Fédération des Recherches en Environnement
Présentation de la FRE
« Le but de la FRE est de favoriser les liens entre les différents laboratoires afin de faire émerger ou de développer des recherches pluri- ou inter-disciplinaires sur les relations entre changements globaux et fonctionnement des écosystèmes dans les divers compartiments de l’environnement (systèmes terrestres, dulçaquicoles, atmosphère). La FRE cherchera à favoriser des recherches allant du fondamental à l’appliqué avec un ancrage territorial fort afin de confirmer son positionnement comme un acteur incontournable de la recherche en environnement en Auvergne. »
Mots clés : fonctionnement des écosystèmes, biodiversité, changement global, développement durable, atmosphère, écosystèmes aquatiques et terrestres, territoires.
La Fédération des Recherches en Environnement (FRE) est hébergée par l’Université Clermont Auvergne (UCA). Créée en 2008, elle a été labellisée FR CNRS par l’INEE (Institut d’Écologie et Environnement) en 2012, par l’INC (Institut de Chimie) en 2013 et par l’INRAe en 2014. Les unités membres sont rattachées à l’UCA, au CNRS et à l’INRAe.
Les partenaires de la FRE sont :
- les écoles d’ingénieurs SIGMA Clermont et VetAgro Sup
- le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)
- l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
- des entreprises à travers le pôle de compétitivité Axelera (Chimie et Environnement Auvergne-Rhône-Alpes)
Elle fédère 20 laboratoires de recherche appartenant aux trois tutelles.
Elle collabore avec 3 plateformes : PHACC (PHénotypage Au Champs des Céréales), Herbipôle et la Plateforme d’Exploration du Métabolisme (PFEM).
Composition du bureau exécutif 2023
- un comité de direction composé de la directrice et de ses directeurs adjoints qui proposent les grandes orientations scientifiques et coordonnent les actions de la FRE
- un bureau exécutif composé des porteurs des différentes actions et de représentants des principaux partenaires de la fédération qui définit les opérations de recherche et leur suivi ainsi que la politique d’animation scientifique
- Comité de direction
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- Irène Till-Bottraud, Géolab, irene.till@uca.fr
- Delphine Latour, LMGE, delphine.latour@uca.fr
- Laurent Deguillaume, LaMP/OPGC, laurent.deguillaume@uca.fr
- Porteurs d'actions
- Action 1 - Processus bio-physico-chimiques : L. Deguillaume et P. Amato
Action 2 - Biodiversité : XX
Action 3 - Polluants émergents : P. Besse-Hogan et C. Mallet
Action 4 - Vulnérabilité des agroécosystèmes : Th. Langin et H. Cochard
Action 5 - Systèmes d'élevage : B. Graulet et P. Carrère
Action 6 - Capteurs : L. Royer et J-P. Chanet - Représentants des unités
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Unités
Responsable
Représentant
GDEC J. Salse J. Salse GEOLAB J. Steiger J. Steiger Herbiers U CLF C. Roux C. Roux ICCF F. Leroux P. Amato LaMP G. Mailhot L. Deguillaume LIMOS M. Baiou M. Baiou LISC JD. Mathias JD. Mathias LMGE D. Debroas D. Debroas LMV D. Laporte G. Boudoire LPC D. Pallin L. Royer MSH S. Chiari-Lasserre F. Vautier OPGC E. Thébault E. Thébault PIAF P. Lebel P. Lebel QuaPA V. Sante-Lhoutellier E. Engel TERRITOIRES L. Amblard TSCF J-P. Chanet J-P. Chanet UMRH I. Cassar-Malek B. Graulet UREP C. Picon-Cochard C. Picon-Cochard Plateforme
Responsable
Représentant
Protéomique B. Diémé B. Diémé Herbipôle P. D'Hour P. Note PHACC L. Falchetto L. Falchetto - Partenaires
- BRGM : C. Iasio
UFR : J-L. Julien
CIR-SAE : T. Langin
VetAgroSup : F. Blanc
CPER : G. Mailhot
Actions de recherches
L’objectif de cette fédération de recherche pluridisciplinaire, unique en France de par l’étendue des compétences qu’elle mobilise, est de prévoir l’évolution de la qualité environnementale et des risques naturels dans un contexte de changement global.
