de nombreuses autres pathologies » expliquait-t-il déjà en 2013 dans son livre Toxique planète, Le scandale invisible des maladies chroniques. Les chiffres sont éloquents : deux fois plus de morts qu’il y a 15 ans sont liés à l’environnement, les maladies cardiovasculaires en France ont été multipliées par un facteur de 2,7 dans le même temps, faisant passer le nombre de nouveaux cas de 197 000 à 532 000 au niveau national, et, en Auvergne-Rhône-Alpes, de 22 400 à 62 100 dont l’insuffisance cardiaque progressant d’un facteur 3,5 (de 7200 à 25 100). Le diabète a doublé pendant cette période.

Les effets climatiques sur les maladies infectieuses sont certes plus complexes à évaluer que, par exemple, l’impact de la canicule de l’été 2003 sur l’excès de mortalité en Europe (pour mémoire 70 000 décès sur le seul mois d’août), mais les entomologistes s’accordent à dire que l’élargissement des zones chaudes et humides à la surface du globe décuplerait les populations d’insectes vecteurs de virus4. « Il y a une interaction de multiples facteurs, mais schématiquement le réchauffement climatique “remonte” des maladies infectieuses de zones tropicales vers les zones tempérées » souligne A. Cicolella, reprenant le cas du moustique tigre dont l’extension symbolise le bouleversement des écosystèmes et le fait que tel ou tel vecteur disparaissant, de nouvelles espèces réservoir sont recherchées.

Implantation du moustique Tigre en France métropolitaine / Source : portail information Moustique tigre

« La progression des épidémies infectieuses, comme par exemple la maladie de Lyme véhiculée par certains tiques, rappelle l’enjeu de la déforestation qui accélère le phénomène » alerte-t-il. Selon lui, les virus vont être de plus en plus nocifs, à l’instar du SARS-Cov-2 qui déclenche une tempête inflammatoire, particulièrement délétère quand elle “frappe” sur un terrain fragilisé par une maladie chronique. Notons en effet que si les personnes souffrant d’obésité représentent 15% de la population adulte en France, leur proportion est de 25% en hospitalisation et 35% en réanimation dans le contexte de la Covid-19. Des chiffres qui parlent d’eux-mêmes. « Il faut vraiment prendre conscience de l’épidémie mondiale de maladies chroniques » appelle-t-il de ses vœux, notant que les crises ont “l’avantage” de mettre en exergue les dangers, mais aussi les opportunités.

Ainsi, une épidémie peut en cacher une autre, et l’ampleur de la pandémie Covid-19 s’appuie sur l’épidémie de maladies chroniques. Selon lui, « si on n’intègre pas la santé dans la crise écologique, elle servira de variable d’ajustement, et il faut comprendre que la santé humaine dépend de la santé environnementale » prévient-il.

Côté impact économique, la note est salée aussi : le coût estimé des dommages sur la santé causés directement par les changements climatiques serait de l’ordre de 2 à 4 milliards de dollars par an d’ici 20304. Retenons aussi qu’en travaillant à réduire les expositions environnementales et ses conséquences, la santé environnementale s’inscrit principalement dans le champ de prévention primaire.

 

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          Encart

          Le lien entre santé et environnement à la loupe

Nombreux sont les laboratoires rattachés à l’Université de Lyon à mener des recherches sur différents aspects de la santé environnementale.  Parmi ceux-ci :

  • Le Laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels Anthropisés (LEHNA, UMR5023), rattaché à l’Institut d’écologie et environnement (IEE) et qui travaille sur la biodiversité, l’évolution et les adaptations biologiques des éco-systèmes, ce depuis les macromolécules jusqu’aux communautés. Ainsi, les travaux menés concernent autant l’étude de la végétation en zones humides, les espèces “invasives », les contraintes physiques sur les plantes (notamment hydrodynamiques) que l’impact des polluants, la paléoécologie ou encore la conservation de la biodiversité avec, par exemple, l’impact de la pollution lumineuse sur les espèces.
  • Le Laboratoire de biométrie et biologie évolutive (LBBE) où l’on étudie notamment les interactions Homme-Nature en lien avec les épidémies, ainsi que les adaptations de différentes espèces telles que  les marmottes en montagne.
  • Le laboratoire TRIANGLE dont les recherches portent sur l’analyse politique et socio-économique des modèles de sociétés.
  • Le laboratoire Environnement, Ville et Société (EVS) en lien avec l’Ecole urbaine de Lyon qui s’intéresse à l’évolution de notre société et aux enjeux dans un contexte de nouvel urbanisme.

