Présentation du Labex UnivEarthS


  • Ce Labex rassemble trois laboratoires fondateurs (AIM, APC et IPGP) ainsi que l’ONERA. L’expertise des quatre partenaires inclut la Terre et les sciences environnementales (IPGP), les sciences planétaires (IPGP, AIM), l’astrophysique des hautes énergies (AIM, APC), la cosmologie, la physique fondamentale (APC) et l’aérospatiale (ONERA).

    Le projet combine l’expertise scientifique, technique, l’expérience dans le domaine spatiale, et les ressources humaines des partenaires, afin de développer des projets interdisciplinaires innovants. UnivEarthS s’organise autour du thème « Évolution, Catastrophes et Émergence ».

    • Comment les systèmes naturels, à différentes échelles, se forment et évoluent, devenant des structures organisées et dynamiques ?
    • Quels sont les événements cataclysmiques qui causent des changements radicaux dans leur évolution ?
    • Quand et comment ces nouveaux mécanismes apparaissent ?

    De telles questions sont soulevées lorsque sont abordés l’Univers primordial, l’organisation des (plus ou moins grandes) structures de l’Univers, les phénomènes violents associés aux explosions stellaires et les trous noirs, le développement de systèmes planétaires, la différenciation et la dynamique de la proto-Terre, l’origine et la vie primitive sur Terre, ou encore l’étude des catastrophes géologiques et astronomiques (éruptions volcaniques, séismes, collisions de planètes).

    UnivEarthS propose d’investir dans les développements algorithmiques et analytiques pour participer activement à l’effort international, pour se préparer à cette nouvelle frontière du temps. Sont proposées des initiatives de recherche communes impliquant plusieurs instituts :

    • un grand centre informatique commun, pour la gestion et le traitement d’une quantité massive de données. Les nouvelles technologies ont mené à une augmentation spectaculaire dans la quantité de données pouvant être rassemblées. Nous développerons les outils numériques et les codes de calcul qui sont exigés pour nos recherches spécifiques.
    • métrologie de précision, renforçant les liaisons entre physique fondamentale spatiale et les études de la Terre et des  processus planétaires.
    • études de la formation et de l’évolution de planètes solaires et des exo-planètes, ainsi que du système de la Terre et de la Lune dans ses premières étapes.
    • événements d’observation et numériques dans l’étude de phénomènes violents dans l’Univers.

    Un effort tout particulier est fait pour rendre disponible les informations concernant les programmes éducatifs d’UnivEarthS, et d’apporter une attention individuelle aux candidats. Des ressources spécifiques sont allouées à un programme d’accueil pour les étudiants en master et doctorants étrangers afin de les aider dans leurs dépenses de déplacement, de logement, et d’apprentissage de la langue Française. Une école doctorale regroupant toutes les thématiques du Labex a été créée : STEP’UP pour Sciences de la Terre, et de l’Environnement et physique de l’Univers, Paris. Elle rassemble l’IPGP, l’Université Paris Diderot, l’ENS et l’UPMC et compte 220 doctorants.

    Le Labex cherche à briser les barrières qui ont miné les coopérations et les transferts de savoir et de technologie entre les instituts de recherche planétaire, terrestre et spatiale. Les partenaires d’UnivEarthS sont membres de l’Université Sorbonne Paris Cité. Ils bénéficient de la Société d’Accélération de Transfert Technologique (SATT) de ce consortium et du Centre François Arago.

    UnivEarthS soutient le Centre de Paris de la Physique Cosmologique (PCCP). Ce Centre est un lieu privilégié pour la recherche, l’enseignement et l’échange sur la physique de l’Univers. Le PCCP a réalisé un MOOC (massive open online course) : « Gravité! Du Big Bang au Trou Noir », disponible sur la plateforme d’enseignement en ligne FUN.