Cela consiste à comprendre les mécanismes agissant sur l’évolution de la qualité de l’environnement et quantifier l’impact des perturbations naturelles et anthropiques ; modéliser, à différentes échelles d’espace et de temps, l’évolution de la qualité de l’environnement et des biens et services produits par les écosystèmes ; proposer des actions de gestion et de remédiation des milieux naturels et anthropisés ; et promouvoir un partenariat régional entre les laboratoires de recherche, les PME, les collectivités territoriales et les gestionnaires de l’espace, pour la préservation de l’environnement (technologies propres), l’évaluation des impacts (qualité de l’environnement) et la remédiation notamment en Auvergne.
Les travaux de recherche de la FRE s'articulent autour de 6 actions (5 actions thématiques et une action transverse) qui s’organisent le long d’un continuum allant des systèmes naturels aux systèmes anthropisés. Chaque action nécessite l’intervention de plusieurs unités de recherche. La pluridisciplinarité fortement présente au sein de la fédération se lit également à travers l’interconnexion de différentes actions proposées. La volonté est ici clairement d’établir le lien entre les différents compartiments, approches et modèles d’étude pour tendre vers une compréhension globale.
- Action 1 : Atmosphère
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Interactions entre la biodiversité microbienne et les processus physico-chimiques dans l'atmosphère : impact sur le climat, la pollution et le transport des pathogènes
Porteurs : Laurent Deguillaume (OPGC), Pierre Amato (ICCF)
Unités pilotes : LaMP, ICCF, OPGC, LMGE
Le milieu nuage contient dans sa phase aqueuse une myriade de composés chimiques, notamment organiques, provenant de nombreuses sources à la fois naturelles et anthropiques. Ce milieu est souvent considéré comme un réacteur chimique conduisant à la transformation de la matière organique. Mais il contient également des microorganismes provenant de différentes sources (végétation, sol, milieu marin, etc.). La détection de l’activité de ces microorganismes vivants dans les nuages est relativement récente ; la biodiversité structurale et fonctionnelle reste encore méconnue.
De nombreuses questions scientifiques en lien avec les processus atmosphériques ont été soulevées : quelle est la réelle biodiversité de ces microorganismes ? L’activité microbienne peut-elle être une voie alternative à la chimie atmosphérique ? Les bio-aérosols participent-ils à la formation des gouttelettes des nuages et aux cristaux de glace ? Comment survivent-ils dans le milieu nuageux particulièrement hostile et notamment oxydant ?
Le consortium de recherche sur la bio-physico-chimie des nuages regroupe des chimistes, physiciens et microbiologistes de l’Université Clermont Auvergne. L’ OPGC est responsable des activités d’observations au site atelier du puy de Dôme (site national instrumenté CNRS INSU) et le LaMP développe des outils de modélisation permettant de reproduire les processus au sein des nuages ; l’ICCF caractérise la biodiversité microbienne et développe des études en laboratoire pour étudier les mécanismes et l’efficacité des processus photochimiques et microbiologiques; le LMGE apporte enfin ses compétences en bio-informatique dans l’étude des communautés microbiennes.
Photos - Action 1 FRE - Action 2 : Ecosystèmes aquatiques et terrestres
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Biodiversité, fonctionnement intégré et services écosystémiques des hydrosystèmes fluviaux et lacustres
Porteurs : Alexandre Bec (LMGE) et Nicolas Gross (UREP)
Unités pilotes : LMGE, GEOLAB, UREP
Unités partenaires : LISC, LIMOS, LPC, PIAF, UNIVEGE, Territoires, LMV, BRGM
En tant que réceptacle et véhicule de la matière entre écosystèmes, les écosystèmes aquatiques continentaux sont particulièrement vulnérables aux perturbations liées au changement global. Les perturbations associées au changement climatique, aux modifications à grande échelle de l’utilisation des sols, aux infrastructures humaines, à l’érosion de la biodiversité, au développement des espèces invasives, au déséquilibre dans la composition biogéochimique des eaux et aux contaminations chimiques affectent le fonctionnement des écosystèmes aquatiques.
Les recherches sur les écosystèmes aquatiques continentaux ont pour objectifs : (1) de renforcer les connaissances sur les processus fondamentaux qui gouvernent leur fonctionnement; (2) d’identifier l’impact du changement climatique sur les cycles hydrologiques; (3) d’étudier les réponses des écosystèmes aquatiques au changement global, notamment au niveau de la dynamique de la biodiversité, incluant les contaminants naturels, anthropiques et émergents; (4) de caractériser et d’évaluer les interactions entre milieu et société dont l’étude des services écosystémiques, les jeux d’acteurs locaux et les pratiques de gestion.
