Objectifs

Contexte Scientifique et structurel
Une école initiée par ResMO
Le Réseau Matières Organiques (ResMO) a été initié en 2004 par les départements EA et EFPA de l’INRA. Il vise à améliorer la coordination et les échanges entre tous les chercheurs des différents organismes (CNRS, INRA, IRD, IRSTEA) et Universités en France sur le thème des matières organiques. Le Réseau a organisé 3 séminaires (Carqueiranne 2006, Sainte Maxime 2009 et Biarritz 2013) et déjà réalisé trois Ecoles Chercheur (La Grande Motte et La Rochelle 2007, Roscoff 2012).
Lors des derniers séminaires et écoles-chercheur organisés centrés sur l’innovation et la créativité, le besoin d’outils de visualisation des résultats de la recherche est apparu important, que ce soit dans un but pédagogique (enseignement, communication au grand public, …), ou dans le but de faciliter les interactions scientifiques entre les différentes communautés.
En particulier, sont apparues nécessaires :
– la réalisation d’objets physiques représentant scientifiquement les objets naturels pouvant être échangés entre laboratoires ;
– la visualisation, au travers de films d’animation, du devenir de molécules dans les milieux complexes, de leurs interactions et de leur mobilité.

Une école en adéquation avec les priorités de recherche nationales
Les objectifs VIZMO sont en adéquation directe avec les ambitions formulées lors de la Prospective SIC 2007 et réaffirmées lors des séminaires ResMO, en particulier le dernier à Biarritz (2013). Parmi les principaux axes auxquels se rattache cette Ecole Chercheur :
– Déterminer la réactivité et la stabilité des matières organiques.
– Evaluer l’importance relative des différents processus et borner leur variabilité spatio-temporelle.
– Développer en synergie des capteurs géophysiques, géochimiques et biologiques, pour proposer des plateaux expérimentaux biophysicochimiques et les mesures associées à différentes échelles et pour promouvoir les approches couplées expérimentation-modélisation.
– Modéliser à l’échelle des processus élémentaires.

Outre son caractère interdisciplinaire et très transversal, ce projet d’Ecole Chercheur et très novateur, puisqu’il fait appel à des techniques qui ne sont pas encore exploitées dans notre communauté scientifique, mais qui se développent dans de nombreux domaines. Il vise donc l’appropriation de nouvelles approches de modélisation et de visualisation 3 D, utilisées dans d’autres domaines scientifiques (médical, archéologie…) en vue d’acquérir de nouvelles connaissances sur l’interaction de matières organiques et leur environnement.

Une école interdisciplinaire, pour brasser les communautés scientifiques
Les recherches sur les matières organiques concernent des communautés disciplinaires variées : physique, chimie, biologie, sciences de la Terre, océanographie, sciences du climat, hydrologie, pétrochimie, archéologie… Ainsi, les questions scientifiques concernées par les développements innovants promus par cette école sont très variés : qualité des eaux, agronomie, changements climatiques, cycles des éléments, nutrition des plantes, réacteurs biologiques… Le projet permettra aux acteurs, dans leur diversité, de se rencontrer autour d’un projet novateur.

L’idée générale de ce projet est le transfert de compétences depuis d’autres champs disciplinaires vers ceux touchant aux matières organiques dans l’environnement. Néanmoins, certains collègues exploitant déjà des outils de visualisation et de modélisation, ils seront approchés pour partager leur expérience, soit de manière formelle, soit au cours d’échanges informels. Certaines des technologies nécessaires aux différentes visualisations font appel à d’autres communautés, qui ne sont pas représentées dans le réseau ResMO, mais qui sont en fort développement aujourd’hui : les FabLab par exemple, ou encore les outils informatiques de modélisation, avec interface utilisateur conviviale. Le projet permettra donc également de tisser des liens avec d’autres communautés scientifiques ayant déjà utilisé ces approches. Des disciplines non impliquées dans le réseau ResMO (notamment Sciences Sociales) seront sollicitées dans le cadre d’apports de connaissances.

Une école à Orléans
L’ambition de cette école amène des contraintes structurelles sur la disponibilité de techniques de caractérisation, de visualisation et d’impression 3d, ainsi que sur les expertises dans le domaine des représentations. Le campus orléanais réunit l’ensemble des compétences et techniques nécessaires au succès de cette école. Le parc analytique de caractérisation 3d sera constitué des microtomographe de l’ISTO et du Centre d’Imagerie du Petit Animal (CIPA). Nous disposerons du ToF-SIMS du CRMD et des compétences de Roland Benoît. Le Laboratoire d’Informatique Fondamentale d’Orléans apportera son expertise sur les outils de visualisation des données scientifiques. L’Ecole Supérieure d’Art et de Design est sollicitée pour nourrir la réflexion sur le sens donné aux représentations. Enfin, nous investirons le tout nouveau FabLab orléanais pour produire des objets par impression 3d.

