{"id":6531,"date":"2021-04-21T12:00:55","date_gmt":"2021-04-21T10:00:55","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=6531"},"modified":"2021-12-20T11:49:04","modified_gmt":"2021-12-20T10:49:04","slug":"des-pollens-pour-reconstruire-le-climat-un-nouveau-projet-spark","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/04\/des-pollens-pour-reconstruire-le-climat-un-nouveau-projet-spark\/","title":{"rendered":"Des pollens pour reconstruire le climat : un nouveau projet Spark"},"content":{"rendered":"\n
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La pal\u00e9oclimatologie<\/a> \u2014 \u00e9tude des climats pass\u00e9s \u00e0 partir d\u2019enregistrements s\u00e9dimentologiques \u2014 pourrait-elle fournir des outils cruciaux pour tester nos mod\u00e8les de pr\u00e9vision de changements climatiques\u2009? Le nouveau projet SPARK<\/a> \u00ab\u00a0More uncertainties for more certainty: using uncertainties to\u00a0connect fossil pollen records in space and time and better reconstruct past climate dynamics\u00a0\u00bb<\/em> rel\u00e8ve ce d\u00e9fi.\u00a0<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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De gauche \u00e0 droite : Manuel Chevalier et Fabio Oriani<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Manuel Chevalier<\/a>, qui a con\u00e7u le projet, nous explique ses motivations et ses ambitions. \u00c0 l\u2019Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST), Fabio Oriani<\/a> sera responsable de d\u00e9velopper le projet.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Quel est l\u2019objectif principal de votre projet Spark\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> Notre but est de reconstituer la variabilit\u00e9 pass\u00e9e du climat. Pour cela, nous allons d\u00e9velopper une m\u00e9thode peu conventionnelle d\u2019analyse de pollen fossile. Les premi\u00e8res analyses de ce type<\/a> remontent au d\u00e9but des ann\u00e9es 1970 . Et bien que les m\u00e9thodes d\u2019analyse aient largement \u00e9volu\u00e9 depuis, l\u2019approche conceptuelle de la reconstitution climatique, n\u2019a quant \u00e0 elle pas chang\u00e9 : chaque enregistrement (chaque \u00e9chantillon de pollen m\u00eame !) est consid\u00e9r\u00e9 ind\u00e9pendamment des autres. Les reconstitutions dites \u00ab ponctuelles \u00bb produites sont g\u00e9n\u00e9ralement associ\u00e9es \u00e0 l\u2019endroit o\u00f9 les s\u00e9diments ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9lev\u00e9s. Or les \u00e9chantillons de pollens fossiles ne fournissent pas un enregistrement unique et pr\u00e9cis, tel un thermom\u00e8tre ou un pluviom\u00e8tre dans votre jardin. Les \u00e9chantillons de pollens fossiles sont des traces de la biodiversit\u00e9 v\u00e9g\u00e9tale pr\u00e9sente et de sa dynamique pour un certain laps de temps et une certaine r\u00e9gion \u2014 plus particuli\u00e8rement toute la r\u00e9gion d\u2019o\u00f9 peuvent provenir les grains de pollen observ\u00e9s dans les s\u00e9diments \u2014 et ne peuvent donc pas \u00eatre trait\u00e9s ind\u00e9pendamment. <\/p>\n\n\n\n

L\u2019objectif central de ce projet Spark est donc de d\u00e9velopper un mod\u00e8le d\u2019analyse statistique capable de prendre en compte ces caract\u00e9ristiques spatiales (le \u00ab bassin d\u2019attraction pollinique \u00bb de chaque enregistrement) et de les utiliser \u00e0 bon escient. Nous produirons ainsi des reconstitutions climatiques spatialis\u00e9es, \u00e0 partir d\u2019enregistrements polliniques fossiles ponctuels. <\/p>\n\n\n\n

L\u2019instrument Spark soutient des projets originaux et \u00e0 fort impact. En quoi votre projet poss\u00e8de-t-il ces qualit\u00e9s\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> Int\u00e9grer l\u2019information spatiale et temporelle des enregistrements polliniques dans la reconstitution du climat : c\u2019est l\u2019innovation centrale de ce projet. Cette approche est r\u00e9solument \u00e0 contre-courant de ce qui se fait depuis un demi-si\u00e8cle. <\/p>\n\n\n\n

Les m\u00e9thodes d\u2019analyse classiques tendent plut\u00f4t \u00e0 minimiser ces effets spatio-temporels. Ici au contraire, nous allons essayer d\u2019en extraire le plus d\u2019informations possible. Outre l\u2019avantage de produire une mod\u00e9lisation plus proche de la r\u00e9alit\u00e9, cette approche va permettre de \u00ab connecter \u00bb les reconstitutions entre elles. Ainsi, lorsque leurs bassins d\u2019attraction se chevauchent, nous pourrons cr\u00e9er les premi\u00e8res reconstitutions climatiques continues et spatialis\u00e9es, et ainsi produire des reconstitutions \u00e0 large \u00e9chelle \u00ab sans trous \u00bb. <\/p>\n\n\n\n