Le caractère pluridisciplinaire de l’action de recherche et la participation d’équipes appartenant à différents organismes de recherche (Université, INRA, CNRS, IRSTEA) lui confèrent un rôle structurant et fédérateur fort des recherches dans ce domaine de l’environnement au niveau du site clermontois. Les équipes participantes offrent des compétences complémentaires interdisciplinaires dans le domaine de la microbiologie, de la génomique, de la post génomique, de la métabolomique, de la bioinformatique, de la géographie environnementale, de l’écologie végétale, de la géologie et des nappes souterraines ou encore de l’écologie des systèmes naturels et anthropisés. - Action 3 : Polluants émergents
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Les phytosanitaires : Devenir, Impacts et Procédés Innovants de Décontamination de mélanges de molécules
Porteurs : P. BESSE- HOGGAN (ICCF) et C. MALLET (LMGE)
Unités pilotes : ICCF, LMGE, GEOLAB, LISC
Unités partenaires : UR QuaPA, OPGC, BRGM, Institut Pascal (IP) VetAgro Sup
L’utilisation des produits phytosanitaires est allée de pair avec le développement d’une agriculture de plus en plus productive, permettant d’assurer la qualité sanitaire des aliments. Cependant, concilier performance économique et performance environnementale semble de plus en plus difficile. La contamination croissante par les phytosanitaires observée dans tous les milieux, ainsi que la prise de conscience de leurs risques sur l’environnement mais surtout sur la santé humaine, sont devenues des enjeux sociétaux et gouvernementaux prioritaires. Il est donc primordial d’évaluer la toxicité globale de ces phytosanitaires sur différents organismes, ce qui nécessite de prendre en compte leur devenir.
Les objectifs de cette action pluridisciplinaire sont (i) de comprendre les mécanismes impliqués dans les processus complexes régissant le devenir de phytosanitaires dans le continuum végétal – sol - eaux; (ii) de les relier à leurs impacts, notamment écotoxicologiques, sur différents modèles d’organismes non cibles et sentinelles, jouant un rôle clef dans le fonctionnement des écosystèmes récepteurs (microorganismes, plantes, abeilles); (iii) de développer des procédés innovants de décontamination/remédiation couplant processus chimiques et biologiques.
Cette action de recherche a pour originalité d’aborder la problématique des produits phytosanitaires dans l’environnement, au cours de leur cycle de vie, par une approche intégrée interdisciplinaire, multi-échelles (laboratoire, terrain) et multi-compartiments (continuum végétal – sol – eaux), en rassemblant les expertises scientifiques complémentaires (physico-chimie du sol, chimie analytique, agronomie, hydrogéologie, microbiologie, photochimie environnementale, écologie et écotoxicologie) reconnues de dix équipes issues de 7 laboratoires de recherche clermontois.
Photos - Action 3 FRE - Action 4 : Céréales, arbres et plantes prairiales
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Adaptation des céréales et des arbres au changement climatique et à une agriculture durable : de l’idéotype à la variété cultivée
Porteurs : Thierry Langin (GDEC), Hervé Cochard (PIAF)
Unités pilotes : PIAF, GDEC
Unités partenaires : UREP, UE PHACC
En ce début de 21ème siècle, l’agriculture et la sylviculture doivent relever de nombreux défis tels que nourrir l’humanité, avec une demande accrue en protéines végétales, réduire leurs empreintes environnementales en participant à la lutte contre le changement climatique et en s’y adaptant, fournir des matières premières en exploitant pleinement la biomasse. Cela conduit à de profondes mutations qui visent à passer progressivement d’une agriculture et sylviculture intensives à des systèmes de production prenant en compte l’impact des changements globaux et la demande sociétale de développement d’une agriculture et d’une sylviculture plus durables et plus respectueuses de l’environnement.
Des études sur les céréales et les arbres sont mises en œuvre dans ce cadre général avec pour objectif finalisé d’améliorer la réponse de ces espèces végétales d’intérêt aux stress biotiques et abiotiques. Les recherches sur les céréales, avec le blé tendre comme modèle, visent à avancer dans la connaissance de son génome complexe, à comprendre la genèse de nouvelles fonctions et/ou l’évolution de fonctions conservées spécifiques, à identifier les bases génétiques et les mécanismes moléculaires et physiologiques impliqués dans le contrôle de caractères agronomiques importants comme le rendement, la qualité du grain et la résistance à des stress biotiques et abiotiques (stress hydrique et thermique, augmentation de la concentration en CO2, déficiences en azote et en soufre).
