Séminaires 2024 & 2025
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: December 19, 2025
Time: 13h30
Location: salle Serre
By: Volker Wulfmeyer (Institute of Physics and Meteorology, Stuttgart)
Title: Studying ocean-atmosphere feedbacks from shipborne platforms using an advanced lidar synergy
Abstract: During the EUREC4A project in the Caribics from January 20 – February 20, 2020, a new lidar synergy was operated on the R/V MS-Merian. It consisted of a vertically staring Doppler lidar and a water-vapor and temperature Raman lidar as well as an six-beam staring Doppler lidar. For the first time, this combination of sensors allowed for continuous profiling of mean and turbulent quantities along the ship’s track including motion compensation. Due to the high resolution and accuracy of the measurements, it is possible to relate the observations from the marine boundary layer to the lower troposphere to the properties of the ocean surface. This will be demonstrated by several measurements during EUREC4A such as latent and sensible heat flux profiles. We propose to operate this unique synergy also during the upcoming WHIRLS campaign for the investigation of the Agulhas current system during June and July 2026 and discuss the corresponding sensor synergy on the R/V Marion Dufresne II.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: December 18, 2025
Time: 12h
Location: salle E409
By: Karan Jhakar (Univ. Chicago)
Title: Equation Discovery and Deep Learning for Geophysical Turbulence
Abstract: Turbulent flows in the Earth’s climate system span a vast range of scales, making it challenging to resolve all relevant dynamics in numerical models, even on the most powerful supercomputers. This necessitates modeling small-scale processes and limits our ability to capture « grey swan » extremes. We address these challenges by leveraging artificial intelligence (AI) in two complementary ways. First, we use an equation-discovery algorithm informed by fluid physics to discover interpretable, data-driven subgrid-scale (SGS) closures. Second, we develop deep learning–based generative AI diffusion models to emulate geophysical turbulence, producing long-duration simulations that enable the study of « grey swan » extremes. We develop and evaluate these approaches in the context of 2D geophysical turbulence. We demonstrate that equation-discovery methods can yield closed-form SGS closure equations that are derivable analytically, providing accurate, stable, and generalizable performance in large-eddy simulations. We further demonstrate that a deep learning-based turbulence emulator produces extremes that are rarer than those present in the training data, although challenges remain to accurately reproduce the frequency of these rare event extremes. Together, these results demonstrate both the promise and the limitations of AI in advancing geophysical turbulence modeling and emulation.
Soutenance de THÈSE
Date: December 18, 2025
Time: 10h30
Location: salle salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Rodrigo Yanez-Chura (LGENS/LMPS)
Title: Comparison of simulated and observed earthquake structural damage: The case of the Mugello bell towers
Abstract: In regions of low to moderate seismicity such as France, the scarcity of instrumental records of large earthquakes hinders reliable seismic hazard assessment. In these contexts, understanding preinstrumental earthquakes is particularly important. To address these limitations, this thesis develops a method for reconstructing the spatial distribution of ground motion intensity during past earthquakes using historical damage data from a limited number of monumental buildings. The case studies are the two largest earthquakes known to have affected the Mugello Basin (Northern Apennines, Tuscany, Italy): the 1542 event (M5.9) and the 1919 event (M6.3). The analysis uses six bell towers that sustained different degrees of damage during these earthquakes.
The research begins with a critical review of historical damage data—primarily textual descriptions contemporary to the events, complemented in some cases by photographs and building stratigraphy studies. Damage severity is then assessed by assigning damage states using a scale specifically adapted to bell towers. To interpret this damage in terms of seismic demand, numerical structural models of the towers were developed. Finite Element Method (FEM) models were assembled with a detailed representation of the bell chamber, which was the most heavily damaged part of the towers during the earthquakes. The rest of each tower was modelled in a simplified manner, as it sustained either no damage or only minor damage. Material properties were estimated through vibration-based model updating and visual inspection. A simplified nonlinear constitutive law was developed to represent the seismic behaviour of historic masonry. The models were designed to be sufficiently detailed to distinguish between different damage states, while remaining computationally efficient. This balance was essential to allow for the execution of hundreds of dynamic simulations required to perform seismic fragility analysis, accounting for signal-to-signal variability in ground motion. The fragility curves obtained, enabled the translation of observed damage states into probable ground motion intensity intervals, expressed as peak ground acceleration (PGA). The analysis used a collection of real accelerograms compatible with the seismotectonic context of the Mugello region. The results provide probability distributions of PGA for each bell tower site for the 1542 and the 1919 earthquake.
