Passage obligé pour les collégiens avant leur passage en lycée, le stage d’observation doit leur permettre de découvrir le milieu professionnel sous différentes formes. A l’IPSL nous leur faisons découvrir le monde universitaire et de la recherche, en allant à la rencontre de toutes les personnes qui font la vie des laboratoires, techniciens, administratifs, ingénieurs, chercheurs et enseignants-chercheurs. Du 13 au 17 décembre 2021, l’IPSL a reçu 8 collégiens issus de collèges parisiens et franciliens sur le site de Sorbonne Université, Campus Pierre et Marie Curie. Ainsi, nous avons proposé a proposé à Anouck, Anne-Gabriella, Chloë, Elina, Léo, Sophie et les deux Valentin un programme varié offrant une approche de plusieurs thèmes de recherche de l’IPSL auquel tous les laboratoires IPSL de SU ont participé, mais aussi de l’université.

Un grand merci à toutes les personnes qui ont donné un peu de leur temps pour accueillir les élèves et leur expliquer leur parcours et leur travail au quotidien :

IPSL (Institut Pierre-Simon Laplace) : Patricia Cadule, Tiphaine Claveau, Isabelle Genau, Rachid Koufache, Marie Pinhas, Valérie Sabouraud

LATMOS (Laboratoire ATMosphères, Observations Spatiales) : Rimal Abeed, Marie Bouillon, Lola Falletti, Nadir Guendouz, Ludivine Oruba, Camille Viatte

LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique) : Venance Journé

LOCEAN (Laboratoire d’Océanographie et du Climat – Expérimentations et Approches Numériques) : Clara Azarian, Jérôme Demange, Francesco D’Ovidio, Nicolas Dumesnil, Gina Fifani, Christophe Herbaut, Christophe Hourdin, Dmitry Khvorostyanov, Sara Labrousse, Anne-Marie Lézine

METIS (Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols) : Hélène Blanchoud, Aurélie Goutte, Etienne Marchand

Lundi 13 décembre

A 10 h, Anne-Gabriella, Anouck, Chloë, Elina, Léo, Sophie et les deux Valentin sont accueillis par le service de communication de l’IPSL (Isabelle, Marie et Tiphaine). Après une présentation de chacune d’entre nous, nous expliquons à nos 8 stagiaires ce qu’est l’Institut Pierre-Simon Laplace, son histoire, son rôle et son fonctionnement. Puis, nous partons tous visiter le campus Pierre et Marie Curie, souvent une première découverte de l’université pour les élèves.

Place à la science !

Ludivine Oruba, maître de conférences Sorbonne Université au LATMOS, présente son long parcours académique (classes préparatoires aux grandes écoles, Ecole normale supérieure, agrégation de  sciences physiques, doctorat de météorologie) puis professionnel (agrégée préparatrice à l’ENS, post-doctorat puis maitre de conférences en 2017). Les recherches de Ludivine portent sur la dynamique des fluides géophysiques, tels l’atmosphère et l’océan. Son thème de recherche actuel porte sur les cyclones tropicaux, elle explique comment ils se forment et s’intensifient.

Patricia Cadule est ingénieure de recherche CNRS à l’IPSL, spécialisée dans la modélisation des interactions entre système climatique et cycle du carbone. Elle a sensibilisé les élèves aux interactions entre CO² et végétation, au rôle du carbone dans le changement climatique, notamment dans les océans, mise en pratique avec une expérience sur l’acidification des océans.

La seconde moitié de l’après-midi est consacrée à une discussion sur le rapport de stage à rendre début janvier.

Mardi 14 décembre

Journée hydrologie au METIS où nos 8 stagiaires sont accueillis toute la journée.

Le matin, accueil et visite du laboratoire par Hélène Blanchoud, enseignante chercheuse EPHE au laboratoire METIS-IPSL. Puis, tout le monde se dirige vers les quais de Seine pour faire des prélèvements d’eau (explication de la représentativité de l’échantillon, de l’observation de la Seine…) qui fera l’objet d’une analyse comparative en laboratoire avec de l’eau du robinet par procédé Pallintest, suivie d’une explication des critères de qualité (selon qu’il s’agit d’eau potable et d’eau pour la vie biologique). Soit 3 heures sur le terrain et en labo, de vrais scientifiques en herbe ! Bonne humeur, découverte et curiosité !