Le consortium de recherche sur les céréales et les arbres regroupe des biologistes et des physiologistes de l’UCA et des généticiens, des génomiciens, des écophysiologistes, des agronomes, des microbiologistes et des biophysiciens de l’INRAe.
Photos - Action 4 FRE - Action 5 : Systèmes d’élevage
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Durabilité et intégration des systèmes d’élevage dans le territoire
Porteurs : Benoit Graulet, UMRH et Pascal Carrère, UREP
Unités pilotes : UMRH, UREP
Unités partenaires : Territoires, UE Herbipôle, GeoLab, ICCF, Labsco, QUAPA
Les activités d’élevage couvrent une très large part du territoire national et façonnent ses paysages. Elles contribuent fortement à l’identité de nombreux territoires et à leur développement socio-économique. Éléments incontournables de la production de protéines pour la nutrition humaine, elles produisent concomitamment un large panel de services de nature environnementale, écologique ou culturelle. Toutefois, les changements globaux ainsi que locaux, (variabilité climatique, changement d’utilisation des terres, fluctuation des prix de l’énergie et des marchés, modification des gouvernances, émergence de risques sanitaires nouveaux, restructuration des filières) affectent ces activités.
L’objectif de cette action est d’apporter des éléments pour analyser les interactions entre élevage, environnement et territoire (dimension cognitive), afin d’identifier les leviers mobilisables pour aller vers des systèmes d’élevage plus durables (dimension finalisée). En partant de l’étude du fonctionnement des systèmes (écosystème prairial, herbivores, pratiques de gestion), nous identifions les adaptations des systèmes d’élevage à travers la gestion des ressources animales et végétales, en lien avec et le projet de production (AOP, Bio, …). Nous analysons en retour l’impact des modes d’élevage sur l’environnement. La détermination des enjeux d’adaptation et de durabilité des systèmes d’élevage se fait en concertation avec les acteurs des territoires.
Ces actions de recherche impliquent des laboratoires universitaires et de l’INRAe. Ces structures s’intéressent à des thématiques de recherche portant sur : l’écologie fonctionnelle des prairies, la physiologie, le comportement animal et le fonctionnement des systèmes d’élevage.
Photos - Action 5 FRE - Action 6 : Capteurs
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Modéliser la vulnérabilité et la résilience des écosystèmes et des territoires
Porteurs : Laurent ROYER (LPC) & Jean-Pierre CHANET (TSCF)
Unités pilotes : LIMOS, LPC, TSCF
Unités partenaires : GEOLAB, LAMP, LMGE, LMV, UREP
Les sources de données nouvelles et l’augmentation des puissances de calcul permettent de faire progresser les modèles des écosystèmes et des territoires. Cette évolution s’appuie sur le développement de nouvelles approches de modélisation, notamment les modèles à agents ou modèles individus-centrés, dans lesquels les individus composant un écosystème ou un territoire sont représentés explicitement. Ces approches offrent une plus grande souplesse dans la conception des modèles, facilitent l’intégration de connaissances expertes ainsi que la représentation de dynamiques hétérogènes humaines et écologiques par exemple. Ces atouts ont leur revers : ces modèles sont souvent lourds et très consommateurs de données. De plus, leur comportement est souvent aussi difficile à comprendre que celui du phénomène qu’ils représentent. Ces modèles détaillés requièrent donc souvent de développer des modèles plus théoriques pour en étudier certains aspects.
Les équipes de recherche impliquées souhaitent accroître leur investissement dans ces problématiques de modélisation, en mettant en œuvre notamment des collaborations entre des laboratoires spécialistes de certains écosystèmes ou territoires et des chercheurs en modélisation (informatique, mathématiques appliquées).
Les objectifs de l’action se répartissent en deux catégories : (1) développer ou améliorer des modèles de vulnérabilité ou de résilience d’écosystèmes et de territoires particuliers ; (2) développer ou améliorer des méthodes de modélisation des dynamiques d’écosystèmes et de territoires.
Photos - Action 6 FRE
