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Les recherches du CEA sur...

Le climat

Publié le 1 septembre 2013

​​Les recherches du CEA sur le climat ont pour buts d'améliorer nos connaissances fondamentales sur le fonctionnement du climat, passé, présent et futur ; d'étudier les interactions et les évolutions des différents mécanismes en jeu et de développer des modèles numériques pour anticiper les évolutions futures du climat et leurs conséquence

​En 1998, le CEA a créé le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE), regroupant les moyens consacrés à la climatologie, en partenariat avec les autres organismes de recherche français (CNRS et Université de Versailles Saint-Quentin).

Ce laboratoire fait partie de l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL), qui fédère les laboratoires de la région parisienne travaillant sur le climat et l’environnement. C’est un acteur majeur dans le domaine des sciences du climat, ses résultats de recherches contribuant aux rapports du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat).



Dynamique et archives du climat

Connaître l’évolution passée du climat est fondamental pour comprendre le fonctionnement de ce système complexe et les interactions entre ses différents composants (atmosphère, océan, glaces et continents). Actuellement, les études du LSCE sont centrées sur trois échelles de temps :

  • le dernier millénaire : le LSCE travaille à la reconstitution de l’évolution du climat sur cette période, avec une très haute résolution temporelle (saison, année) ;
  • les événements climatiques soudains : abrupts, ils peuvent se produire sur quelques années à quelques décennies ;
  • les cycles glaciaires-interglaciaires : le LSCE analyse les variations climatiques naturelles des dernières centaines de milliers d’années, avec une focalisation sur la variabilité du climat pendant les dernières périodes chaudes.


VidéoLe climat futur au regard du passé




Composition atmosphérique
et flux de surface

Depuis deux siècles, la poussée démographique et le développement industriel et agricole (combustion d’énergies fossiles, utilisation des sols...) ont provoqué un profond déséquilibre des cycles biogéochimiques globaux. L’objectif à long terme est de comprendre et de modéliser les interactions entre ces cycles biogéochimiques et le climat.

Ces modèles sont comparés aux observations de divers types, tels que des données des sites de mesures atmosphériques et des instruments de télédétection permettant de développer une expertise forte en modélisation inverse, qui permet d’identifier les puits et sources de gaz à effet de serre à partir des mesures atmosphériques.



Interaction
Homme/Climat/Environnement

Ce thème transversal a pour but de comprendre les relations entre l'Homme, le Climat et l'Environnement, dans les temps présents, passés et futurs, ainsi que dans l'espace à la surface de notre planète. Les principales thématiques sont :

  • l'adaptation au changement climatique, faisant intervenir plusieurs domaines comme l’énergie, la santé, l’agronomie, l’économie, la biologie, l’histoire... ;
  • l'histoire du climat et en particulier l'identification des événements extrêmes (fréquence, amplitude...) ;
  • les liens entre l’histoire des populations et le climat.



Modélisation du climat
et des cycles biogéochimiques

Depuis sa création, la modélisation est l’une des grandes spécialités du LSCE. Elle peut être décrite au sein de trois grandes thématiques :

  • variabilités naturelles : étude des interactions entre le système climatique et les cycles biogéochimiques, des instabilités rapides du climat, et des variations climatiques au cours du dernier millénaire.
  • perturbation anthropique : élaboration de nouveaux scénarios climatiques dans le cadre des rapports du GIEC, en améliorant l’évaluation du rôle tenu par le changement d'utilisation des sols, de la variabilité des interactions climat / cycles biogéochimiques ; modélisation de l'impact du forçage anthropique sur les "points de rupture" du système climatique (circulation thermohaline, moussons, permafrost, hydrates de méthane) ;
  • développement de nouveaux modèles.



ICOS,
un réseau européen
de stations de mesure du CO2

Le CEA contribue au réseau Icos – Integrated Carbon Observation System –, une infrastructure de recherche européenne, dont le but sera de mesurer les concentrations atmosphériques et flux des gaz à effet de serre sur les écosystèmes et l’océan. L'augmentation des concentrations des gaz à effet de serre étant la principale cause du changement climatique, l'intérêt d'Icos est de permettre, à terme, une surveillance des sources et puits de carbone, en complément des prélèvements et mesures déjà réalisés. Ce projet mobilise 18 pays européens dont la France, à travers le LSCE et l’INRA. Icos est l’un des 30 projets d’Infrastructure de Recherche qui ont été classés prioritaires à l’échelle européenne par le forum ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures).



Transferts et traceurs
dans l'environnement

Ce domaine de recherche a pour objectif d’évaluer les transferts d’eau et de matière dans l’environnement. Ces flux et échanges sont visualisés et quantifiés grâce à des traceurs géochimiques et des modélisations qui retracent les déplacements d’eau et d’alluvions depuis les rivières jusqu’aux océans, en passant par les estuaires et zones côtières. Ces résultats permettront d’anticiper les problèmes environnementaux liés à l’utilisation intensive des sols, la pollution des milieux aquatiques, les ressources en eau… Les recherches sont structurées autour de trois axes :

  • la géochimie isotopique et élémentaire, qui permet de comprendre les mécanismes d’échange de matière entre océans, continents et atmosphère. Cela implique le développement de traceurs géochimiques, radioactifs ou radiogéniques innovants et d’un parc instrumental de dernière génération ;
  • l’étude des échanges de matières des surfaces continentales jusqu’au milieu marin, en passant par les zones côtières ;
  • modélisation des hydrosystèmes continentaux (bassin versant, nappes souterraines, lacs, rivières…).


Galerie Photo

Camp NEEM (Groenland), opération de forage superficiel pour extraire l'air emprisonné dans les couches de neige. © C.Morel/Our Polar Heritage-CEA
Camp NEEM (Groenland), opération de forage superficiel pour extraire l'air emprisonné dans les couches de neige.
© C.Morel/Our Polar Heritage-CEA

Retrouvez l'intégralité du reportage "Les science du climat et de l'environnement" dans la médiathèque.


Paleomagnétisme et magnétisme environnemental
Paleomagnétisme et magnétisme environnemental - Magnétomètre cryogénique sans hélium dans la chambre amagnétique du LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement)
© S.Renard/CEA



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