Appel propositions de recherche
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GESSYMO
Résumé Les mesures d’atténuation et d’adaptation en forêt pour lutter contre les changements globaux et pour fournir une ressource soutenue et durable d’énergie sont une priorité en Europe. Malheureusement, peu de connaissances permettent aujourd'hui de comparer l’impact des différentes options d’aménagement forestier sur tous les services écosystèmiques que rendent les forêts. Le bilan carbone des écosystèmes forestiers est très sensible aux perturbations anthropiques et environnementales tels que la gestion ou encore les changements globaux (changement climatique, hausse des concentrations en CO2 atmosphérique et dépôts azotés atmosphériques) (Hungate et al. 2003). Intégrer les processus régissant les cycles biogéochimiques du carbone à l'interface arbre-sol est particulièrement important. En effet, ces processus affectent directement la productivité des forêts, en agissant notamment sur le recyclage de la matière organique, la disponibilité des éléments minéraux dans le sol et finalement sur les stocks de carbone des écosystèmes et leur capacité à émettre des gaz à effet de serre (GES). Actuellement l'analyse de l'impact de l'exploitation forestière sur les stocks de carbone dans les écosystèmes forestiers est principalement axée sur le compartiment aérien de l'écosystème. Cependant, le sol constitue une part non négligeable du stock de carbone, il est donc capital de considérer l'impact de la gestion sylvicole sur ce compartiment et sur les processus régissant ses capacités de stockage. Ce projet vise donc à mieux caractériser les transferts de carbone de l'arbre vers le sol, et du sol vers l'atmosphère dans des conditions de gestions forestières plus au moins intenses (conservatrice vs. dynamique). Les sites expérimentaux retenus sont des sites d'intérêts particuliers représentant une partie de la diversité de gestion forestière du territoire Centre Ile de France (PNR Haute Vallée de Chevreuse et forêt d'Orléans). L'essence choisie (Quercus petraea) est largement répandue en Europe et les résultats pourront donc avoir une plus grande portée que la simple échelle nationale. Nous faisons l'hypothèse qu'une réduction de la densité des peuplements favorisera la biodiversité tant au niveau du compartiment végétal (développement d'une strate herbacée favorisée) qu'au niveau du compartiment sol (plus grande diversité microbienne liée à la diversité végétale). Les entrées de carbone organique au sol (litières aériennes et racinaires, rhizodépots) ainsi que les processus de minéralisation de cette matière organique seront totalement différents, car conditionnés par des paramètres micro environnementaux (lumière, eau) différents entre niveau de gestion. Il en résultera des capacités de stockage de carbone distincts. Scientifiquement, l’enjeu de ce projet est donc de prendre en compte les interactions entre cycle biogéochimique du carbone et gestion forestière pour ensuite, in fine, évaluer les compromis entre la séquestration de carbone, la production de bois et les autres services écosystèmiques.
Résumé Les digues fluviales de classe A protègent chacune plus de 30 000 personnes des risques d’inondation. Elles sont soumises à des études de dangers qui doivent lister tous les aléas susceptibles de les affecter et proposer une évaluation de leur gravité et de leur probabilité. Il s’agit également de suggérer la mise en place de mesures de maîtrise des risques (barrières) techniques, humaines et organisationnelles. La première étude de ce type a concerné un tronçon de digue de Loire en 2012 et elle a mis en évidence un aléa très mal connu et non pris en compte : l'aléa "effondrement ou affaissement karstique" ou « aléa karstique ». Il résulte du fait que le substratum alluvial de certaines digues se trouve sur des terrains karstiques, c'est-à-dire présentant un risque de formation de vides souterrains susceptibles de s'effondrer et de créer un « fontis » en surface : typiquement, il s'agit des calcaires, de la craie et du gypse. Ce type de substratum concerne 10 000 km de cours d'eau en France, dont la Loire, la Seine et la plupart de ses affluents, les fleuves côtiers de la façade atlantique (Somme, Charente....), etc. La conséquence directe de cet aléa karstique est la rupture possible, soudaine et brutale de portions de digues en cas de crue, sans moyen facile et certain d’en prévoir la localisation ni l’ampleur. Dans l'état actuel des connaissances, on ne sait pas caractériser l’aléa karstique en termes d’intensité et de probabilité car il a très peu été étudié. Toutefois, l'INERIS s’intéresse à cette problématique depuis 2012 dans le secteur d'étude du Val d'Orléans où près de 600 effondrements ont été recensés dont certains ont impacté les digues. Après 3 stages de Master 2 et 1 thèse, en partenariat avec l’Université de Lorraine, les connaissances suivantes ont été acquises :
Dans le cas où une cavité souterraine est présente sous une digue de protection contre les crues, il existe donc un risque non négligeable de rupture soudaine et brutale de cette digue en période de crue extrême alors même que la configuration cavité/digue serait stable en période hydrologique normale. Par ailleurs, les événements climatiques récents (ouverture d’une soixantaine de fontis dans l’Orléanais suite aux fortes précipitations de juin dernier 1) montrent que l’effondrement des cavités semble s’accroître en période climatique extrême. 1 Bozec C, 2016. « En se retirant, l’eau laisse des trous dans l’Orléanais… ». La République du Centre, paru le 08/06/2016. Le projet ClimDigue s’intéresse à l’impact du changement climatique sur le mécanisme de rupture des digues fluviales par effondrement karstique et à l’adaptation des sociétés, en se basant sur les données obtenues dans le Val d’Orléans. Il sera subdivisé en 3 tâches : 1) Caractérisation de l’aléa « effondrement karstique » en France, de ses relations avec les principaux paramètres hydroclimatiques (crue ou étiage du fleuve, crue ou étiage de la nappe alluviale, fortes pluies, températures extrêmes...) et de son évolution dans le cadre du changement climatique attendu d’après l’exemple du Val d’Orléans ; cette tâche sera coordonnée par l’INERIS,avec participation de l’université de Bourgogne. 2) Evaluation et cartographie des risques associés à la rupture soudaine et brutale des digues en période de crue ; cette tâche sera coordonnée par l’Université de Lorraine. 3) Caractérisation des conditions spatio-temporelles et des représentations sociétales des aléas et des risques en vue de définir des mesures, ainsi que des dispositions d’adaptation et de résilience des populations concernées ; simulation de situation de crise liée à une rupture soudaine de digue en période de crue extrême ; cette tâche sera coordonnée par le CNRS (UMR ESPACE).
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