Epos-France dans l’écosystème des infrastructures de recherche nationales, européennes et internationales

L’accord de consortium signé en octobre 2011 entre 18 acteurs majeurs de la recherche géophysique en France a fait de Résif-Epos une infrastructure de recherche (IR) nationale. En novembre 2023, Résif-Epos est devenu Epos-France, avec un périmètre élargi. Cette nouvelle IR remplacera Résif-Epos sur la prochaine feuille de route des Infrastructures de recherche éditée par le ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche (elle devrait être publiée en 2024).

Cette feuille de route détermine pour plusieurs années la stratégie de près d’une centaine d’organisations internationales, infrastructures de recherche (IR) et projets, regroupés par grands domaines. Parmi elles, les IR du Système Terre et Environnement contribuent au progrès de la connaissance sur les processus à l’œuvre au sein des grands compartiments de la planète, et entre eux. Elles s’inscrivent dans une action d’envergure intitulée « Connaître, surveiller et prévoir le Système Terre ». Cette action contribue à la mise en place de services d’information et/ou de prévision sur le risque climatique, environnemental et tellurique, validés scientifiquement, et dans le même temps de proposer des services connexes dans le domaine de l’énergie, des ressources, du risque et de la sécurité au sens large. Ces produits et services sont destinés tant à la communauté scientifique, qu’aux acteurs publics et socio-économiques.

Feuille de route 2021 des IR

[1] Feuille de route ESFRI, cluster ENVRIplus Environmental Research Infrastructures providing shared solutions for science and society

Les IR du Système Terre et Environnement, souvent distribuées, sont très diverses. Elles sont pensées à l’échelle européenne [1] ou internationale et bâties à partir de dispositifs labellisés par les établissements de recherche.

Le domaine des sciences du Système Terre et Environnement est structuré par des Infrastructures logistiques telles que la Flotte Océanique Française (FOF) et des infrastructures d’observations et d’expérimentations, dont fait partie Epos-France. Ces infrastructures de recherche sont dédiés à l’étude de la Terre interne, de l’Atmosphère, de l’Océan, à la compréhension du littoral, des surfaces continentales, de la biodiversité et des écosystèmes. Chacune opère à son échelle et dans son propre domaine, mais les frontières entre elles sont fluides et Epos-France collabore avec quatre d’entre elles.

De plus, Data Terra, une e-infrastructure, propose un portail centralisé de données et services issus des données provenant des infrastructures de recherche du système Terre. Epos-France travaille en synergie avec ForM@Ter, son pôle pour la Terre Solide, pour fournir des données de haute qualité, à l’échelle de la France, conformes aux principes FAIR. Ensemble, elles maîtrisent l’intégralité du processus de création des données, de la mesure à la distribution (Epos-France) jusqu’à des services de haut niveau pour visualiser, combiner et analyser ces données (Data Terra).

Les liens d’Epos-France s’étendent au-delà du domaine des sciences de la Terre et de l’Environnement, notamment par ses interactions avec Refimeve dans le domaine des sciences de la matière et de l’ingénierie. De plus, Epos-France intervient en Europe et dans le monde, en particulier avec EPOS (European Plate Observing System). EPOS facilite l’utilisation intégrée des données, des produits et des équipements de la communauté des sciences de la Terre solide à l’échelle européenne. Epos-France entretient des liens très étroits avec EPOS, en fournissant des données et en participant activement à sa réalisation et à son évolution.

Sommaire

Epos-France dans l'écosystème des Infrastructures de recherche française dans le domaine Terre solide

Epos-France dans l’écosystème des Infrastructures de recherche française dans le domaine Terre solide © Epos-France 2024 – Télécharger la version pdf

Logo de l'infrastructure de recherche OzcarEpos-France et l’IR « Observatoires de la zone critique : application et recherche » (Ozcar)

Ozcar met en synergie des sites instrumentés qui s’appuient sur des observations long terme de l’eau, des glaces, des sols, des zones humides et de leur biodiversité. Deux des observatoires affiliés à Ozcar sont des sites multi-instrumentés hébergeant également des instruments sismologiques et géodésiques d’Epos-France.