Jury: Francesca DA PORTO – Professor, Università degli Studi di Padova – Reviewer
Philippe GUEGUEN – Research Director, Université Grenoble Alpes – Reviewer
Maria Paola SANTISI – Associate Professor, Universitè Côte d’Azur – Examiner
Antoine MOCQUET – Professor Emeritus, Université de Nantes – Examiner
Jérôme FORTIN – Research Director, Ecole Normale Supérieure de Paris – Examiner
Maria LANCIERI – Research Engineer, Autorité de Sûreté Nucléaire et de Radioprotection – Thesis co-supervisor
Cédric GIRY – Associate Professor, EPF Engineering School – Thesis co-director
Gianmarco DE FELICE – Professor, Università degli Studi Roma Tre – Thesis co-director
Hélène LYON-CAEN – Research Director Emeritus, Ecole Normale Supérieure de Paris – Invited member, Thesis director
Département de Géosciences
Date: December 16, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Yamina Saheb (World Sufficiency Lab, Sciences Po Paris)
Title: Transitions, sobriété et néocolonialisme : quel rôle pour le GIEC ?
Abstract: The exclusion of IPCC references from the COP30 declaration may appear puzzling to observers in the Global North, yet it reflects mounting concerns about the coloniality embedded within its scenarios. Although the IPCC has long been regarded as the authoritative voice of climate science, its scenario frameworks frequently privilege Northern, technocratic perspectives that marginalize equity, knowledge systems and priorities from the Global South. By projecting climate futures through industrialized growth models and technological pathways, these scenarios reproduce historical asymmetries and neglect differentiated vulnerabilities, responsibilities, and alternative development trajectories. At COP30, negotiators openly questioned the legitimacy of such approaches, arguing that they fail to capture the lived realities of communities most affected by climate change. The deliberate omission of IPCC references in the final declaration thus signals both a crisis of trust in global climate expertise and a call for more plural, decolonial approaches. This moment underscores the urgent need to reconfigure international climate assessments to embrace diverse epistemologies and place equity at their core.
Soutenance de THÈSE
Date: December 11, 2025
Time: 14h
Location: salle Conf IV et en visio ici
By: Clair Duchamp (LMD)
Title: Vortex et panaches d’aérosols (feux et volcans) dans la stratosphère
Abstract: Les éruptions volcaniques majeures et les mégafeux de forêt peuvent injecter dans la stratosphère – une couche de l’atmosphère située entre environ 8-18 km et 50 km d’altitude – d’importantes quantités de gaz, d’aérosols et de vapeur d’eau. Ces panaches peuvent atteindre des altitudes où ils modifient la composition et la dynamique de l’air, influençant ainsi le climat mondial pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Cette thèse exploite des observations satellitaires multi-instrumentales pour caractériser l’évolution, la dispersion et les propriétés optiques de ces panaches. En s’appuyant sur deux événements récents exceptionnels, l’éruption du Hunga (2022) et les feux australiens (2019-2020), ce travail contribue à une meilleure compréhension des processus physiques et chimiques stratosphériques et de leur rôle dans la variabilité du climat et de l’atmosphère terrestre.
Jury: Mme Isabelle Chiapello, Chargée de recherche, CNRS Lille, FR — Rapportrice
M. Jean-Paul Vernier, Research Scientist, NASA LaRC, USA — Rapporteur
Mme Solène Turquety, Professeure, Sorbonne Université, FR — Examinatrice
M. Gwenaël Berthet, Chargé de recherche, CNRS Orléans, FR — Examinateur
Mme Corinna Kloss, Research Scientist, Forschungszentrum Jülich GmbH, DE — Examinatrice
M. Pasquale Sellitto, Maître de conférences, Université de Créteil, FR — Examinateur
M. Bernard Legras, Directeur de recherche, CNRS, FR — Directeur de thèse
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: December 10, 2025
Time: 15h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Corinna Kloss (ICE)
Title: Perspectives on stratospheric aerosol observations: Importance, Challenges & Future Directions
Abstract: Stratospheric aerosols play a central role in Earth’s climate and chemistry and our ability to observe them is increasingly challenged by volcanic eruptions and extreme wildfires. This talk highlights how these events are changing the stratospheric aerosol layer, where current observation systems fall short, and which measurement strategies are needed to secure a reliable global record. Balloon-borne observations will be presented showing the impact of the Hunga eruption on the northern hemisphere and the ongoing development toward a new lightweight multi-parameter aerosol sensor for application on weather balloons will be introduced.