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Notes

(1) On emploie « santé environnementale » au sens de l’impact de l’environnement sur la santé humaine. C’est un peu un abus de langage, un raccourci, car c’est aussi l’impact de l’environnement sur la santé animale et végétale.

(2) Moustique Tigre : portail d’information

(3) Pourquoi la fonte du permafrost est une menace pour l’humanité ?, Le Monde, 5 juin 2018

(4) Changement climatique : quels effets sur notre santé ?, Emmanuel Drouet, Université Grenoble-Alpes,16 fév. 2020

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Les glaciers sont une des clés de voûte des écosystèmes terrestres : on peut les sauver | Un article Pop’Sciences

LLes glaciers sont une des clés de voûte des écosystèmes terrestres : on peut les sauver | Un article Pop’Sciences

« Les glaciers sont une des clés de voûte des écosystèmes terrestres : on peut les sauver  » – Jean-Baptiste Bosson

La décennie passée a été déclarée la plus chaude de l’histoire selon l’OMS. Sous les assauts climatiques, les glaciers fondent inexorablement, certains, disparus, ont même fait l’objet de funérailles. Les géants blancs sont-ils condamnés ?

Auteur d’une récente étude sur les glaciers classés au patrimoine mondial de l’humanité, le glaciologue franco-genevois Jean-Baptiste Bosson dresse un bilan de la situation actuelle et des conséquences pour les populations. Ses propos sont à la fois alarmants et volontaristes : il n’est pas trop tard pour agir. Au citoyen notamment de faire pression pour un changement des politiques climatiques à venir.

Un article rédigé par Caroline Depecker, journaliste, pour Pop’Sciences – 29 juin 2020

 

Août dernier, des glaciologues français ont envisagé d’ici 2100 la disparition complète du glacier d’Argentière ainsi qu’une diminution de 80% de la Mer de Glace, deux glaciers mythiques du massif du Mont-Blanc. Comment qualifier la situation des glaciers à l’échelle de la planète ?

Elle est alarmante ! La fonte des glaciers s’est accélérée partout dans le monde depuis cinquante ans et le dernier rapport du GIEC sur les océans et la cryosphère a enfoncé le clou. On peut rappeler deux valeurs : la banquise arctique a perdu en moyenne, en septembre, 13% de sa surface par décennie depuis 1979 – du jamais vu en 1000 ans – et les glaciers situés à basse altitude, comme en Europe centrale ou Asie du Nord devraient perdre plus de 80% de leur volume d’ici 2100. Nous l’avons documenté récemment dans une étude menée en collaboration avec Matthias Huss, un confrère de l’École polytechnique fédérale de Zurich : c’est plus de 30% du volume de glace contenu dans les glaciers mondiaux qui est condamné.

En quoi ont consisté vos travaux ?

En tant que glaciologue travaillant dans la protection de la nature, je me suis demandé quelle était la situation des glaciers inscrits au patrimoine mondial de l’Unesco, aucune étude n’existant sur le sujet. Je les ai donc listés : il y en a plus de 19 000 répartis sur 46 sites de l’organisation onusienne. Soit 10% du nombre total de glaciers terrestres que l’humanité s’est engagée à protéger et à transmettre aux générations futures.

Qu’imaginer pour eux à l’avenir ? Pour le savoir, nous avons évalué leur réponse au réchauffement du climat en fonction de plusieurs scénarios, à l’aide du modèle GloGEM (Global glacier evolution model) de Matthias, l’un des plus performants dans ce domaine, et des données climatiques les plus récentes. Les résultats nous ont peu surpris… En adoptant le scénario RCP 2.6 du GIEC, soit l’application de politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre à l’échelle globale et ainsi une limite du réchauffement à 2°C d’ici 2100, le volume des glaciers pointés par l’étude diminue de 33%. Comme ce scénario est le plus optimiste, cette perte est inéluctable : il faut nous y préparer ! En considérant le scénario RCP 8.5 qui, de façon pessimiste envisage une trajectoire de nos émissions selon un modèle « business as usual », ce volume avoisine 60%. Pour l’instant, c’est le chemin que nous empruntons. Ces valeurs sont à peu près identiques pour l’ensemble des glaciers mondiaux.