C’est le cas de l’Observatoire hydrogéochimique de l’environnement (OHGE) sur le bassin versant du Strengbach dans le massif vosgien (commune d’Aubure, Haut-Rhin). Créé en 1986, il a un rôle d’étude et de surveillance à long terme des écosystèmes et de leurs modifications en lien avec des perturbations naturelles ou anthropiques. Les équipements installés sur le site permettent d’acquérir des données météorologiques, hydrologiques et géochimiques à l’échelle de l’ensemble du bassin, et de faire des observations gravimétriques, géodésiques et magnéto-telluriques. Une station GNSS Rénag (code AUBU) y est par exemple installée

Le second site Ozcar est le site multi-instrumenté du Durson (appartenant au Réseau national des sites hydrogéologiques H+) sur le plateau du Larzac (commune de Nant, Aveyron). Le stockage dynamique de l’eau au sein de tels aquifères échappe à la mesure et à la modélisation par les méthodes hydrologiques classiques. En mesurant par exemple l’impact de l’eau sur la déformation et le champ de gravité, il est possible d’obtenir des informations essentielles sur le fonctionnement hydrologique du karst.

Les instruments déployés sur le site du Durson assurent ainsi le suivi hydro-géophysique du hydrosystème karstique par des mesures géodésiques, gravimétriques, topographiques, de résistivité électrique et hydrologiques répétées ou continues. Le site héberge ainsi une station sismologique (Code LAJAS), une station GNSS (Code HOLA) et plusieurs gravimètres intégrés à Epos-France.

 

Logo de l'infrastructure de recherche IlicoEpos-France et l’IR littorale et côtière (Ilico)

Créée en 2016, l’infrastructure de recherche littorale et côtière (Ilico) vise à observer et comprendre les milieux et les écosystèmes côtiers et marins dans leur globalité. Ainsi, Ilico regroupe un ensemble de dispositifs d’observation permettant de collecter des échantillons et de déployer différents instruments de mesure en fédérant huit services d’observation, parmi lesquels Sonel.

Le Projet Sonel (Système d’observation du niveau des eaux littorales) est un projet d’observation in situ dédié à l’observation en temps réel du niveau marin le long des côtes. Il rassemble des données de qualité métrologique provenant de marégraphes et de techniques géodésiques telles que le GNSS (Global Navigation Satellite System) et le nivellement. Ses objectifs sont l’analyse des tendances à long terme de l’élévation du niveau de la mer, la calibration des instruments satellitaires et la compréhension des processus de variation du niveau marin près des côtes. Sonel joue le rôle de centre de données GNSS aux marégraphes pour le programme mondial d’observation du niveau de la mer (GLOSS), qui se trouve sous l’égide de la Commission Océanographique Intergouvernementale (COI) de l’Unesco.

D’autres liens restent à développer entre le Réseau large bande permanent (RLBP) et Ilico autour du suivi de l’état de la mer, de l’interaction vagues/côtes, etc. à partir des stations sismologiques du RLBP, notamment à partir de l’analyse du bruit de fond microsismique détecté sur ces stations.

 

Infrastructure de recherche Flotte océanigraphique françaiseEpos-France et l’IR Flotte Océanographique Française (FOF)

La Flotte Océanographique Française (FOF), opérée par l’Ifremer, est une très grande infrastructure de recherche au service des diverses communautés utilisatrices, en mettant à leur disposition un ensemble d’outils et d’instruments, notamment des navires de recherche, pour le déploiement et le maintien d’un réseau d’instruments de mesure dans les océans. Elle permet l’étude de divers aspects de l’océanographie, de la météorologie, de la biologie marine et de la géophysique. Elle coordonne également, pour la France, le développement d’accords internationaux relevant des flottes océanographiques.