Laboratoire de Géologie
Date: December 9, 2025
Time: 14h
Location: salle E409
By: Michela Ravanelli (Univ. Roma)
Title: Probing the Earth System with GNSS: Insights into the Understanding and Monitoring of Natural Hazards
Département de Géosciences
Date: December 9, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Charles-François Mathis (IHMC, Paris 1 Panthéon-Sorbonne)
Title: Aux racines de nos imaginaires fossiles
Abstract: Le choix du charbon au tournant du XIXe siècle change les modalités d’action sur le monde, mais aussi les façons dont ce dernier est pensé et représenté: un imaginaire nouveau s’impose, dont nous sommes les héritiers, et qui est l’une des sources de la catastrophe environnementale actuelle.
Soutenance de THÈSE
Date: December 8, 2025
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Giulia Mingardi (LGENS)
Title: How mineralogical transformations impact the rheology of rocks at high pressure and temperature
Abstract: My thesis focuses on two major phase transitions of quartz under high-pressure and high-temperature conditions.
Using synchrotron experiments combining ultrasonic measurements, X-ray diffraction, and Brillouin spectroscopy, I investigated the evolution of the elastic properties of quartz through the α–β transition. The results show that β-quartz is more compressible than predicted by existing models. These new data enable a revised equation of state for quartz and improve the interpretation of seismic velocity contrasts in the crust.
I then studied the quartz–coesite transition through deformation experiments at the Petra III synchrotron, with simultaneous recording of acoustic emissions. These experiments reveal that the ability of this transformation to induce failure strongly depends on reaction kinetics: seismic-like failure only occurs when the transformation is slow.
Overall, this work provides new constraints on the behaviour of quartz at depth and on its influence on crustal rheology and seismic observations.
Jury: Harsha S. BHAT – CNRS Research Director, ENS-PSL — Examiner
Lucie TAJČMANOVÁ – Professor, University of Heidelberg — Examiner
Pamela C. BURNLEY – Professor, University of Nevada — Reviewer
Jean-Philippe PERRILLAT – Associate Professor, Université Lyon 1 — Reviewer
Alexandre SCHUBNEL – CNRS Research Director, ENS-PSL — Thesis supervisor
Matteo ALVARO – Professor, University of Pavia — Thesis supervisor
Julien GASC – Research Engineer, ENS-PSL — Invited member
Maria-Chiara DOMENEGHETTI – Professor, University of Pavia — Invited member
Bureau des longitudes
Date: December 3, 2025
Time: 14h30
Location: salle Jaurès – 29 rue d’Ulm
By: Pasquale Panuzzo (CNRS, UNIDIA/Observatoire de Paris, Université PSL)
Title: A la recherche de trous noirs avec la mission Gaia
Abstract: La mission de l’Agence Spatiale Européenne Gaia, capable de mesurer la distance, le mouvement et les caractéristiques physiques de près de deux milliards d’étoiles, révolutionne notre connaissance de l’histoire de notre galaxie et des populations stellaires qui la composent.
L’observation d’un si grand nombre d’étoiles permet également de découvrir des objets rares ou exotiques. Les systèmes binaires composés d’un trou noir avec une étoile en orbite autour en sont un exemple, particulièrement difficiles à trouver si le trou noir n’est pas actif. Gaia a découvert trois de ces systèmes, dont un avec un trou noir de 33 masses solaires, le trou noir stellaire le plus massif jamais découvert dans notre galaxie. Dans ce séminaire, je présenterai comment cette étonnante découverte a été faite et j’en décrirai les nombreuses implications.
