Direction des ressources humaines

Service Formation et Itinéraires Professionnels

Nouvelles approches de modlisation et de visualisation des matires organiques et de leurs interactions dans lenvironnement
Code : 1508046

Lieu : Nouan le Fuzelier (41)
Date : 15/03/2015 au 19/03/2015 (4 jours)

RESPONSABLE SCIENTIFIQUE Principal :
JACOB Jrmy
Code laboratoire : UMR 7327
Adresse : Campus Gosciences, 1A rue de la Frollerie, 45071 Orlans
Téléphone : 0611425316
Mel :
CONSEILLER FORMATION :
DAUBIN Jeanine
Délégation : DR08
Téléphone : 02 38 25 76 15
Mel :
NOMBRE TOTAL DE PARTICIPANTS PREVU :
30
Situation scientifique :
Le Rseau Matires Organiques a t initi en 2004 par les dpartements EA et EFPA de lINRA. Il vise amliorer la coordination et les changes entre tous les chercheurs des diffrents organismes (CNRS, INRA, IRD, IRSTEA) et Universits en France sur le thme des matires organiques. Le Rseau a organis 3 sminaires (Carqueiranne 2006, Sainte Maxime 2009 et Biarritz 2013) et dj ralis trois Ecoles Chercheur (La Grande Motte et La Rochelle 2007, Roscoff 2012).

Lors des derniers sminaires et coles-chercheur (auxquels ont particip un grand nombre de chercheurs CNRS) centrs sur linnovation et la crativit, le besoin doutils de visualisation des rsultats de la recherche est apparu important pour les membres de ResMO, que ce soit dans un but pdagogique (enseignement, communication au grand public, ), ou dans le but de faciliter les interactions scientifiques entre les diffrentes communauts.

En particulier, sont apparues ncessaires :
- la ralisation dobjets physiques reprsentant scientifiquement les objets naturels pouvant tre changs entre laboratoires ;
- la visualisation, au travers de films danimation, du devenir de molcules dans les milieux complexes, de leurs interactions et de leur mobilit.

Les objectifs de cette cole sont en adquation directe avec les ambitions formules lors de la Prospective SIC 2007 et raffirmes lors des sminaires ResMO, en particulier le dernier Biarritz (2013). Parmi les principaux axes auxquels se rattache cette Ecole Chercheur :
- Dterminer la ractivit et la stabilit des matires organiques.
- Evaluer limportance relative des diffrents processus et borner leur variabilit spatio-temporelle.
- Dvelopper en synergie des capteurs gophysiques, gochimiques et biologiques, pour proposer des plateaux exprimentaux biophysicochimiques et les mesures associes diffrentes chelles et pour promouvoir les approches couples exprimentation-modlisation.
- Modliser lchelle des processus lmentaires.

Outre son caractre interdisciplinaire et trs transversal, ce projet dEcole Chercheur et trs novateur, puisquil fait appel des techniques qui ne sont pas encore exploites dans notre communaut scientifique, mais qui se dveloppent dans de nombreux domaines. Il vise donc lappropriation de nouvelles approches de modlisation et de visualisation 3 D, utilises dans dautres domaines scientifiques (mdical, archologie) en vue dacqurir de nouvelles connaissances sur linteraction de matires organiques et leur environnement.

Les recherches sur les matires organiques concernent des communauts disciplinaires varies : physique, chimie, biologie, sciences de la Terre, ocanographie, sciences du climat, hydrologie, ptrochimie, archologie Ainsi, les questions scientifiques concernes par les dveloppements innovants promus par cette cole sont trs varis : qualit des eaux, agronomie, changements climatiques, cycles des lments, nutrition des plantes, racteurs biologiques Le projet permettra aux acteurs, dans leur diversit, de se rencontrer autour dun projet novateur.
Certaines des technologies ncessaires aux diffrentes visualisations font appel dautres communauts, qui ne sont pas reprsentes dans le rseau ResMO, mais qui sont en fort dveloppement aujourdhui : les FabLab par exemple, ou encore les outils informatiques de modlisation, avec interface utilisateur conviviale. Le projet permettra donc galement de tisser des liens avec dautres communauts scientifiques ayant dj utilis ces approches. Des disciplines non impliques dans le rseau ResMO (notamment Sciences sociales) seront sollicites dans le cadre dapports de connaissances.
Conséquences attendues :
Objectifs scientifiques
Lobjectif principal est de dvelopper les connaissances sur les interactions que nouent les matires organiques dans leur environnement en faisant en sorte que les participants se saisissent de nouvelles approches et des techniques innovantes qui leur permettent de visualiser ces interactions sous forme de reprsentation physique ou virtuelle. Par exemple, la fabrication de modles 3D dassociations MO-matires minrales-dcomposeurs reproduisant les proprits structurales de milieux complexes permettrait de produire des objets identiques qui pourraient tre utiliss dans diffrents laboratoires pour des exprimentations varies (porosit, mobilit de leau, ractivit et/ou transfert des polluants, cotoxicologie/biodisponibilit, dgradation des matires organiques, attaques par des enzymes, etc).
Par lappropriation de techniques transfres dautres communauts, nous esprons galement accder des mesures sur les interactions qui taient jusqu prsent inaccessibles la communaut.
Lcole produira par ailleurs un tat des lieux des connaissances sur la modlisation numrique et analogique et sur le potentiel de cration dobjets (chelles, structures, matires).
Enfin, la production dobjets de rfrence autorisant des exprimentations en fonction des sujets de recherche des participants sera essentielle la comprhension du rle, des fonctions, de la ractivit des matires organiques des sols, des eaux, des sdiments,

