Le WP « Instrumentation » a pour objectif d’organiser la gestion des moyens instrumentaux acquis dans l’Equipex CRITEX (PIA2, 2012-2022) grâce à un inventaire des matériels acquis, de leur utilisation et de ceux qui sont partageables, de réfléchir aux besoins en instrumentation innovante pour documenter la zone critique, de partager les savoir-faire des différentes communautés de l’IR OZCAR, notamment sur les thématiques communes (conditions climatiques extrêmes, télétransmission, etc.). Le WP3 vise aussi à converger et aller vers des protocoles et des jeux de variables harmonisées.
De l’Equipex CRITEX à l’Equipex + Terra Forma : un effet structurant pour l’instrumentation de la Zone Critique
L’Equipex CRITEX a été financé sous le Plan d’Investissement d’Avenir (PIA 2), pendant 10 ans (2012 à 2022). Grâce aux 7 millions d’euros de la tranche d’investissement et aux 2 millions de la tranche de fonctionnement obtenus, le programme CRITEX a permis de développer de nouveaux prototypes d’auscultation des nappes, des sols, de l’air ou de l’eau et d’acheter des instruments partagés pour mettre à niveau la communauté et croiser des observations qui, jusque-là, n’étaient pas réalisées en commun par les différentes communautés scientifiques. CRITEX a aussi permis de déployer un nombre important d’instruments sur des sites particuliers (des « hot spots ») ou de se focaliser sur des « hot moments », c’est-à-dire des évènements temporels particuliers dans certains des observatoires de l’IR OZCAR.
Pour en savoir plus sur CRITEX, vous pouvez consulter la page web : ouvrir
L’Equipex + Terra Forma, financé par le Plan d’Investissement d’Avenir (PIA3) de 2021 à 2029 et doté d’un budget de 9,6 millions d’euros, a pour objectif de déployer un large réseau de capteurs environnementaux (open source et économiques), afin de comprendre les transformations liées au changement climatique sur des territoires témoins pour mieux s’y adapter. Le développement de ces capteurs low cost, permettant en particulier d’explorer la mesure de haute fréquence et l’encouragement de la science participative, constituent la continuation naturelle de CRITEX. Animé par Laurent Longuevergne, Virginie Girard et Arnaud Elger, l’enjeu pour la communauté de Terra Forma est en effet de jouer ce même rôle structurant dévolu à CRITEX dans la perspective d’évoluer vers des dispositifs d’observations documentant l’ensemble des compartiments de la Zone Critique et impliquant les acteurs des territoires.
Les acteurs du WP3 sont ainsi activement impliqués dans le projet Terra Forma et dans la construction de l’infrastructure européenne eLTER.
Déployer une instrumentation innovante et tout-terrain
Les développements instrumentaux et méthodologiques sont au centre de l’activité du WP3.
Grâce au programme CRITEX, l’IR OZCAR dispose d’un incroyable parc instrumental qui a permis de doter la communauté scientifique d’équipements de pointe, notamment pour l’acquisition de données de géochimie haute fréquence in situ (le Riverlab) et de données de géophysique (gravimétrie, mesures sismiques, résonance magnétique, etc.) croisées.
La gestion et le déploiement du parc instrumental CRITEX sur différents observatoires sont assurés par deux ingénieurs dont une partie de l’activité est dédiée à l’IR OZCAR : Sylvain Pasquet, expert en géophysique, post-doctorant au sein de l’IR OZCAR de février 2018 à décembre 2022, et aujourd’hui IR CNRS à METIS et de Eliott Chatton, IR CNRS à Géosciences Rennes, spécialiste des gaz dissous.
L’état des lieux des instruments de l’Equipex CRITEX se poursuit afin de mettre à disposition de la communauté un ensemble complet d’équipements répertoriés dans une liste avec indication de divers critères (responsables, localisation, état, activité, déployabilité future).
