Master 2 Etude des climats de la Terre (ECLAT)

Objectifs pédagogiques de la formation

Le changement climatique est un enjeu majeur pour les générations actuelles et à venir qui fait partie à ce titre des 17 objectifs de développement durable définis par l’UNESCO. Appréhender le changement climatique et produire des projections robustes pour les siècles à venir est une tâche complexe car multi-composante, multi-échelle et multidisciplinaire.

Multi-Composante et Multi-échelle. En effet, pour bien se projeter dans le futur, il faut avant tout comprendre le système climatique qui est un système complexe multi-composantes en interactions : océans, atmosphère, surfaces continentales, hydrosphère, et biosphère. Pour cela, les archives naturelles comme la glace ou les sédiments marins offrent des possibilités d’investigation formidable pour reconstruire les climats du passé grâce aux modèles de climat et pour améliorer ces modèles, outils indispensables pour se projeter dans le futur climatique. Depuis la révolution industrielle, les observations directes du système climatique complètent les archives naturelles pour documenter finement spatialement et temporellement les évolutions contemporaines du climat grâce à un ensemble croissant de moyens expérimentaux in-situ et satellitaires et des modèles régionaux à globaux.

Multi-disciplinaire. La compréhension du système climatique et de ses évolutions s’appuie sur plusieurs disciplines :

· la physique qui permet d’expliquer les écoulements des enveloppes fluides de la Terre (air, eau), les échanges d’énergie, les interactions rayonnement-matière, les aspects ondulatoires de phénomènes naturels;

· les sciences de la Terre qui apportent les outils géophysiques et géochimiques permettant de documenter les interactions existantes entre les composantes du système climatique, les grands cycles biogéochimiques (carbone, azote, …), le cycle de l’eau, à partir des archives climatiques continentales et marines (paléoclimatologie, géochronomètres) et des observations contemporaines.

· Les mathématiques appliquées qui fournissent des méthodes de quantification numériques et statistiques (simulation numérique, machine learning, problèmes inverses)

· la chimie qui permet de comprendre des éléments clé pour le climat et la vie sur Terre comme les gaz à effet de serre, la couche d’ozone, et la pollution atmosphérique;

· les sciences humaines et sociales qui apportent leur expertise sur les scénarios socio-économiques des transformations à opérer et sur la question de l’adaptation.

L’objectif du M2 ECLAT (figure 1) est de fournir une formation par la recherche de haut niveau et pluridisciplinaire centrée sur le système climatique et la physique du changement climatique (groupe I du GIEC), en apportant un renforcement sur les méthodes d’analyse et de simulation ou une ouverture sur les impacts, et les solutions d’adaptation et d’atténuation (groupe II et III du GIEC). Le sous-parcours CLImat : Modélisation Et Observation (CLIMEO) est destiné aux étudiants et élèves ingénieur de géosciences et de physique s’intéressant au système climatique et à sa variabilité naturelle passé et présente, aux questions d’observation et de modélisation pour l’analyse des climats passés, présent, et futurs. Le sous-parcours CLimat, Adaptation, Atténuation, Ressources, Énergie (CLARE) est destiné aux étudiants physiciens et aux élèves ingénieurs s’intéressant à la physique du climat et aux questions d’atténuation et d’adaptation reliées au changement climatique anthropique.

Du point de vue pédagogique, l’étude des climats de la Terre repose sur des outils communs entre les sciences de la Terre et la physique : une approche systémique des problèmes, l’analyse de systèmes complexes, la modélisation et la simulation numérique, les observations et l’instrumentation associée (spectrométrie de masse, interférométrie, radar, lidar, …). Les enseignants-chercheurs impliqués dans le M2 ECLAT sont des spécialistes de la physique et la chimie de l’atmosphère (processus dynamiques et chimiques, méthodes de mesures, mathématiques appliquées), ou des sciences de la Terre (géochimie, géochronologie, sédimentologie, paléoclimatologie)

Ainsi, le M2 ECLAT est une formation qui intègre la physique et les sciences de la Terre pour donner aux étudiants les outils et les méthodes nécessaires pour étudier, analyser et comprendre les climats passés et actuels de la Terre, et se projeter dans le futur. Le master s’appuie sur un potentiel de recherche exceptionnel réunissant des laboratoires de tout premier plan international dans l’étude du climat, des paléoclimats, et du changement climatique.