Une fois le mod\u00e8le d\u00e9velopp\u00e9, l\u2019objectif est \u00e0 moyen terme de cr\u00e9er une nouvelle g\u00e9n\u00e9ration de reconstitutions pal\u00e9oclimatiques plus robustes un peu partout dans le monde. Cela nous aidera \u00e0 mieux comprendre la dynamique pass\u00e9e du climat et ainsi mieux appr\u00e9hender les changements climatiques qui nous attendent dans les prochaines d\u00e9cennies.<\/p>\n\n\n\n

Quel sera le principal d\u00e9fi de ce projet et quelles sont vos forces pour le relever\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> Ce projet est complexe pour de nombreuses raisons. Le probl\u00e8me principal que l\u2019on va rencontrer va probablement \u00eatre li\u00e9 \u00e0 la d\u00e9finition d\u2019un mod\u00e8le qui va bien prendre en compte les caract\u00e9ristiques spatiales des enregistrements polliniques. Nous allons devoir trouver un bon \u00e9quilibre entre une trop grande complexit\u00e9 \u2014 qui rendrait notre m\u00e9thode peu g\u00e9n\u00e9ralisable (et possiblement trop gourmande en temps de calcul !) \u2014 et une trop faible complexit\u00e9 \u2014 qui ne permettrait pas ce saut conceptuel entre reconstitution ponctuelle et reconstitution spatialis\u00e9e. <\/p>\n\n\n\n

Fabio et moi allons donc attaquer le probl\u00e8me avec des comp\u00e9tences diff\u00e9rentes, mais compl\u00e9mentaires, ce qui devrait nous permettre de trouver la bonne formule ! Fabio a une bonne connaissance des m\u00e9thodes de mod\u00e9lisation spatiale, ce qui va nous permettre d\u2019\u00e9laborer une approche statistique avanc\u00e9e. De mon c\u00f4t\u00e9, mon exp\u00e9rience des reconstitutions climatiques ponctuelles et des donn\u00e9es polliniques va nous permettre de structurer l\u2019information a priori<\/em> pour informer les mod\u00e8les et d\u2019assurer que les r\u00e9sultats sont coh\u00e9rents d\u2019un point de vue pal\u00e9oenvironnemental.<\/p>\n\n\n\n

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Les enregistrements polliniques existants dans le monde (gauche) et les reconstitutions climatiques qui en sont d\u00e9riv\u00e9es (droite) sont r\u00e9partis de mani\u00e8re tr\u00e8s h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne entre diff\u00e9rentes r\u00e9gions. Notre projet permettra de produire des reconstitutions dans ces r\u00e9gions sous-repr\u00e9sent\u00e9es, avec un premier accent sur l\u2019Afrique et l\u2019Am\u00e9rique du Sud (en vert).<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Comment le projet a-t-il vu le jour\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> La premi\u00e8re fois que j\u2019ai eu cette id\u00e9e \u2014 ou en tout cas une des versions de cette id\u00e9e \u2014 date d\u2019il y a quelques ann\u00e9es d\u00e9j\u00e0. Je regardais une carte de tous les enregistrements polliniques fossiles en Europe dans le but d\u2019effectuer des reconstitutions. Le constat le plus \u00e9vident \u00e9tait que certaines zones avaient une densit\u00e9 de points plut\u00f4t \u00e9lev\u00e9e et d\u2019autres plut\u00f4t clairsem\u00e9es. Il me fallait donc trouver une fa\u00e7on de \u00ab cr\u00e9er de l\u2019information<\/em> \u00bb l\u00e0 o\u00f9 il n\u2019y en avait pas, afin de produire des reconstitutions homog\u00e8nes dans ma zone d\u2019\u00e9tude. <\/p>\n\n\n\n

Une solution est d\u2019aller faire des pr\u00e9l\u00e8vements s\u00e9dimentaires dans les r\u00e9gions sous-\u00e9chantillonn\u00e9es, et ainsi de produire ces donn\u00e9es manquantes… Mais quand on travaille \u00e0 l\u2019\u00e9chelle europ\u00e9enne, comme c\u2019est le cas pour ce projet, la logistique \u00e0 mettre en place est co\u00fbteuse en temps, en argent et en personnel ! <\/p>\n\n\n\n

Une approche alternative est de maximiser le potentiel de ce qui est d\u00e9j\u00e0 disponible en travaillant sur la mod\u00e9lisation. L\u2019avantage de d\u00e9velopper ainsi de nouvelles m\u00e9thodologies est qu\u2019elles peuvent produire des r\u00e9sultats beaucoup plus rapidement. En outre, elles peuvent servir dans d\u2019autres r\u00e9gions que l\u2019Europe et ainsi avoir un impact beaucoup plus global.<\/p>\n\n\n\n