Sous l’égide d’Epos-France, un grand nombre de campagnes en mer sont menées grâce au support de cette infrastructure de recherche FOF. Le projet Marmor d’Epos-France, avec le déploiement de sismomètres en fond de mer ou des hydrophones dans la colonne d’eau, illustre bien les liens importants entre 3 infrastructures de recherche Epos-France, FOF et Emso.

Lien

Logo de l'infrastructure de recherche OzcarEpos-france et l’IR European multidisciplinary seafloor and water column observatory (Emso)

L’European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory est une infrastructure de recherche technologique paneuropéenne pour une observation continue, interactive et en haute résolution des océans via un système d’installations régionales placées sur des sites clés en Europe, du nord-est à l’Atlantique, de la Méditerranée et de la mer Noire. Les observatoires sont des plateformes équipées de multiples capteurs, placés le long de la colonne d’eau et sur le fond de la mer. Ils mesurent en permanence différents paramètres biogéochimiques et physiques, qui concernent les risques naturels, le changement climatique et les écosystèmes marins.

Certains observatoires Emso se trouvent dans des zones marines sismiques et volcaniques des mers européennes, comme la mer de Marmara, une zone à haut risque avec de forts tremblements de terre, des glissements de terrain sous-marins et des tsunamis. De même au large des îles des Açores, où un système volcanique marin complexe rejette régulièrement du méthane et d’autres gaz et favorise un écosystème particulier. Ou encore, pour surveiller les glissements de terrain sous-marins de la mer Ligure et les tsunamis qui en découlent et font partie des principaux géo-risques affectant les populations côtières, y compris en France.

 

Logo de l'infrastructure de recherche Data TerraEpos-France et l’IR Data Terra

Epos-France développe et construit des projets en synergie avec l’infrastructure de recherche Data Terra au travers de son pôle Terre Solide, ForM@Ter. Data Terra est une e-infrastructure du domaine de l’environnement – ouverte et interopérable– permettant l’extraction, le croisement et un accès transparent et continu à des données multi-sources, multi-domaines et multi-organismes du système Terre (surfaces continentales, atmosphère, océans, Terre solide). Data Terra est fondée sur cinq pôles (Aeris pour l’atmosphère, Odatis pour l’océan, ForM@Ter pour la Terre solide, Theia pour les surfaces et interfaces continentales et le PNDB pour la biodiversité) et des services transversaux (par exemple Dinamis, service mutualisé d’accès aux images satellitaires haute résolution). Data Terra a pour mission de rendre plus accessibles et interopérables les données, en développant un dispositif global d’accès et de traitement de données et produits, en accord avec les principes FAIR. L’IR soutient des approches interdisciplinaires pour les communautés scientifiques et pour les acteurs de la sphère publique et de l’innovation.

Les liens entre Epos-France et Data Terra se construisent par la collaboration continue avec ForM@Ter et au travers de projets spécifiques. Ceux-ci concernent, lorsque le chemin de la donnée est à construire, l’implémentation des principes FAIR de gestion de données et le développement de services aux données de haut niveau nécessitant un accès transparent à un continuum d’infrastructures numériques. Le réseau G-FROG (Groupement Français de Recherche pour la mesure sur fibres Optiques en Géosciences) qui fédère une approche novatrice en sismologie d’utilisation de la fibre optique (Fiber Optic Sensing ou Distributed Acoustic Sensing/DAS) exploite et illustre bien cette synergie, les services de traitement et d’analyse de données étant opérés par ForM@Ter et les services de gestion FAIR des données et produits par Epos-France.

 

Infrastructure de recherche Refimeve+Epos-France et l’IR Réseau fibré métrologique à vocation européenne (Refimeve)

Refimeve, infrastructure de recherche labellisée en 2021 par le MESR, représente une avancée majeure dans le domaine de la métrologie Temps-Fréquence. Cette infrastructure, qui couvre divers domaines scientifiques, mutualise des moyens sophistiqués tels que des horloges atomiques et des interféromètres laser, facilitant ainsi l’accès à des références métrologiques de qualité internationale pour les laboratoires et les instituts de recherche à travers le territoire national.