Après-midi sous le signe de l’hydrologie et de la biodiversité : Aurélie Goutte, enseignante-chercheure en sciences de la vie et de la Terre (Ecole Pratique des Hautes Etudes – METIS) propose une approche de l’écologie aquatique et de l’écotoxicologie.

Elle explique comment, pour être étudiés, les poissons sont récupérés par le principe de la pêche électrique et comment ce procédé très particulier est utilisé dans le cadre de ses recherches. Cette technique permet de cibler assez finement les poissons recherchés et d’éviter de stresser la faune et la flore proche du lieu de prélèvement.

Ensuite, Etienne Marchand (doctorant en 2e année) explique de façon très ludique son sujet de thèse aux collégiens : l’effet des polluants sur les bactéries et l’antibiorésistance dans les milieux aquatiques.

Après avoir fait une présentation d’une bactérie (structure, rôle des plasmides…), Étienne explique, en se basant sur le cas des bouses de vache, le cheminement des bactéries de l’animal au sol, puis à la rivière et finalement dans la faune aquatique. Certaines de ces bactéries deviennent alors résistantes aux antibiotiques. Les poissons en sont victimes et acteurs, malgré eux.

Mercredi 15 décembre

Lola Falletti, ingénieure de recherche calcul scientifique au LATMOS, explique aux collégiens son parcours atypique qui l’a menée à s’intéresser à la modélisation numérique.

Pendant la préparation de sa thèse en astrophysique (sur les trous noirs, obtenue en 2013 ), au cours de laquelle elle analysait de très importantes quantités de données de ses observations, Lola a mis à profit ses compétences techniques en programmation et est devenue ingénieur développeur. Elle s’est spécialisée en modélisation numérique climatique après avoir obtenu un poste à Sorbonne Université il y a 5 ans.

Lola introduit les modèles aux collégiens en précisant qu’il s’agit d’ensembles de règles logiques et mathématiques et qu’il y a autant de modèles que de problèmes à traiter. Elle présente alors la notion de modèles climatiques.

Lola a également un rôle de soutien à la recherche, elle encadre un thésard travaillant sur la modélisation des nuages martiens et développe avec lui le code indispensable à son travail de modélisation.

En milieu de matinée, Camille Viatte, chercheure CNRS au LATMOS, propose une bouffée d’air frais avec la visite de la plate-forme QUALAIR, site instrumental de recherche expérimentale installée sur le campus Pierre et Marie Curie. QUALAIR observe la variabilité chimique et dynamique de la colonne atmosphérique  et permet d’évaluer l’impact de la pollution urbaine à l’échelle régionale et les relations entre ville, santé et environnement.

Trois scientifiques du LATMOS (Marie Bouillon, post-doctorante, Rimal Abeed, doctorante et Nadir Guendouz, ingénieur de recherche) présentent ensuite IASI et donnent aux élèves des clés pour comprendre le changement climatique, ses origines et ses conséquences.

Dédié à la surveillance de la composition atmosphérique depuis l’espace, l’instrument IASI embarqué sur le satellite METOP,  étudie 28 paramètres et espèces atmosphériques dont l’ozone, la vapeur d’eau, le monoxyde de carbone, l’ammoniac…

En savoir plus sur IASI https://www.youtube.com/watch?v=PPoBgU1xPiY

Deux interventions IPSL sont prévues l’après-midi. Un institut comme l’IPSL ce sont des scientifiques, des ingénieurs, des techniciens mais pas que ! Comme dans toute entreprise ou structure publique, le personnel administratif est indispensable à son bon fonctionnement.

Valérie Sabouraud, administratrice, explique à nos 8 stagiaires la gestion de la recherche, les financements, les partenariats entre laboratoires et entreprises privées, le parcours pour travailler à l’IPSL, en externe ou en interne. Comme dans tout laboratoire de recherche, le personnel administratif est un maillon de la chaîne dans l’organisation de la recherche et participe à son bon fonctionnement.

