Cycles biogéochimiques et Transferts dans l’Environnement

Les grands axes de recherche

Le Thème Cycles biogéochimiques et transferts dans l’environnement a pour objectif de caractériser et quantifier les cycles biogéochimiques de certains composés (en particulier les gaz à effet de serre) et les transferts de matière dans et entre les différents compartiments de l’environnement (interface air-eau, air-surface continentales, eau-surfaces continentales). Ces études ont pour finalité de mieux comprendre et prédire l’évolution de ces cycles en lien avec le changement climatique ou les impacts des changements environnementaux, de l’échelle globale jusqu’à l’échelle locale.

Le premier volet important dans l’étude des cycles biogéochimiques repose sur une approche atmosphérique. Pour les principaux gaz à effet de serre (GES) d’origine humaine (CO₂, CH₄, N₂O) à longue durée de vie, une meilleure compréhension et une quantification plus précise des flux doit s’appuyer sur un réseau d’observation de très haute précision, les signaux liés aux flux recherchés étant très faibles par rapport aux concentrations de fond. Les équipes ICOS-ATC et ICOS-RAMCES jouent un rôle majeur dans le suivi et la coordination des observations des GES à l’échelle nationale (Service National d’Observation ICOS -france Atmosphère) ou européenne (Infrastructure de recherche ICOS). La chimie atmosphérique est également étudiée (équipe CAE) à travers le suivi des aérosols et des gaz réactifs de courte durée de vie. Les travaux s’appuient la aussi sur des mesures atmosphériques, de l’échelle locale à régionale, de l’atmosphère non polluée subantarctique à la région parisienne (caractérisée par une pollution atmosphérique aux origines complexes), et au sein des composantes nationales et européennes de l’infrastructure de recherche ACTRIS.

L’équipe SATINV développe et met en œuvre des méthodes numériques inverses pour estimer les sources et les puits des trois principaux GES conduisant à la cartographie des flux de surface à partir de mesures atmosphériques (dont celles issues d’ICOS). Ces flux sont notamment destinés à alimenter le service européen Copernicus Atmosphère. SATINV apporte également une expertise dans la mesure spatiale des GES, pour exploiter les données et préparer les futures missions, notamment les missions franco-allemande MERLIN (CH₄) et française MicroCarb (CO₂).

Le second volet s’attache à mieux comprendre les échanges de matière et les transferts latéraux sur les surfaces continentales. L’équipe MOSAIC travaille sur la modélisation de la biosphère continentale et des échanges à l’interface surface–atmosphère, afin de mieux comprendre les processus clés de bilan de matière, avec une expertise sur l’assimilation et la fusion de données et un outil clé, le modèle ORCHIDEE. L’équipe GEDI s’intéresse à l’influence des activités anthropiques sur les transferts de matière (particules, carbone et contaminants associés aux particules) sur les surfaces continentales et dans l’océan en utilisant les outils de la géochimie (traceurs isotopiques stables et radioactifs, traceurs élémentaires), de l’échelle locale aux grands bassins fluviaux.

Responsables

• Chef de thème : Jean-Daniel Paris (CEA)
• Chef de thème adjoint : Olivier Laurent (CEA)
• Assistante de thème : Nathalie De Sousa (UVSQ)

Équipes