Les Sciences de la Terre à l’ENS : le Laboratoire de Géologie des origines à 2007
René Just Haüy
La géologie a été enseignée avec la physique, dès l’origine de l’École normale, par René-Just Haüy, fondateur de la cristallographie rationnelle, à partir de pluviôse an III (janvier 1795). Le Laboratoire de Géologie de l’École normale est définitivement installé en 1880. Les locaux, construits en 1883 et appelés après 1937 la « vieille Nature », étaient anciens et exigus. Une innovation majeure pour les sciences à l’École fut la construction, entre 1927 et 1937, des actuels locaux scientifiques du site Érasme–Lhomond. La géologie y occupe un étage du bâtiment « Chimie » et apparaît en grosses lettres sur la façade, avec celle-ci et la « Biologie ».
Louis Barrabé
Une nouvelle période s’ouvre après la guerre de 1939-45. Recherche et enseignement se développent conjointement et leur proximité montre une spécificité caractéristique de l’École normale depuis ses origines. Louis Barrabé est directeur du laboratoire de 1937 à 1961, date de sa mort, tout en assurant aussi la direction du Laboratoire de Géologie Appliquée de la Sorbonne. De ce fait, la tradition est maintenue de deux activités : géologie structurale et géologie appliquée. Barrabé et Bertrand ont découvert le pétrole, puis le gaz prépyrénéens.
Cependant les Sciences de la Terre changent : aux effectifs de géologues, il faut ajouter des normaliens qui ont choisi ce domaine après avoir fait des études supérieures de physique–chimie ou de mathématiques. Ce sont principalement des géophysiciens, comme Jean Coulomb, qui fut Président du CNRS et du CNES, et Georges Jobert ; tous deux furent directeurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris. Il y a eu aussi des cristallographes comme Hubert Curien, plus tard Ministre de la Recherche et premier Président de l’Agence Spatiale Européenne. Après la construction des locaux sur le site Érasme–Lhomond, dans les années trente, le deuxième grand élan de l’école scientifique est la construction, en fin des années soixante, des locaux du 46 rue d’Ulm, accessibles en 1969. Le Laboratoire de Géologie y déménage. André Jauzein est directeur, de 1963 à 1984, date de sa retraite. Il maintient le travail de géologie structurale, mais développe aussi un pôle de minéralogie et pétrologie expérimentale.
Xavier Le Pichon
Xavier Le Pichon – le premier à avoir donné la mosaïque complète de la cinématique des plaques tectoniques – succède en 1984 à Jauzein à la tête du Laboratoire de Géologie. En 1986, Le Pichon est nommé professeur au Collège de France. Il invite à l’Ecole une équipe de géophysique interne venant de l’Université de Paris–Sud et dirigée par Claude Froidevaux, physicien de formation. Après plusieurs mandats, en 1999, Le Pichon quitte la direction du Laboratoire de Géologie, et Raúl Madariaga, sismologue aux multiples contributions, lui succède et crée un groupe très réputé de sismologie. Au départ en retraite de Claude Froidevaux, Yves Guéguen est nommé Professeur. Il développe un groupe de recherches, expérimentales et théoriques, de physique et mécanique des roches. Les années quatre-vingt sont marquées, tout de suite après l’arrivée de l’équipe Le Pichon, par un nouveau déménagement de la Géologie vers le site Erasme–Lhomond.
Création du Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD)
En 1968, à l’initiative de Paul Queney, spécialiste des écoulements atmosphériques autour des montagnes, et de Pierre Morel, pionnier de la météorologie satellitaire, naît le Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD). D’abord laboratoire propre du CNRS, il est rattaché à l’ENS en 1970 et s’installe également à l’Ecole Polytechnique en 1974. Morel et Queney étaient tous les deux passés par l’enseignement de physique de l’Ecole et le LMD a été rattaché pendant quelques années aux Laboratoires de Physique de l’ENS, dirigées à l’époque par Yves Rocard, avant d’être indépendant. Après Queney, puis Morel, le LMD a été dirigé par André Berroir (1976-85), Robert Sadourny (1985-95), théoricien des écoulements planétaires et pionnier de la modélisation numérique en météorologie, Claude Basdevant (1996-2001), spécialiste de la turbulence en écoulements géophysiques, et Hervé Le Treut (directeur depuis 2002), théoricien du climat, spécialiste des interactions nuages–rayonnement et des modèles de circulation générale de l’atmosphère.
Création du Département Terre–Atmosphère–Océan (TAO)
Du côté de l’enseignement, la grande évolution des années quatre-vingt, c’est la création des magistères, formations de qualité, basées sur des conventions entre les grandes écoles et les universités, et qui permettent une sélection à l’entrée. En 1986 est créé le Magistère Interuniversitaires des Sciences de la Terre (MIST), piloté par l’ENS.