Rachid Koufache, informaticien Sorbonne Université à l’IPSL, propose ensuite aux collégiens une découverte du centre de données de l’IPSL. Nos 8 stagiaires découvrent alors un monde inédit pour eux, au coeur du data center de l’IPSL. Le centre de données (mésocentre) de l’IPSL, c’est 5 milliards de petaflop dédiés à l’acquisition des données de tous les laboratoires IPSL et à leur stockage, une grappe de calcul intensif, des plateformes de diffusion de données scientifiques, à l’hébergement de projets. De nombreux techniciens et ingénieurs le maintiennent, l’entretiennent et le développent.

En savoir plus https://mesocentre.ipsl.fr/

Jeudi 16 décembre

Le matin, découverte du LOCEAN. Francesco d’Ovidio, chercheur CNRS en biogéochimie marine, accueille les collégiens en leur expliquant ce qu’ils vont découvrir dans ce laboratoire dédié à l’océanographie et ce qu’ils y feront pendant deux demi-journées.

Christophe Hourdin, ingénieur de recherche CNRS, est modélisateur et spécialiste des upwelling, ces remontées d’eau froide des fonds marins vers les côtes, riches en apport de nutriments. La zone d’études de prédilection de Christophe : la côte qui s’étend du Pérou au Chili en océan pacifique. Après avoir obtenu son DUT en électronique, Christophe s’est intéressé à l’informatique musicale puis à la modélisation de l’atmosphère martienne, enfin à l’océanographie.

Nos stagiaires rencontrent ensuite Sara Labrousse, jeune chercheuse biologiste, spécialisée dans l’étude des animaux marins prédateurs du pôle sud, tels que phoques et manchots. Elle intervient en particulier sur les phoques de Weddell dont elle étudie les comportements sur la banquise en tentant de répondre à certaines questions : pourquoi les phoques sont-ils présents dans certaines zones plutôt que dans d’autres ? Que font-ils sur la banquise ? Comment s’alimentent-ils ? Le vent, la température ont-ils une influence sur leur comportement ? Comment la chaine alimentaire sous la banquise évolue, notamment en lien avec le changement climatique ?… Pour étudier les phoques, Sara utilise les données des balises argos qu’elle fixe avec de la colle sur leur tête (sans risque pour les phoques qui les perdront lors de leur prochaine mue, 1 à 8 mois après la pose). Ces balises relèvent plusieurs données dont la pression, la température, la conductivité (qui détermine la salinité des mers).

Le travail de Sara consiste en l’analyse de données de ses observations, l’écriture d’articles scientifiques et de projets de recherche (il faut en proposer en moyenne 5 ou 6 par an pour obtenir un financement), une campagne de terrain tous les 2 ou 3 ans (la dernière a eu lieu en octobre-novembre 2021 à l’île des pétrels à Dumont d’Urville).

Après avoir obtenu son Bac S, Sara fait un parcours universitaire presque classique… En effet, sportive de haut niveau, Sara obtient une licence en sciences de la vie, puis un master en sciences de la mer en 3 ans en alternant sport et études, avant de se présenter en 2012 aux jeux olympiques de Londres et de finir 10^e en natation synchronisée en duo ! Puis, Sara commence une thèse sur les éléphants de mer du sud qu’elle obtient en 2016 et enchaine deux postdocs aux Etats-Unis pendant 3 ans, à son retour au LOCEAN, elle concourt à un poste de chargée de recherche CNRS qu’elle obtient en 2021.

Selon Sara, pour être chercheure il faut avant tout être motivée, passionnée, organisée et persévérante. L’ouverture d’esprit est également très importante : les rencontres et collaborations avec des personnes de pays et cultures différents étant très nombreuses dans ce métier.

En savoir plus sur le parcours de Sara Labrousse https://www.sorbonne-universite.fr/portraits/sara-labrousse

Jérôme Demange est ingénieur de recherche et responsable du laboratoire de spectrométrie du LOCEAN. Ce laboratoire est équipé de plusieurs spectromètres de masse dédiés à l’analyse physicochimique et isotopique des échantillons de mer ramenés des campagnes scientifiques, dont H2O et CO2. Le spectromètre IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer) est dédié à l’extraction du CO2 dissous.

