Financé par le Programme Prioritaire de Recherche « Océan & Climat », le projet MEDIATION cible deux questions cruciales : comment les changements océaniques globaux impactent-ils le fonctionnement des écosystèmes marins régionaux, et comment évaluer efficacement l’effet d’éventuelles mesures d’adaptation et de préservation du milieu ? La réponse est peut-être dans la création d’un jumeau numérique océanique assez robuste et efficace pour l’étude et les prévisions.
Des modèles numériques biogéochimiques performants pour comprendre et prévoir
Notre compréhension des cycles biogéochimiques et de la dynamique des écosystèmes marins dans l’océan se heurtent encore à de nombreux verrous scientifiques. Qui plus est dans un océan qui change, à la fois impacté par le réchauffement climatique et par les nombreuses pressions anthropiques subies en particulier sur ses ressources.
Ces dernières décennies, de nombreux modèles numériques ont été développés par la communauté pour tenter de reproduire certaines caractéristiques biogéochimiques de l’océan observées in-situ. Mais la très grande diversité du vivant incluant plusieurs dizaines de groupes planctoniques différents, ou encore les nombreux paramètres (physiques, biologiques ou chimiques) qui entrent en jeu dans la variabilité temporelle et spatiale des écosystèmes marins, ont rendu certains modèles très complexes, avec un nombre de variables très conséquents.
Dans ce contexte, le projet MEDIATION (pour MEthodological Developments for a robust and efficient dIgitAl TwIn of the OceaN) qui a débuté en septembre 2022 a pour ambition de développer de nouvelles méthodologies pour parvenir à configurer un jumeau numérique de l’océan robuste et efficace de l’océan du vivant. Son objectif est de réussir à combiner, de manière optimale, différents types de modèles, différentes simulations et un large panel d’observations dans un nouveau modèle numérique innovant dédié à l’étude et à la prévision des éléments biogéochimiques au sein d’un océan dynamique.
Un projet pluridisciplinaire et une méthodologie innovante
Le projet s’appuiera sur des méthodologies performantes, robustes et innovantes afin de simuler le devenir des différents écosystèmes marins soumis à des pressions directes (pêche et aquaculture, gestion côtière) ou indirectes (impact du changement climatique sur le climat régional, occupation des terres continentales, exportation de matériaux vers la mer). Les simulations couvriront l’intégralité du littoral métropolitain français, avec une attention particulière sur le Golfe de Gascogne pour ce qui est notamment des activités liées à la pêche, et la mer Méditerranée pour ce qui a trait à la biodiversité.
Le projet est porté par les équipes scientifiques de l’INRIA, du SHOM et de l’IRD avec les contributions des universités d’Aix Marseille et Grenoble Alpes, du CNRS, d’Ifremer, de l’INP Toulouse, de l’IMT Atlantique et de Météo-France. MEDIATION alliera des développements méthodologiques en sciences du numérique (prise en compte des incertitudes, calcul haute performance et intelligence artificielle) à des avancées sur la modélisation des processus physiques, biogéochimiques et biologiques de l’océan.
Évaluer les pressions sur l’océan et partager les connaissances
Ensemble, les scientifiques du projet vont définir au mieux le niveau de complexité́ nécessaire des chaines de modélisation pour évaluer la réponse des écosystèmes à différents scenarii. Leur objectif est aussi de mieux quantifier, pour les réduire, les incertitudes des modèles et des projections qu’elles fournissent, tout en essayant de diminuer les temps d’exécution des simulations numériques et ainsi réduire l’empreinte carbone numérique. Les coûts de production de ces modèles devront en effet être raisonnables sans compromettre leur fiabilité.
En complément, dans une démarche de partage et de co-construction de la science avec la société, le projet doit permettre à des non-experts de tester les scénarios de manière interactive pour évaluer l’impact des mesures d’adaptation et d’atténuation. Les résultats des différentes simulations devront être accessibles à tous pour faire consensus face aux mesures à prendre en urgence dans le contexte de la crise actuelle. Ce point est crucial pour que des solutions réellement viables puissent être mises en place, et qu’elles soient acceptées par les décideurs politiques et les gouvernances internationales.
Le projet MEDIATION répond ainsi à deux défis du PPR « Océan & Climat » : d’une part, développer des programmes d’observation et de modélisation innovants, pluridisciplinaires, multi-paramètres, multi-échelles et multi-acteurs ; et d’autre part, concrétiser la mise en œuvre d’un outil innovant capable d’éclairer les décideurs, et de faire émerger les solutions en faveur de l’exploitation durable de ses ressources.