  • Astrophysique Cosmologie et physique fondamentale Sciences planétaires Terres et sciences de l’environnement


    Astrophysique

     

    menu-ahe Les phénomènes violents de l’Univers sont reliés à la présence d’objets très compacts, étoiles à neutrons ou trous noirs. C’est seulement très récemment que les trous noirs ont acquis le statut d’objet astrophysique et pas seulement de curiosité, dans le cadre de la théorie de la gravitation (singularités protégées par un horizon, tandis que le big bang est une singularité nue). En effet, les trous noirs semblent être omniprésents dans l’Univers : ils constituent l’état final d’une étoile, sont présents dans de nombreux systèmes binaires, mais aussi au centre de très nombreuses galaxies (comme la nôtre, par exemple). Même si ce sont des objets simples du point de vue gravitationnel, leur environnement est très complexe. Le recyclage de l’énergie des phénomènes de haute énergie dans leur environnement, du retentissement à très grande distance de ces monstrueuses explosions, des jets de matière, l’impact des particules de haute énergie qui les accompagnent, sont les clés pour comprendre l’émergence de nouvelles structures dans l’Univers, comme les nuages de gaz, les étoiles ou les galaxies. Tout ceci requiert des observations de très haute précision des modèles élaborés.

    Cosmologie et physique fondamentale

     

    menu-cosmologieNous traitons de l’Univers dans ses plus grandes dimensions. La question de l’émergence de l’espace, plus connue sous l’appellation de big bang, est à l’évidence une question centrale et requiert l’étude des premiers instants de l’Univers, i.e. l’Univers le plus distant (en raison de la vitesse finie de la lumière). L’univers est devenu transparent à la lumière 180 000 ans après le big bang, et cette première lumière est aujourd’hui observée sous la forme d’un rayonnement, le fonds cosmique micro-ondes (CMB). Interroger l’époque proche du big bang (l’inflation) nécessite l’identification de détails infimes sur la carte des fluctuations du CMB (pour lesquelles G. Smoot a reçu le prix Nobel en 2006) et des méthodes de mesures d’une précision en conséquence.

    Une autre approche prometteuse est la détection des déformations de l’espace temps à travers les ondes gravitationnelles. Ces ondes pourraient s’être formées juste après le big-bang, et fourniraient la seule information directe sur la nature de l’univers à cet instant. Depuis ces époques primitives, l’expansion de l’univers s’est ralentie et en 1998 on a découvert que son expansion avait subi à nouveau une accélération depuis 4 milliards d’années. Cette accélération est attribuée à une forme d’énergie inconnue, appelée énergie sombre. L’identification de cette énergie a été définie par les communautés d’astrophysique et de physique fondamentale comme un objectif prioritaire pour les 10 prochaines années. Ceci est bien lié à la question du futur de notre univers.

    Sciences planétaires

     

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    La formation des objets planétaires, en particulier la terre et la lune, à travers le processus d’accrétion et les impacts proto-planétaires, détermine leur état chimique et donc leurs dynamiques actuelles. La compréhension de l’émergence des planètes à partir du disque solaire primitif, cherche à relier les observations détaillées du système solaire actuel , les mesures en haute résolution des compositions isotopiques des météorites primitives et différenciées, et les simulations de la dynamique du disque d’accrétion et des planètes. C’est là que les approches des astro- et géo-sciences se rencontrent.

    L’accrétion des objets qui ont formé la terre, l’impact géant à l’origine de la Lune, la nature et la durée des océans de magmalunaires et terrestres , la formation du noyau de la terre, l’apparition du champ magnétique terrestre, la convection dans le manteau primitif, l’émergence des premiers continents, l’origine des océans et de l’atmosphère, le grand bombardement tardif, l’émergence de la vie, la croissance de la graine interne, et la naissance des plaques tectoniques sont tous des événements clés dans l’histoire de la terre primitive. Ces deux premiers milliards d’années ont laissé des traces rares mais précieuses que les géosciences d’aujourd’hui sont de plus en plus à même de découvrir et de révéler. L’histoire primitive de la terre n’a pas été un « long fleuve tranquille » mais a été ponctuée d’événements catastrophiques séparés de périodes voyant l’émergence de nouveaux milieux et structures après chaque révolution. Cette nouvelle conception d’une évolution non linéaire avec des phases de changement est cohérente avec les progrès d’une physique non linéaire et la théorie du chaos. Il y a eu un « avant » et un « après », avec souvent des caractéristiques très différentes, pour ce qui est de l’apparence de nombreux éléments mentionnés ci-dessus.