Les élèves expérimentent une micro pesée : à l’aide d’une balance ultra précise, ils doivent remplir de calcite, au microgramme près, des échantillons en infime quantité : entre 0,150 et 0,200mg. Ils vont vite comprendre que manipuler de si petites quantités demande une grande technicité et beaucoup de concentration et devront souvent s’y reprendre plusieurs fois pour arriver à effectuer cette tâche.

Ces échantillons serviront pour de nouvelles analyses de CO2 avec un des spectromètres du laboratoire. Une grande quantité d’échantillons dont certains datant de plusieurs années, est stockée dans des réfrigérateurs et peuvent être utilisés à tout moment.

Dmitry Khvorostyanov, ingénieur de recherche CNRS, présente ensuite la plateforme de gestion et d’analyse de données.

Gina Fifani a soutenu sa thèse quelques semaines auparavant (sur la dispersion des marées noires à la surface de l’océan) et propose un exposé sur les observations satellitaires de la Méditerranée.

L’après-midi, Venance Journé, chercheure au LMD sensibilise les stagiaires aux problèmes climatiques à l’aide d’expériences. Elle introduit ainsi les notions de pression, température, atmosphère, évaporation, condensation, échanges d’énergie, mais aussi dilatation de l’eau et albédo.

En faisant participer les élèves activement aux expériences, Venance fait le lien entre ces phénomènes physiques et le changement climatique et leur conséquences : réchauffement de l’atmosphère, montée des mers et migration climatique.

En savoir plus https://www.ipsl.fr/decouvrir/voir-et-faire/un-phenomene-une-manip/

Vendredi 17 décembre

Nicolas Dumesnil, mécanicien à LOCEAN, présente l’atelier de mécanique et le parc instrumental du LOCEAN, localisés en sous-sol.

Ces deux espaces sont des composantes indispensables du laboratoire pour ses nombreuses campagnes en mer dédiés 1) au stockage et à la préparation du matériel lourd avec moyens de levage/manutention et accès camion 2) à la fabrication en interne de la majorité des opérations de réparation, adaptation et intégration des instruments, l’atelier de mécanique étant équipé de 2 tours, 2 fraiseuses et d’un ensemble de soudure.

Nicolas explique son parcours : après un BEP mécanique, il décroche son bac professionnel en se spécialisant dans la mécanique numérique. Après un long CDI dans le secteur public, il obtient un poste de mécanicien à l’IMPMC et intègre le LOCEAN il y a deux ans (ses activités sont partagées entre le LOCEAN et l’ISTEP, laboratoire de géologie de Sorbonne université). Il insiste sur le fait que se former tout au long de sa carrière est possible et permet d’évoluer dans son métier, le sien lui permet une grande autonomie puisqu’il exerce les fonctions de tourneur, fraiseur, mécanicien, usineur mais aussi de concepteur de la plupart des pièces sur lesquelles il travaille.

Après la visite de l’atelier de mécanique, Nicolas présente le parc instrumental, sorte d’immense hangar où toutes sortes d’objets surprenants sont stockées, servant pour la plupart aux lignes de mouillage : bouées, câbles, gliders, sondes diverses de mesures, combinaisons pour missions… Une vraie caverne d’Ali Baba !

Christophe Herbaut est chercheur au LOCEAN et s’intéresse en particulier à la variabilité océanique en Arctique et à son influence sur la glace de mer.

Il explique ce qu’est un mouillage et son fonctionnement. Une ligne mouillage est un dispositif qui permet à un bateau de mouiller, autrement dit, de s’immobiliser en mer et dans le cas de campagnes en mer, d’y installer tout le matériel nécessaire aux diverses mesures à effectuer. Elle se compose généralement d’une ancre (chaîne ou rail) qui empêche la ligne de mouillage de riper sur le fond, d’un câble long de plusieurs centaines de mètres (les câbles métalliques tendent à être remplacés par des câbles synthétiques plus légers et plus résistants), de bouées de natures diverses placées tout au long du câble pour le stabiliser selon le vent et les courants marins, enfin d’instruments de mesures placés à différentes profondeur le long du câble.

