Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière

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Questions transverses

Les activités de recherche de M2C sont menées au sein des 3 thèmes « Bassins Versants », « Estuaires », « Systèmes Côtiers » qui définissent le Continuum Terre-Mer. Ces activités peuvent être reliées par des questions transverses relatives à des enjeux et verrous scientifiques et techniques, ainsi qu’à des préoccupations sociétales majeures. Ces questions transverses ont vocation entre autres à servir de socle à l’animation scientifique de notre unité. Elles concernent tout le CTM, fédérant ainsi les membres de l’UMR autour de leur discipline et leur savoir-faire. Deux questions transverses ont été identifiées, une relative aux événements extrêmes, l’autre aux interactions « temps court – temps long ».

Question « Evénements extrêmes » : Quelles sont les conditions qui prévalent à l’occurrence des phénomènes extrêmes, comment quantifier leur impact sur les géosystèmes ?

Au travers de cette question les débats sont focalisés spécifiquement autour de l’occurrence et des impacts des événements extrêmes sur les systèmes étudiés. Par événements extrêmes, nous entendons ici toute variation, d’origine tectonique, climatique ou anthropique qui impacte significativement, voire irréversiblement, l’équilibre du système étudié. Ces événements extrêmes ne sont pas nécessairement instantanés (comme des crues, des tempêtes, des tsunamis, un accident industriel) mais leur durée est relativement courte au regard de l’évolution à long terme dans laquelle ils s’inscrivent : une crise climatique, une entrée en résonance de processus (climatiques, tidaux, hydrologiques), un réchauffement global, la construction de barrages ou l’aménagement d’un littoral, etc.

L’enjeu scientifique majeur concerne la compréhension des conditions d’apparition et la quantification de l’impact d’un événement extrême, en termes de nature et d’amplitude des modifications qu’il engendre.  Sur le plan des méthodologies le développement et la maîtrise de nouveaux proxies (géomorphologiques, sédimentologiques, géochimiques, microbiologiques…) ainsi que de modélisations (déterministes, stochastiques, analogiques) constituent des défis majeurs. L’acquisition et le traitement de données aéroportées et satellitales multicapteurs permettant de quantifier les conditions hydrodynamiques et les flux hydriques et sédimentaires impliqués au cours de certains événements extrêmes sont des enjeux également primordiaux.

Plusieurs sous-questions sont abordées, comme par exemple :

- Quels sont les impacts des événements extrêmes sur les transferts de sédiments, de contaminants et de communautés microbiennes au travers du CTM ?

- Comment se distribuent dans le temps les phénomènes hydrologiques/hydrosédimentaires extrêmes (inondations, sécheresses) ? Quels phénomènes (climatique à grande échelle ou locaux et anthropiques) prévalent à leur occurrence ? Quel impact sur les flux érosifs dans les bassins versants, sur l ‘évolution des paysages ?

- La diversité des communautés microbiennes peut-elle aider à comprendre l’impact d’un événement extrême ?

Question « Temps Court – Temps Long » : Quelles sont les interactions entre les échelles de variabilité des différents processus au sein du CTM ?

Avec cette question, nous abordons le problème de concomitances entre phénomènes à basse fréquence et phénomènes à haute fréquence, et plus généralement celui des interactions d’échelles temporelles et spatiales. Nos interrogations portent sur la place des processus et événements de court terme (non nécessairement extrêmes) dans l’évolution à long terme, et sur le rôle des fluctuations à long terme sur l’occurrence, la récurrence ou l’amplitude des événements de court terme ou des extrêmes.

L’enjeu majeur est d’identifier, comprendre et modéliser les interactions entre les différents processus et mécanismes, chacun étant associé à une échelle de temps caractéristique, ces interactions donnant lieu à des comportements le plus souvent fortement non-linéaires. Comment les forçages et les géosystèmes évoluent ? Pour répondre nous devons avoir connaissance de l’évolution passée et des forçages et combinaison de forçages d’échelle temporelle variable qui ont contrôlé cette évolution. Ces travaux passent par l’analyse de bases de données conséquentes et complexes qui implique le développement et l’utilisation de nouveaux outils statistiques ou d’intelligence artificielle (Maching ou Deep Learning).

Dans le domaine de l’étude des enregistrements sédimentaires, cette question suppose une très haute définition de la chronologie des évolutions, nécessitant la mise au point de méthodes de datations innovantes. Le développement de modèles numériques morphodynamiques 3D constitue également un défi méthodologique majeur rattaché à cette question. Et améliorer les modèles prédictifs l’évolution des géo-environnements que nous étudions constitue un enjeu sociétal de premier ordre.

Plusieurs sous-questions sont abordées comme par exemple :

- Quelles sont les influences des activités humaines (changements d'occupation des sols ; aménagements littoraux ; barrages) dans l’évolution à long terme des systèmes (derniers siècles) ?

- Comment les géosystèmes répondent-ils à la variabilité climatique à long terme en matière de tendances et d’extrêmes ? Peut-on distinguer cette réponse de celle aux forçages anthropiques au sein du CTM ?

- Quelles sont les capacités de résilience des géosystèmes face à certains événements extrêmes ? (ou quelles sont les conditions de préservation de l’impact d’un événement extrême dans un enregistrement sédimentaire, dans une architecture stratigraphique...etc ou encore : Que reste-t-il de l’effet d’une tempête majeure dans le bilan morphosédimentaire « pluri-annuel » d’un environnement macrotidal ?)