En quoi cette fonte menace-t-elle nos sociétés ?

Les glaciers sont l’une des clés de voûte des écosystèmes terrestres, si elle s’effondre, alors le reste va profondément changer ! Les glaciers représentent une composante majeure du système climatique : ce sont 10% des terres émergées qui renvoient le rayonnement solaire, ils ont un rôle de « réfrigérateur » aussi bien sur terre qu’en mer. Leur fonte contribue donc à accentuer le réchauffement global et à modifier la circulation océanique. Elle mène encore à l’augmentation du niveau marin. En un siècle, celle-ci a été de 23 cm dont 90% associés aux glaciers ainsi qu’aux calottes antarctiques et groenlandaises. Cette hausse a un impact considérable : des îles disparaissent, les traits de côtes sont modifiés. Des déplacements massifs de population sont à prévoir, mais aussi de potentiels conflits liés à l’accès à l’eau.

Vue panoramique du glacier de Bionnassay bientôt protégé par arrêté préfectoral dans le massif du Mont-Blanc. / © J.-B. Bosson

Les ressources en eau devraient diminuer dans un futur proche, même à côté de chez nous…

Le « peak water », c’est-à-dire le moment où un glacier en cours de disparition délivre son débit d’eau maximal, n’a pas été atteint partout. Pour les Alpes, cependant, il a été dépassé dans les années quatre-vingt-dix. Depuis cette date, les flux libérés lors de l’été diminuent lentement, mais d’ici une vingtaine d’années, la chute pourrait-être brutale. Une alerte a déjà été observée dans le bassin lyonnais, en mai 2011 : pour préserver le Léman, alimenté en partie par les glaciers de la haute vallée du Rhône et dont le niveau était trop bas, la Suisse avait décidé de réduire de moitié le débit à la sortie du lac. Des perturbations en cascade s’en sont suivies : Lyon a dû réduire les prélèvements en eau potable dans sa principale nappe phréatique, ailleurs, la centrale du Bugey a dû tourner au ralenti pour préserver ses circuits de refroidissement, la riziculture en Camargue a été touchée par une remontée du « coin salé ». Les problèmes de gestion de la ressource en eau devraient nous toucher de plus en plus cruellement à l’avenir.

Malgré la situation, vous pensez qu’il est encore possible de sauver les glaciers. Par quel moyen ?

Pour sauver les deux tiers des glaciers de notre planète, la seule solution est de limiter le réchauffement global, et donc d’avoir des politiques climatiques plus ambitieuses. Pour ma part, je veux montrer que parmi les sites inscrits au patrimoine de l’Unesco et qui contiennent un ou plusieurs glaciers, certains pourraient se retrouver rapidement sur la liste des sites en péril du fait de leur fonte. Je pense à la zone suisse Jungfrau-Aletsch, au parc national argentin Los Glaciares ou bien à celui de Kluane en Alaska. Le « label Unesco » est un outil de communication touristique important que les états ont grand intérêt à conserver. Utiliser ce levier s’est révélé efficace par le passé. En 2014, alors que l’Union internationale pour la conservation de la nature – UICN – menaçait de déclarer « en danger » la Grande barrière de corail pour cause de son blanchiment, l’Australie a rapidement mis en place toute une série d’actions visant à diminuer les pressions locales (intrants chimiques, ancrages destructifs, transports polluants). Le gouvernement s’est aussi engagé à aller plus loin dans sa politique climatique nationale. Malheureusement, sur ce dernier point, suite à un changement de ce gouvernement, cela n’a pas suivi…

Glacier Perito Moreno, Los_Glaciares, Parc National Argentine/ ©Hiroki Ogawa

Limiter le réchauffement climatique, comment croire à l’action politique ?

Dans nos systèmes politiques, c’est surtout l’exécutif qui détient la clé pour accélérer les politiques climatiques. La signature de l’accord de Paris, en 2015, a été une première étape cruciale : la quasi-totalité des états de la planète a reconnu avoir pris conscience de la gravité de la situation. Cependant, aux prises avec les impératifs économiques de nos sociétés capitalistes, ils ne sont pas, ou très peu, passés à l’action. Je crois cependant au courage politique et au pouvoir régulateur de ce dernier. La crise du Covid en est un bon exemple. Elle nous a montré qu’en cas de danger imminent, celui-ci pouvait reprendre le contrôle sur l’économie pour mettre en place des mesures, certes drastiques, mais acceptées de tous. Avec le réchauffement climatique, nous sommes au bord d’un cataclysme beaucoup plus grave encore… Nous le vivons en temps réel et il ne fera que s’intensifier. La nature va nous imposer politiquement un changement de gouvernance mondiale. Soit nous le préparons dès aujourd’hui, dans l’intelligence et le calme, soit il nous sera imposé de façon violente dans les prochaines décennies, par des crises environnementales, sociales, politiques et économiques sans précédent. La problématique des millions de réfugiés climatiques à venir est un exemple parmi d’autres.