Rencontre avec une palynologue ! Anne-Marie Lézine est chercheure au LOCEAN et son truc, c’est les pollens.

Mais, quel rapport entre pollens et océans ? Le travail d’Anne-Marie consiste à collecter des pollens vieux de plusieurs milliers d’années, datant de l’holocène pour certains (jusqu’à – 12000 avant JC), voire d’avant, au large de l’Afrique et dans les déserts, tel le Sahara. La palynologie étudie les séries continentales et permet ainsi de reconstituer les environnements végétaux et les climats du passé. La palynologie inclut également l’étude de tous les microfossiles organiques, comme les dinoflagellés et les algues. Appliquée aux séquences marines, elle permet donc non seulement, par le biais du pollen, de connaître l’étendue des zones de végétation sources et leur variations dans le temps mais aussi les variations d’intensité des modes de transport du pollen vers le milieu marin (le vent ou les fleuves). En étudiant les dinoflagellés (organismes marins) dans les mêmes échantillons, on comprend l’impact de ces variations sur la productivité océanique. La paléoclimatologie et l’étude des environnements du passé est un axe important du LOCEAN et de l’IPSL.

Dans l’eau, la partie externe du pollen est inaltérable avec le temps (les pollens ne résistent pas à l’air). La présence de pollens dans des zones sèches est donc un indicateur de la présence d’eau par le passé. Leur observation permet de savoir quelles essences étaient présentes et, par recoupement, comment les climats passés ont évolué.

A l’aide de microscopes grossissant jusqu’à 1000 fois et à un logiciel, les élèves ont pu observer divers sortes de pollens, de couleurs et formes étranges et superbes.

Clara Azarian, doctorante en première année au LOCEAN étudie les aires marines protégées, des espaces délimités en mer qui répondent à des objectifs de protection de la nature à long terme. Il en existe différentes catégories qui permettent de concilier les enjeux de protection et le développement durable d’activités. Pour la France, elles représentent 20% des eaux marines. Clara étudie plus particulièrement le patrimoine marin des aires marines protégées de l’océan indien sud : Crozet, Kerguelen, Saint-Paul et Amsterdam.

Le vendredi après-midi est réservé à la détente et au jeu : nous initions nos 8 stagiaires à ClimaTicTac, le jeu crée par l’IPSL et l’ASTS, récemment médaille de la médiation scientifique du CNRS et en vente depuis septembre 2021 chez Bioviva.

Le principe est simple : par équipe de 3 à 5 joueurs, il faut élaborer ensemble une stratégie pour lutter contre les périls qui menacent la planète et agir selon les aléas climatiques et leviers dont ils disposent. Deux équipes se sont formées : une avec les 3 garçons et une avec les 5 filles (nous avons laissés chacun libre de se mettre avec qui il voulait), par un fait du hasard les deux équipes ont choisi le même scénario en niveau débutant. Il a été très intéressant de voir comment les deux évoluaient. Mais nous ne dévoilerons pas qui a gagné, juste que les deux équipes ont fait preuve d’une grande réflexion et de beaucoup de stratégie pour limiter au maximum leurs émissions de CO2. Tout cela dans la joie et la bonne humeur !

Vendredi 16 h, le stage touche à sa fin !

La dernière heure est consacrée à la rédaction du rapport et au bilan de chacun. Mais elle a aussi été l’occasion d’échanges, d’un retour sur le stage passé si vite pour les élèves et nous, équipe du service de communication, qui les avons suivis pendant 5 jours. 5 journées riches de nombreuses découvertes, de rencontres, de questionnements, de surprises. Un nouveau monde se présente à Anne-Gabriella, Anouck, Chloë, Elina, Léo, Sophie et les deux Valentin qui repartent ravis de cette semaine, et nous aussi !

Retrouvez tout le stage, ses différentes étapes et d’autres photos sur Instagram et sur Facebook

Photos : IPSL