Découvrir les compartiments « cachés » de la Zone critique
Les connaissances sur la structure profonde de la ZC sont assez limitées, alors que cette structure joue pourtant un rôle essentiel dans de nombreux processus clés tels que la circulation et le stockage des eaux souterraines, les échanges d’eau entre le sol et la végétation ou encore la formation des sols et la production de sédiments.
Grâce au travail de postdoctorat de S. Pasquet, depuis 2019, de nombreuses acquisitions de données géophysiques (sismique, résistivité électrique) ont eu lieu sur différents sites expérimentaux de l’IR OZCAR. Les données correspondantes acquises sont disponibles sur la base de données hydrogéophysique gérée à Géosciences Rennes (https://hplus.ore.fr/)
Une réflexion a également été initiée pour mettre en place une stratégie similaire de suivi et de caractérisation des sites de l’IR OZCAR, cette fois à l’aide des gaz dissous. Elle est pilotée par Eliot Chatton, IR à Géosciences Rennes et va se décliner autour de 4 axes : (i) caractérisation des concentrations en gaz dissous sur des sites de l’IR OZCAR, (ii) accompagnement des projets scientifiques portés par les responsables de sites, (iii) contrôle des flux d’O2 et de CO2 dans et depuis la zone critique profonde (axe transverse), et (iv) développement de la mesure en gaz dissous dans de nouveaux contextes (forages, rivières, zones hyporhéiques, tourbières, sources hydrothermales). En attendant la mise en œuvre de cette stratégie, des campagnes de mesures préliminaires ont pu être lancées sur des sites de l’IR OZCAR (OTHU – BV Yzeron, OHMCV et OBSERA).
Les développements instrumentaux et méthodologiques sont également abordés dans le cadre du projet EQUIPEX + Terra Forma et cela conduit à l’implication des acteurs du WP3 dans ce projet.
La mise en place d’un réseau de l’instrumentation et de la mesure
En 2022, un réseau de l’instrumentation et de la mesure pour l’IR OZCAR a été constitué : OZCAR-CRITech’, sous la forme d’une liste de diffusion RENATER (ozcar_critech@groupes.renater.fr) qui compte près de 80 abonnés à ce jour (été 2023). Cette liste s’adresse à tous les praticiens et utilisateurs de l’instrumentation de la zone critique pour échanger sur des problématiques techniques rencontrées. Les objectifs de ce réseau sont donc dédiés à (i) partager les savoir-faire techniques, (ii) converger vers des protocoles et des jeux de variables harmonisés (approches systématiques, stratégies communes) et (iii) stimuler le développement de l’instrumentation innovante pour la Zone Critique.
Améliorer la visibilité de l’instrumentation : sessions, ateliers et formations
Afin d’améliorer la visibilité de l’instrumentation, des interventions sont prévues lors des diverses animations et manifestations scientifiques en lien avec le sujet de la Zone Critique : les conférences comme la 2ème conférence TERENO OZCAR en septembre 2023 ou les écoles d’été OZCAR (présentation du fonctionnement des instruments géophysiques et du laboratoire mobile issus de l’EQUIPEX CRITEX).
Par ailleurs, un cycle de workshop en géophysique passive avec pour objectif de mettre en avant l’instrumentation de la zone critique a été initié. Le 1er workshop dédié aux méthodes de géophysique passive a eu lieu en format hybride à Montpellier en 2022, a réuni près de 30 participants. Le 2nd workshop de géophysique passive aura lieu à Paris à l’automne 2023.
Les acteurs du WP3 collaborent également avec ceux du projet Equipex + Terra Forma, concernés par des développements instrumentaux et méthodologiques relatifs aux capteurs low-cost et sont ainsi amenés à participer aux événements organisés par Terra Forma.
L’organisation de formations aux instruments du parc et aux outils libres de traitement des données est également à l’ordre du jour.
Vous pouvez retrouver les dernières évolutions du WP3 et le bilan de l’Equipex CRITEX dans la newsletter OZCAR 2023. Par ailleurs, un bilan sur l’Equipex + Terra Forma dans la newsletter OZCAR 2022