Quels signes vous permettent d’espérer un sursaut dans la transition climatique ?

J’en vois plusieurs. Le premier : la mobilisation de plus en plus importante des citoyens, la jeunesse notamment et ses grèves pour le climat. Inconnue il y a trois ans, Greta Thunberg a été élue, en décembre, personnalité de l’année 2019 par le Time. Puis invitée en janvier dernier au forum économique mondial de Davos avec neuf autres jeunes militants. Chez nos voisins suisses, à travers une « initiative populaire pour les glaciers », une association pour la protection du climat a exigé de son gouvernement de décarboner l’économie et d’inscrire les objectifs de l’accord de Paris dans la constitution du pays. Le texte devrait être voté par referendum citoyen d’ici à 2022. « L’affaire du siècle » a quant à elle récolté chez nous plus de deux millions de signatures en deux mois, un record absolu. Partout, les choses bougent, les citoyens sont prêts à s’emparer du problème, et les élus y sont fortement sensibilisés. C’est le cas de ceux avec qui j’échange lors de mes conférences sur les glaciers et le climat, par exemple. Les dernières campagnes électorales, municipales ou européennes, présentaient les questions environnementales et climatiques comme centrales.

Le glacier de Tré-la-Tête fait l’objet de collecte de données pour des évaluations de son bilan de masse. / © J.-B. Bosson

Aujourd’hui, si l’heure est à la mobilisation pour protéger les glaciers, en quoi les étudier est-il important ?

Bien sûr, nous connaissons déjà énormément de choses sur les glaciers, mais il nous reste encore beaucoup à découvrir. Les modèles qui permettent d’estimer leur évolution en fonction du climat doivent être affinés. La même chose pour la modélisation des flux hydrologiques qui, à l’échelle continentale, permet d’identifier et d’anticiper comment évolue la ressource en eau pour les populations. Seuls cinq cents glaciers sur les 200 000 existants font l’objet d’études actuellement et de bilans de masse sur le terrain, ce qui représente au final très peu de mesures. Même si les satellites ont révolutionné nos pratiques de recherche et facilité certains travaux, on a toujours besoin d’aller sur le terrain, pour observer, récolter des données et voir comment les glaciers réagissent en temps réel. Ils renferment encore de précieux secrets. C’est dans cet état d’esprit d’ailleurs qu’une équipe de glaciologues internationale récolte avec urgence des carottes de glace un peu partout dans le monde pour les enterrer en Antarctique. De sorte à, par ce biais, constituer une bibliothèque mondiale d’archives glaciaires. Un leg pour les scientifiques et les générations futures.

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La traque des ondes gravitationnelles grâce aux supers miroirs

LLa traque des ondes gravitationnelles grâce aux supers miroirs

Le 14 septembre 2015, l’observation du premier tango entre deux trous noirs, situés à 1,3 milliards d’années-lumière de la Terre, marqua la confirmation directe de l’existence des trous noirs. Cette grande découverte a permis d’ouvrir une porte sur une nouvelle façon d’observer notre Univers via la recherche des ondes gravitationnelles.

Il se passe dans l’Univers des phénomènes physiques, à la fois violents et spectaculaires, comme par exemple, la danse de deux trous noirs ou de deux étoiles à neutrons. Ces deux objets cosmiques très compacts gravitant l’un autour de l’autre, se rapprochant petit à petit, évoluent comme deux danseurs de tango. Quand la fin de la danse approche, une fusion brutale se produit. Le choc entre ces deux trous noirs est si fort qu’il va secouer et faire trembler l’espace-temps. La vibration est une onde qui va se propager comme une vague dans tout l’Univers. Ce phénomène, appelé onde gravitationnelle, a été conceptualisé par Albert Einstein en 1916 et la première détection a eu lieu un siècle plus tard, en 2015.