Objectifs scientifiques
L’objectif principal est de développer les connaissances sur les interactions que nouent les matières 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 représentation physique ou virtuelle. Par exemple, la fabrication de modèles 3D d’associations MO-matières minérales-décomposeurs reproduisant les propriétés structurales de milieux complexes permettrait de produire des objets identiques qui pourraient être utilisés dans différents laboratoires pour des expérimentations variées (porosité, mobilité de l’eau, réactivité et/ou transfert des polluants, écotoxicologie/biodisponibilité, dégradation des matières organiques, attaques par des enzymes, etc).
Par l’appropriation de techniques transférées d’autres communautés, nous espérons également accéder à des mesures sur les interactions qui étaient jusqu’à présent inaccessibles à la communauté.
L’école produira par ailleurs un état des lieux des connaissances sur la modélisation numérique et analogique et sur le potentiel de création d’objets (échelles, structures, matières…).
Enfin, la production d’objets de référence autorisant des expérimentations en fonction des sujets de recherche des participants sera essentielle à la compréhension du rôle, des fonctions, de la réactivité des matières organiques des sols, des eaux, des sédiments, …

Objectifs stratégiques
Les objectifs sont :
(1) de promouvoir de nouvelles collaborations pouvant déboucher sur des projets de recherche.
(2) de poursuivre l’effort du Réseau à structurer la communauté et favoriser les échanges en son sein.
(3) de développer des interactions et interfaces avec d’autres disciplines pour générer des passerelles innovantes.
Les objets (physiques ou virtuels) produits durant l’école ou dans sa continuité sur les bases acquises pendant l’école, permettront aux participants de partager leur représentation des concepts et objets avec des collègues d’autres disciplines (visualisation des avancées de la recherche dans un contexte pluridisciplinaire). Ils sont également destinés à favoriser le dialogue science/société (communication au grand public des avancées de nos recherches) par la production d’objets à la fois pédagogiques et scientifiquement robustes. L’école a donc vocation à développer des outils de médiation scientifique dans leur dimension la plus large.
Enfin, l’ambition de l’Ecole, à travers cette demande de soutien, est d’obtenir une co-labellisation INRA/CNRS, le financement de l’INRA étant déjà acquis (FP, EA et EFPA). Une convention entre les établissements est d’ailleurs en cours de rédaction.

Objectifs de formation
1- Partager les nouveaux outils innovants de modélisation et de visualisation physique et virtuelle en vue de les utiliser pour traiter de nouvelles questions de recherche dans le domaine des Matières Organiques,
2- Connaître les démarches et méthodes de modélisation des interactions et de visualisation physique et virtuelle,
Le dispositif école est un dispositif approprié puisqu’il permettra à une communauté scientifique interdisciplinaire de réfléchir ensemble au développement de nouvelles approches de modélisation en vue d’acquérir de nouvelles connaissances. Le regroupement des acteurs (participants et intervenants) dans un lieu unique sur une période contrainte favorisera les interactions à travers des discussions formelles et informelles. La diversité des modalités pédagogiques mises en place (cf. infra) appuie et le « dispositif école » au-delà des schémas classiques.

Public concerné
L’Ecole s’adresse prioritairement à la communauté qui s’identifie au Réseau Matières Organiques qui affiche une certaine fidélité aux rendez-vous proposés par le Réseau. Le succès des rendez-vous précédents constitue une garantie de succès sur cette nouvelle école, d’autant plus que la présente école répond aux besoins identifiés lors d’exercices de prospective et de brainstorming antérieurs (cf. supra).
– Prioritairement : Chercheurs, doctorants, ingénieurs du réseau RESMO intéressés par de nouvelles approches de modélisation
– Secondairement : Scientifiques intéressés par le sujet, notamment les sciences sociales, ingénierie, spécialistes de l’innovation…

Modalités pédagogiques et aspects innovants
Le programme sera articulé autour d’apports théoriques par des experts d’autres communautés scientifiques ou disciplinaires qui définiront les grands principes de leurs outils et approches (1/3) mais également de séquences d’appropriation (2/3): ateliers en sous-groupes (prévoyant ou non des travaux dirigés), cas pratiques/initiations devant machine (instruments de caractérisation, outils de visualisation) devant déboucher sur la production d’objets physiques ou virtuels, réflexions collectives (concepts, démarches…), co-construction de projets innovants (de la définition du concept, en passant par la démarche, la réalisation, l’analyse et la vulgarisation). Nous nous appuierons sur les dispositifs innovants en termes de pédagogie et de co-construction qui ont été présentés lors de l’Ecole Chercheur de Roscoff et mis en pratique lors du séminaire de Biarritz.

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