Epos-France, à travers ses groupes thématiques Sismologie, Géodésie GNSS et Gravimétrie, propose une approche intégrée pour étudier les mouvements et les caractéristiques de la Terre. Les synergies entre ces deux infrastructures permettent une collaboration entre les chercheurs spécialisés dans ces domaines. Par exemple, l’utilisation des signaux temps-fréquence ultra-précis de Refimeve pour synchroniser les mesures sismiques pourrait améliorer la résolution temporelle et spatiale des événements sismiques, tandis que les données de géodésie et d’altimétrie contribuent à calibrer et à valider les modèles de temps et de fréquence, augmentant ainsi la précision des mesures de synchronisation et de navigation.

Enfin, l’intégration de mesures sur fibre par la technologie DAS (Distributed Acoustic Sensing) avec des mesures interférométriques telles que celles enregistrées par Refimeve ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche en physique fondamentale. Cette combinaison technologique et thématique permet une étude approfondie des processus de bruit et de leur interaction avec l’environnement, pouvant améliorer notre compréhension des phénomènes naturels et des propriétés fondamentales de la matière.

Epos-France et l’IR Réseau géochimique et expérimental français (RéGEF)

Infrastructure de recherche RéGEFL’IR Réseau Géochimique et Expérimental Français (RéGEF) est une structure transversale qui met en œuvre des moyens pour fournir des mesures aux programmes de recherches, aux services nationaux d’observation, et à d’autres infrastructures de recherche. Elle est dédiée à l’étude des éléments chimiques et des processus géochimiques, à toutes les échelles de temps et d’espace dans l’évolution du système Terre et du système solaire en général, au sein de la Terre solide ou de ses enveloppes externes, mais aussi aux travers des interactions entre le vivant et le minéral. Elle comprend des laboratoires équipés d’instruments de pointe pour l’analyse des échantillons géologiques, des dispositifs expérimentaux pour simuler les conditions géologiques, ainsi que des bases de données géochimiques. Cette infrastructure permet ainsi d’explorer la composition chimique des roches, des minéraux, des fluides géologiques et des éléments en circulation dans la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère terrestres.

Les recherches menées dans le cadre de cette IR contribuent à mieux comprendre les processus géologiques, la formation des minéraux, la migration des éléments chimiques, les cycles géochimiques et leurs interactions avec l’environnement. Ces connaissances sont essentielles pour de nombreux domaines, notamment la géologie, l’exploration des ressources naturelles, la protection de l’environnement et la gestion des risques naturels.

Les liens entre Epos-France et l’IR RéGEF se développent tout particulièrement à travers l’axe Faille Active (Fact) d’Epos-France, qui vise à répertorier les failles potentiellement actives, les déformations néotectoniques et les paléoséismes, du territoire français métropolitain. Les moyens d’analyse de données géochimiques et minéralogiques mis en œuvre par l’IR RéGEF contribuent fortement à la caractérisation d’anciens fort séismes (paléoséismes) laissant des traces dans les dépôts géologiques, par leur datation notamment.

 

Epos-France et les infrastructures de recherche européennes et internationales

Les infrastructures de recherche françaises sont pensées et structurées à l’échelle européenne et internationale. Ainsi, Epos-France est la structure nationale adossée à Epos (European Plate Observing System) au niveau européen et participe activement à sa réalisation et à son évolution.

Epos-France est également partenaire de diverses infrastructures de recherches internationales, tel le réseau mondial de stations sismologiques large bande Geoscope, dont les stations françaises sont intégrées au système d’information Epos‑France. En géodésie, les stations GNSS du réseau mondial Regina contribuent également aux bases de données Epos‑France, au même titre que celles du réseau national RGP piloté par l’IGN. Dans le domaine de la gravimétrie, l’intégration et la distribution des données Epos-France se font au travers du service international Igets (International Geodynamics and Earth Tide Service), dont l’objectif est la mesure, l’archivage et la distribution de longues séries temporelles de gravimètres supraconducteurs, mais également d’inclinomètres, d’extensomètres, etc.

Informations collectées en février 2024