En 1987 l’École crée des Départements. Dans les domaines scientifiques, ceux-ci regroupent respectivement les Mathématiques, la Physique, la Chimie, la Biologie et la Géologie. Ce dernier département coïncide avec le Laboratoire du même nom, tous deux étant dirigés par Le Pichon. En 1991, le Département de Géologie devient le Département Terre–Atmosphère–Océan (TAO). Ce département regroupe le Laboratoire de Géologie (la Terre), le LMD (l’Atmosphère) et l’Institut de Biogéochimie Marine (l’Océan). En 1991 toujours, Froidevaux succède à Le Pichon à la direction du Département et du Magistère tout en élargissant les thématiques. Parallèlement les enseignements du Magistère abordent l’ensemble des Sciences de la Planète. De 1996 à 2003, Yves Guéguen, prend le relais à la direction du Département TAO et du Magistère et ouvre le Magistère plus largement à l’enseignement des enveloppes fluides de la Planète.
En 2002, la Direction de l’ENS fait venir de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), Michael Ghil, ingénieur et mathématicien de formation, qui y dirigeait l’Institut de Géophysique et de Physique Planétaire (IGPP). Pionnier de la dynamique du climat, il devient le premier professeur de l’ENS en enveloppes fluides. En 2003, Guéguen est nommé Directeur adjoint pour les Sciences de l’ENS et Ghil lui succède à la tête du Département TAO.
De la Cellule Environnement au CERES
Etienne Guyon, Directeur de l’ENS de 1990 à 2000, crée en 1992 une Cellule Environnement. Une seconde impulsion est donnée à la Cellule avec l’arrivée de Gabriel Ruget à la Direction de l’ENS et de Pascale Briand en tant que Directrice Adjointe pour les Sciences. La cellule devient la Plate-forme Environnement et Ghil prend sa direction à l’automne 2002, dès son arrivée à l’ENS. Claude Kergomard, nommé Professeur et Directeur du Département de Géographie en 2003, devient aussi Directeur adjoint de la Plate-forme, qui est pourvue de locaux au rez-de-chaussée du 8 rue Érasme, locaux inaugurés en 2005. Un poste d’ATER permet d’enrichir l’enseignement de la Plate-forme. En 2005, elle devient le Centre d’enseignement et de recherche sur l’environnement et la société (CERES), et un Maître de Conférences y est nommé également.
Le présent et l’avenir des Sciences de la Planète et de l’Environnement à l’ENS
En 2007, le Département TAO occupe le troisième et dernier étage du bâtiment « Chimie », au 8 rue Erasme, partage le second avec la Physique, et occupe des locaux sur terrasse au quatrième et au cinquième. Le Laboratoire de Géologie affiche des thèmes de recherche variés et comporte deux équipes. La première, celle de dynamique de la terre, a une composante de sismologie et une de tectonique globale, appuyées sur la géodésie, les campagnes à terre et en mer. La deuxième équipe, celle de géo-matériaux, s’appuie sur l’étude de roches prélevées sur le terrain et sur l’expérimentation, aussi bien pour étudier la stabilité des assemblages minéralogiques que le comportement mécanique.
Les trois équipes du LMD sur le site ENS ont pour thématiques la variabilité climatique et sa prévisibilité pour l’une, l’étude des processus dynamiques dans l’atmosphère et les fluides géophysiques en général pour l’autre, et la météorologie tropicale pour la troisième. Elles interagissent étroitement avec les équipes du LMD sur les sites de Jussieu et de l’X, qui mettent l’accent sur la modélisation « lourde » (gros moyens informatiques) et sur l’instrumentation, satellitale et in situ, respectivement, tandis que l’activité de recherche à l’ENS est principalement d’analyse et assimilation des données, théorique et de modélisation « légère ».
Le CERES développe rapidement des activités de recherche à la charnière des disciplines physico-chimiques, biologiques et socio-économiques. Il s’agit de dynamique des populations sujettes aux pressions environnementales, de modèles macro-économiques pour l’étude de l’impact du changement climatique et des risques naturels sur l’économie, d’aménagement des territoires, en collaboration avec des équipes de plusieurs départements de l’ENS, ainsi que d’ailleurs. Le CERES occupe des locaux au rez-de-chaussée du bâtiment « Chimie ».
Quel est l’avenir des Sciences de la Planète et de l’Environnement à l’École Normale Supérieure ? Les perspectives sont d’autant plus intéressantes que le contexte général est celui d’un intérêt renouvelé pour ces disciplines. Du réchauffement climatique à l’étude des risques naturels (séismes, tsunamis, cyclones, canicules, inondations) ou induits (stockage souterrain et roches réservoirs), le contexte actuel rend plus urgent le développement de recherches dans lesquelles le Département TAO est engagé depuis longtemps, ainsi que la formation de jeunes chercheurs. Sur ces différents sujets, les équipes du Département ont été très présentes au niveau international, par exemple dans les rapports successifs du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).
L’originalité du Département, grâce à ses deux laboratoires, est de donner aux étudiants une vue d’ensemble sur la Terre solide et ses enveloppes fluides. Il partage avec le CERES un intérêt croissant pour les thématiques de l’environnement.