Les vibrations issues de chocs extrêmement violents dans l’Univers, ont paradoxalement une taille infime en arrivant sur Terre, réduisant ainsi les violentes explosions en un chuchotement.

Simulation de deux trous noirs avant leur collision / © SXS, the Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) project

La Traque d’un siècle : détection des danses cosmiques

La recherche de ces ondes est rendue possible grâce à des observatoires conçus spécialement pour la détection de ce type d’évènement : LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) aux États-Unis et Virgo en Italie. Après quatre décennies de recherches et de développement en instrumentation, la découverte des ondes gravitationnelles fut récompensée par un prix Nobel de physique en 20171.

Ces observatoires sont des détecteurs optiques géants permettant d’écouter les vibrations de l’espace-temps qui nous viennent du fin fond du cosmos. Ils sont composés de deux bras de plusieurs kilomètres perpendiculaires, d’un laser et de plusieurs miroirs au pouvoir réfléchissant exceptionnel. Le faisceau laser est séparé en deux grâce à une lame séparatrice. Chaque partie du faisceau va se propager le long des bras, rebondir sur les différents miroirs se trouvant en bout de bras et faire plusieurs allers-retours avant de se recombiner au niveau d’un détecteur. Le passage d’une onde gravitationnelle sur Terre va faire varier la distance parcourue par le faisceau laser et révéler ainsi l’existence d’une danse cosmique.

Les miroirs qui composent le détecteur géant jouent un rôle capital dans la détection, car ils rendent l’instrument extrêmement sensible capable d’entendre les signaux cosmiques qui parcourent l’espace-temps en centaine de milliers d’années lumières2. C’est comme un microphone géant qui écoute les signaux qui lui arrivent de l’espace. Ces signaux nous informent sur ce qui se passe au-delà de notre système solaire en nous donnant l’identité, la distance et la masse de ces danseurs de l’extrême fin fond de l’Univers.

Vue aérienne du détecteur d’ondes gravitationnelles Virgo à Pise (Italie). On peut voir les longs bras de 3 km et le bâtiment central dans lequel le laser et le système de détection se trouvent. / © The Virgo collaboration/N. Baldocchi

Ma mission : une traque à l’échelle micrométrique

La mission qui m’a été confiée pour ma thèse est d’optimiser les miroirs hautes réflectivités des détecteurs d’ondes gravitationnelles Virgo et LIGO. Au Laboratoire des Matériaux Avancés (LMA/IP2I) de Lyon, les miroirs fabriquées comportent des spécificités à la pointe de la technologie. Grâce à une machine de dépôt unique au monde, on traite les miroirs en déposant une fine couche de matériaux en surface. Par ce procédé, les miroirs deviennent réfléchissants et très précis. Néanmoins, il crée des imperfections en surface qui deviennent problématiques pour la détection des vibrations de l’espace-temps3.

J’étudie la formation de minuscules défauts dans les couches minces optiques. Ces défauts de quelques microns diffusent la lumière du faisceau laser dans les bras des détecteurs induisant une perte en sensibilité. Pour cela, j’analyse de nombreux échantillons de miroirs avec différents paramètres de dépôts et je cherche à identifier la quantité et la nature de ces défauts. En parallèle, une deuxième partie de mon travail consiste à simuler le comportement de ces défauts avec la lumière laser pour comprendre ce qui se passe le long des bras des détecteurs.

Quand le mystère sur l’origine de ces défauts sera percé, il faudra ensuite trouver une solution pour les supprimer, car comprendre leur origine n’est pas suffisant. Ainsi, la performance des futurs miroirs sera grandement améliorée. Ils pourront détecter davantage d’ondes gravitationnelles qui nous arrivent du confins de l’espace et ainsi comprendre un peu plus notre étonnant Univers qui déjà ne cesse de nous surprendre.

Article écrit par Sihem Sayah, doctorante au Laboratoire des Matériaux Avancés – LMA – plateforme nationale de l’IP2I  (Université Claude Bernard Lyon 1)

Article publié dans le cadre des dossiers  « Les doctorants parlent de leur recherche » en partenariat avec Pop’Sciences – 25-06-2020

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Notes :

[1]  Les physiciens américains Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S. Thorne.

[2]  Une année lumière (a.l) est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. Une année lumière = 9 461 milliards de kilomètres.

[3]  La vibration est une vague qui ne dépasse pas un milliardième de milliardième de mètre tel que mesuré dans les détecteurs géants sur Terre.

 

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