Comment allez-vous vous assurer que ces reconstitutions dans des zones vides de donn\u00e9es polliniques soient correctes ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> Nous aurons plusieurs possibilit\u00e9s pour v\u00e9rifier nos pr\u00e9dictions climatiques. En particulier, la premi\u00e8re \u00e9tape du projet sera enti\u00e8rement d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l\u2019analyse d\u2019enregistrements de pollen modernes. L\u2019avantage de ces \u00e9chantillons modernes est que l\u2019on connait le climat qui leur est associ\u00e9. On pourra donc comparer nos reconstitutions avec la r\u00e9alit\u00e9. La m\u00eame logique s\u2019appliquera pour nos reconstitutions des r\u00e9gions sans donn\u00e9es. En utilisant le mod\u00e8le spatial avec des donn\u00e9es modernes, on pourra aussi y mesurer la pr\u00e9cision de nos reconstitutions. C\u2019est d\u2019ailleurs de cette fa\u00e7on que l\u2019on pourra affiner notre mod\u00e9lisation pour produire des r\u00e9sultats aussi proches que possible de la r\u00e9alit\u00e9, et ces r\u00e9sultats nous donneront un degr\u00e9 de confiance dans nos reconstitutions pass\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

En quoi l\u2019IDYST est-il le bon endroit pour r\u00e9aliser votre projet\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC :<\/strong> Bien que l\u2019\u00e9tude des fossiles pollens fossiles \u2014 et la reconstitution climatique associ\u00e9e \u2014 ne soit pas un axe de recherche d\u00e9velopp\u00e9 \u00e0 l\u2019IDYST, le c\u0153ur de ce projet va \u00eatre en r\u00e9alit\u00e9 tr\u00e8s technique. Pour cela, il est important d\u2019avoir une structure o\u00f9 nous pourrons trouver un support adapt\u00e9. Je me suis donc tout naturellement adress\u00e9 au Prof. Mari\u00e9thoz pour lui proposer de nous accueillir dans l\u2019\u00e9quipe GAIA<\/a>. Son expertise dans le d\u00e9veloppement de m\u00e9thodes stochastiques pour caract\u00e9riser la variabilit\u00e9 spatiale et temporelle des syst\u00e8mes naturels est un atout pour le projet. Fabio et moi avons travaill\u00e9 \u00e0 l\u2019IDYST depuis plusieurs ann\u00e9es maintenant et nous savons comment fonctionne l\u2019institut. Nous n\u2019avons aucun doute que c\u2019est un excellent endroit pour r\u00e9aliser ce projet. Du point de vue technique, le d\u00e9partement nous fournit aussi les ressources computationnelles n\u00e9cessaires pour calibrer des mod\u00e8les statistiques complexes et mettre en place des strat\u00e9gies de big data.<\/p>\n\n\n\n

En quoi ce projet est-il important pour vous\u2009?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

MC:<\/strong> Pour plusieurs raisons. Tout d\u2019abord, c\u2019est la premi\u00e8re fois que je r\u00e9alise un projet avec mes propres fonds et c\u2019est pour moi une grande fiert\u00e9 de pouvoir d\u00e9velopper ma propre recherche. Ce projet va me permettre de d\u00e9velopper et tester un mod\u00e8le unique de reconstitutions spatialis\u00e9es dans diff\u00e9rentes conditions afin de comprendre les conditions dans lesquelles il est le plus performant. <\/p>\n\n\n\n

De fa\u00e7on plus g\u00e9n\u00e9rale, ce projet repr\u00e9sente pour moi la premi\u00e8re pierre d\u2019un objectif de recherche plus large et que je veux d\u00e9velopper au cours des prochaines ann\u00e9es. Un de mes axes de recherche est de reconstruire l\u2019histoire du climat dans des r\u00e9gions o\u00f9 elle est g\u00e9n\u00e9ralement manquante. En particulier, les r\u00e9gions tropicales de l\u2019Afrique et l\u2019Am\u00e9rique du Sud sont largement sous-\u00e9tudi\u00e9es, malgr\u00e9 leur importance dans la r\u00e9gulation du climat global. D\u00e9crire de mani\u00e8re robuste le pal\u00e9oclimat dans ces r\u00e9gions va avoir un impact significatif sur notre compr\u00e9hension de la dynamique du climat tropical, et par extension du climat mondial. <\/p>\n\n\n\n

Nos reconstitutions serviront \u00e9galement \u00e0 tester les mod\u00e8les pr\u00e9dictifs actuels, qui tentent d\u2019estimer les changements climatiques dans les ann\u00e9es et d\u00e9cades \u00e0 venir. Nous serons en mesure de comparer \u00e0 large \u00e9chelle nos simulations pal\u00e9oclimatiques avec ces mod\u00e8les pr\u00e9dictifs. En identifiant o\u00f9 et quand les donn\u00e9es fossiles et les mod\u00e8les pr\u00e9dictifs concordent, ou ne concordent pas, nous mettrons en \u00e9vidence les forces et les faiblesses de ces mod\u00e8les et pourrons ainsi affiner notre capacit\u00e9 \u00e0 mieux pr\u00e9dire les changements climatiques futurs.<\/p>\n\n\n\n

Pour aller plus loin<\/h5>\n\n\n\n