    Terre et sciences de l’environnement

     

    menu-terre

    La recherche consiste ici à localiser les témoignages sur ces périodes primitives, collectant les rares mesures et exemples sur le terrain, les analysant avec les techniques d’imagerie moderne les plus sophistiquées, géochimie des isotopes, minéralogie dans les conditions extrêmes de pression et de température, comme cela commence à être mis en œuvre sur les carottes en Australie et en Afrique du Sud qui ont plus de 2,7 milliards d’années. Parce que nous avons besoin de remonter plus loin encore dans le passé, jusqu’aux premiers milliards d’années de l’histoire de la terre, nous devons repousser les limites de résolution de nombreux instruments et aussi améliorer notre compréhension de la physique fondamentale des principes de la chimie et même de la biologie, et de produire quand cela est nécessaire des modèles numériques efficaces de quantités massives de données.

    Mais le présent et le passé sont des clés réciproques, et la compréhension du passé lointain de la terre requiert une meilleure compréhension des processus qui sont encore aujourd’hui actifs sur terre. Ceci est par exemple le cas pour la subduction active des plaques, une cause de dangereux et puissants tremblements de terre ou d’éruptions volcaniques, mais aussi l’opérateur clé permettant la formation de la croûte granitique, qui est le précurseur des fragments continentaux qui généralement subsistent au-dessus du manteau, pour former les plaques continentales. Un exemple est la subduction des plaques américaines sous les plaques caribéennes, formant l’arc actif des Antilles. Les volcans actifs fournissent leurs propres laboratoires ou une grande part de nos tentatives scientifiques peuvent être testées. Les processus de formation des roches, de l’interaction des roches liquides, de l’altération et de l’érosion, et l’absorption chimique dans les océans du globe peuvent être étudiés près des trois observatoires volcanologiques de la Martinique, de la Guadeloupe et de Montserrat, trois volcans cousins (que nos équipes observent continuellement) aux différentes étapes du cycle de leur vie volcanique. Ceci nous conduit à une autre sorte de catastrophe, avec des conséquences potentiellement dangereuses pour les populations locales réduisant pour nous l’écart entre la recherche fondamentale et les applications pour la protection des populations locales et le conseil aux autorités.

  • Tutelles

     

      Université Paris Diderot                Logo IPG                CNRS

     

                logo_cea              onera

     


     

    Partenaires

     

    logoAPC             Logo IPG                Laboratoire AIM

    onera

     

  •  

    La gouvernance du Laboratoire d’excellence UnivEarthS est assurée par un directeur, Marc CHAUSSIDON (directeur de l’IPGP), et un co-directeur, Stavros KATSANEVAS (directeur de l’APC). Ils sont secondés par un Bureau Exécutif et la chef de projet, travaillent en lien étroit avec les responsables des work-packages, s’entourent d’un Conseil Scientifique et présentent le bilan du Labex au comité des tutelles.

     

    Le Comité des Tutelles

    Au sommet du fonctionnement du projet, un Comité des Tutelles suit le déroulement d’UnivEarthS. Il est composé du représentant légal de chaque tutelle des partenaires et est présidé par le président de l’Université Sorbonne Paris Cité, l’établissement porteur du Labex. Le comité des Tutelles se réunit une fois par an pour approuver le bon déroulement du projet et les lignes directrices pour l’année à venir, notamment en cas de modification importante (financement, calendrier, retrait d’un partenaire).