Objectifs stratgiques
Les objectifs sont
(1) de promouvoir de nouvelles collaborations pouvant dboucher sur des projets de recherche.
(2) de poursuivre leffort du Rseau structurer la communaut et favoriser les changes en son sein.
(3) de dvelopper des interactions et interfaces avec dautres disciplines pour gnrer des passerelles innovantes.

Les objets (physiques ou virtuels) produits durant lcole ou dans sa continuit sur les bases acquises pendant lcole, permettront aux participants de partager leur reprsentation des concepts et objets avec des collgues dautres disciplines (visualisation des avances de la recherche dans un contexte pluridisciplinaire). Ils sont galement destins favoriser le dialogue science/socit (communication au grand public des avances de nos recherches) par la production dobjets la fois pdagogiques et scientifiquement robustes. Lcole a donc vocation dvelopper des outils de mdiation scientifique dans leur dimension la plus large.

Objectifs de formation
- Partager les nouveaux outils innovants de modlisation et de visualisation physique et virtuelle en vue de les utiliser pour traiter de nouvelles questions de recherche dans le domaine des Matires Organiques,
- Connatre les dmarches et mthodes de modlisation des interactions et de visualisation physique et virtuelle,
Le dispositif cole est un dispositif appropri puisquil permettra une communaut scientifique interdisciplinaire de rflchir ensemble au dveloppement de nouvelles approches de modlisation en vue dacqurir de nouvelles connaissances. Le regroupement des acteurs (participants et intervenants) dans un lieu unique sur une priode contrainte favorisera les interactions travers des discussions formelles et informelles. La diversit des modalits pdagogiques mises en place (cf. infra) appuie et le "dispositif cole" au-del des schmas classiques.


















Grands axes du programme :
1) Apprcier limportance du sens donn aux reprsentations par objets virtuels ou rels des fins de mdiation scientifique ou de relations science/socit

a- Dfinir les critres qui relient lobjet sa reprsentation et en garantissent le sens
b- Passer de la reprsentation des donnes et des concepts la reprsentation de la ralit

2) Dterminer les tapes permettant de passer de la caractrisation la visualisation et limpression de donnes 3D

a- Dfinir les lois qui rgissent les interactions des matires organiques avec leur environnement
b- Prsentation des techniques de caractrisation permettant de disposer de donnes spatialise ou localises
c- Transmission des donnes de caractrisation la visualisation 3D (dmarches + techniques)
d- Production de reprsentations 3d
e- Exploitation des donnes spatialises
Modalités pédagogiques :
Le programme sera articul autour dapports thoriques par des experts dautres communauts scientifiques ou disciplinaires qui dfiniront les grands principes de leurs outils et approches (1/3) mais galement de squences dappropriation (2/3): ateliers en sous-groupes (prvoyant ou non des travaux dirigs), cas pratiques/initiations devant machine (instruments de caractrisation, outils de visualisation) devant dboucher sur la production dobjets physiques ou virtuels, rflexions collectives (concepts, dmarches), co-construction de projets innovants (de la dfinition du concept, en passant par la dmarche, la ralisation, lanalyse et la vulgarisation). Nous nous appuierons sur les dispositifs innovants en termes de pdagogie et de co-construction qui ont t prsents lors de lEcole Chercheur de Roscoff et mis en pratique lors du sminaire de Biarritz.

Supports pdagogiques :
Les supports seront adapts en fonction du programme finalis (diaporamas, posters, films, ). Ils pourront tre diffuss sous cl USB ou mis disposition sur un espace partag. La mise disposition par le CNRS dune espace collaboratif sous CoRE (comme cela a t fait pour le sminaire de Biarritz) simplifierait ces questions de mise disposition du matriel pdagogique et aurait lavantage de poursuivre lappropriation par les personnels de ces outils innovants.

Publication de documents ? (lesquels et sous quelle forme ?)
Un ouvrage rassemblant les prsentations et les travaux raliss dans le cadre des ateliers pourra tre propos en vue de diffuser plus largement les concepts et dmarches. Considrant les cots de ralisation dun support papier, nous envisageons la production dun document lectronique de synthse de lEcole.