Mieux comprendre notre environnement, notre planète et l'univers

Les recherches conduites en astronomie et astrophysique ont pour objectif est de comprendre comment l'Univers s'est formé, son contenu énergétique, la matière dont il est constitué et comment cette matière s'est structurée pour former des planètes, des étoiles, des galaxies, des amas de galaxies.

Elles concernent les processus physiques qui régissent ces systèmes et comment ils aboutissent à la formation de planètes telles que la Terre.

L'étude de l'Univers fait appel à de nombreuses approches qui vont de l'observation, à la modélisation, aux simulations numériques et à la théorie. Des observatoires au sol et dans l'espace sont nécessaires pour accéder à l'ensemble du spectre électromagnétique. Ils sont pour la plupart développés dans le cadre de programmes européens et internationaux.

Mieux prédire les événements catastrophiques

Au sein du système solaire, la Terre a une histoire et une position qui ont été favorables à l'apparition de la vie. Constituée d'enveloppes solides, liquides et gazeuses, la Terre demeure une planète "vivante" car encore animée de nombreux mouvements.

Les recherches menées en géologie concernent les enveloppes solides superficielles et profondes, leurs caractéristiques et leurs mouvements relatifs. La connaissance de l'histoire de la Terre, de sa structure et de sa dynamique actuelle permet de mieux comprendre et prédire les événements catastrophiques qui se produisent aujourd'hui comme les éruptions volcaniques ou les séismes.

Une telle connaissance est essentielle :

• à une meilleure maîtrise des risques naturels;
• à l'approvisionnement en ressources minérales et énergétiques nécessaires à nos économies: c'est le cas de nombreux métaux considérés comme stratégiques car requis par les technologies émergentes dans le domaine des énergies renouvelables ou encore de la mobilité décarbonée.

Mieux comprendre l'évolution du climat et des océans

Les enveloppes solides superficielles interagissent avec les enveloppes externes de la Terre constituées essentiellement par les océans et l'atmosphère. De nombreuses recherches ont pour objectif la description de l'état de ces différentes enveloppes à l'échelle planétaire, la compréhension et la modélisation de leurs interactions (échanges de matière et d'énergie). De tels travaux permettent de mieux comprendre l'évolution du climat et de proposer des évolutions possibles au cours du XXIe siècle en fonction des scénarios envisagés.

Ils sont aussi extrêmement importants pour comprendre et prévoir l'évolution des états physique et chimique des différents océans et les conséquences pour la biodiversité. D'autres recherches portent plus spécifiquement sur la composition chimique de l'atmosphère et la façon dont elle est affectée par les activités humaines. D'autres encore portent sur les enregistrements des variations du climat dans les sédiments (matière organique et minéraux dont la composition est liée aux caractéristiques du climat) et la glace (atmosphère piégée sous la forme de bulles de gaz).

A la surface des continents, l'action du climat sur les roches a été à l'origine de leur lente transformation par altération au cours du temps. Il en a résulté la formation de couvertures de matériaux poreux et riches en éléments minéraux réactifs au contact de l'eau. A la surface de ces formations ou de leur remaniement sous la forme de sédiments, se sont formés les sols sous l'action de l'activité biologique. Les sols hébergent de très nombreux organismes vivants (macro- et micro-organismes végétaux et animaux) et constituent de la sorte un réservoir considérable de biodiversité. La composition des eaux superficielles et souterraines est étroitement liée au fonctionnement hydrique des sols.

Les recherches portent sur le fonctionnement des surfaces continentales dans différents contextes climatiques et anthropiques. Les études concernent la sensibilité de ces surfaces au ruissellement et à l'érosion en fonction de l'usage des sols, le fonctionnement hydrologique et biogéochimique de bassins versants de taille élémentaire jusqu'à celle des grands fleuves, le devenir des polluants organiques et minéraux dans les eaux superficielles et souterraines.

Ces travaux contribuent à la gestion de la ressource en eau et en sol, et par conséquent au maintien d'un grand nombre de services écosystémiques auxquels ces derniers participent.