     

    Le Bureau Exécutif (BE)

    Le Bureau Exécutif pilote et coordonne le Labex et prend les décisions nécessaires à son bon déroulement. Il est présidé par le directeur et le co-directeur et il est complété par les représentants des 3 laboratoires fondateurs d’UnivEarthS : Isabelle Grenier (AIM), Antoine Kouchner (APC) et Gauthier Hulot (IPGP), désignés par leur direction.

    Le BE se réunit autant de fois que nécessaire, soit environ tous les 2 mois afin d’assurer le suivi régulier d’UnivEarthS. Ils supervisent l’ensemble du Labex et l’évolution des projets dans les trois directions : recherche, enseignement, valorisation.

     

    Le conseil scientifique (CS)

    La politique scientifique ainsi que l’évaluation interne d’UnivEarthS sont placées sous l’expertise du CS. Reflétant les différents domaines du Labex, le CS est constitué de scientifiques français et internationaux de haut niveau (désignés et nommés par le BE). Il est présidé par G.-F. SMOOT (Prix Nobel de Physique 2006), co-présidé par E. KAMINSKI (IPGP) et complété de 10 autres membres : P. BONIFACIO (Gepi), N. GEHRELS (NASA), P.-O. LAGAGE (AIM), B. MARTY (CRPG Nancy), S. MAZEVET (LUTh), A. MORBIDELLI (OCA), E. PLAGNOL (APC), E. STOLPER (Caltech), P. TOUBOUL (ONERA) et P. VON BALLMOOS (IRAP).

    Le conseil scientifique se réunit une fois par an. Il évalue l’avancée des projets et émet des recommandations sur leur poursuite, sur la répartition des crédits et sur le lancement de nouveaux projets. Les membres du CS ont toujours répondu présent et apportent beaucoup à la dynamique globale du projet.

     

    L’assemblée des responsables de Work-Package

    Chercheurs des laboratoires partenaires, les responsables de work-package se réunissent deux fois par an avant et après le conseil scientifique. Ils assurent la coordination et l’animation scientifique. Ils forment l’équivalent d’un conseil de laboratoire.

     

    La chef de projet

    Dès le début du fonctionnement d’UnivEarthS, le Bureau Exécutif a souhaité recruter (sur le budget du Labex) un(e) chef de projet pour l’aider dans ses missions et en assurer le suivi, formant ainsi la direction du projet. Eleni Chatzichristou assume cette mission depuis janvier 2017.

     

    L’équipe de communication

    L’équipe de communication met en valeur les projets et leurs résultats scientifiques, construisant ainsi l’image du Labex en suivant les décisions de la direction d’UnivEarthS. Cette équipe est composée des trois responsables de communication des laboratoires fondateurs : responsable en cours de nomination pour AIM, Jean-Luc ROBERT (APC) et Joël DYON (IPGP). Pour mettre en place les actions décidées, une chargée de communication est recrutée sur le budget d’UnivEarthS. Il s’agit depuis mai 2015 de Clémence EPITALON.

     

    Archives de la gouvernance

  • Dans le cadre du grand emprunt national de 2010, le gouvernement français lance le programme « Investissements d’avenir » pour que le pays se place à la pointe de l’innovation. Une enveloppe de 35 milliards d’euros est réservée à ce programme.

    Parmi les appels à projets lancés par le gouvernement, l’appel LabEx (Laboratoire d’Excellence) a pour objectif de doter de moyens significatifs les unités de recherche ayant une visibilité internationale, pour leur permettre de faire jeu égal avec leurs homologues étrangers, d’attirer des chercheurs et des enseignants-chercheurs de renommée internationale et de construire une politique intégrée de recherche, de formation et de valorisation de haut niveau.

    Le projet UnivEarthS est un des 100 lauréats de la vague 1 de l’appel à projets Laboratoires d’Excellence (édition 2010).

    En savoir plus sur les Labex et les Investissements d’Avenir.

 

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