Soutenance de THÈSE
Date: December 2, 2025
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Solange Coadou-Chaventon (LMD)
Title: The ocean fine-scale circulation as revealed by high-resolution field observations and SWOT altimetry
Abstract: The surface of the ocean is filled with small vortices, fronts, meanders and filaments embedded within the larger-scale circulation. Described as the ocean ‘fine-scales’, they are suspected to affect the ocean circulation and the marine biome up to the climate scale by redistributing energy between scales and providing dynamical conduits connecting the ocean mixed layer to the interior. Yet, a fuller contemporary understanding of these processes, including accurate assessments of their impacts on the vertical transport and transfer of energy, has been lacking due to the scarcity of observations made at the required time-space scales. In this work, we focus on the observation and characterization of ocean dynamics at high spatio-temporal scales in two different dynamical regions of the world ocean: the northwestern tropical Atlantic and the Agulhas Current Retroflection. This is undertaken using novel high-resolution observations from two different disconnected research experiments, including both in situ data collected by autonomous platforms and sea surface height measurements from the novel Surface Water and Ocean Topography (SWOT) satellite altimeter.
Jury: Laurent Bopp, CNRS (Examinateur)
Isabelle Dadou, Université de Toulouse (Rapportrice)
Alberto Naveira Garabato, Université de Southampton (Rapporteur)
Ananda Pascual, CSIC (Spanish National Research Council) (Examinatrice)
Fabien Roquet, Université de Göteborg (Invité)
Sabrina Speich, École Normale Supérieure (Directrice de thèse)
Sebastiaan Swart, Université de Göteborg (Co-directeur de thèse)
Laboratoire de Géologie
Date: November 28, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Gaspard Farge (LGENS)
Title: The seismic consequences of being a leaky fault: How dissipative loading processes shape the synchronization of seismic activity
Pré-soutenance de THÈSE
Date: November 25, 2025
Time: 17h
Location: salle Lien Hua – E350
By: Anna Ternon (SACRe, LGENS, Groupe de recherche Sleep and emotional memory)
Title: Corps géologiques, corps humains : pour un retour à nos attachements
Abstract: Problématique – Comment retrouver les liens qui unissent les corps géologiques et les corps
humains ?
Hypothèse – Il existe, en Occident, une séparation entre ce qu’il est coutume d’appeler les « vivants » et les « non-vivants », dont le géologique fait partie. La recherche de correspondances entre les corps géologiques et les corps humains permettra de rétablir un lien qui s’est distendu au fil du temps.
Présentation – Mon projet de recherche s’intéresse aux liens existant entre le géologique et l’humain. Plus précisément, je tiens à mettre en avant l’idée d’une correspondance de et par la matière, à travers la notion de corps géologiques et humains. Celle-ci me permet d’aller au-delà du rapport sujet/objet établi par les Occidentaux entre eux et le reste du monde afin de retrouver une coexistence déhiérarchisée entre les êtres. Dans le prolongement de cette démarche, il s’agit également de dépasser la rupture entre les « vivants » et le géologique, considéré comme faisant partie de la sphère des « non-vivants ». Cette exploration de ce qui nous lie au géologique passe, notamment, par une approche de terrain et des pratiques de co-construction des savoirs (théoriques et artistiques) avec les habitant·es d’un territoire. Un autre pan de ce travail se développe autour d’expérimentations de laboratoire, en partenariat avec des instituts de recherche en géosciences. Ces expérimentations sont fondées sur la recherche de système de
communication entre humain et géologique, ainsi que sur la mise au jour des correspondances matérielles entre ces deux typologies de corps.
Direction: Sophie Violette (LGENS) : co-directrice de thèse / Jean-Max Colard (Centre Pompidou) : co-directeur de thèse – encadrant artistique / Gabrielle Girardeau (Institut du Fer-à-Moulin) : collaboratrice
Laboratoire de météorologie dynamique – Workshop
Date: November 24-26, 2025
Location: salle Claude Froidevaux – E314
Title: The Arctic Ocean Dynamics Workshop 2025
Programme here
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: November 20, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Mamadou Thiam (LMD)
Title: Interaction air-mer en Atlantique Tropical Nord-Est durant la mousson Ouest Africaine
Abstract: Les précipitations d’été au Sahel sont principalement générées par des systèmes convectifs méso-scale qui se forment dans la partie Est du continent et migrent vers l’ouest, favorisés par le jet africain d’est (African Easterly Jet). L’apport en humidité nécessaire à ces précipitations se fait principalement dans la basse troposphère via le flux de mousson, ainsi que par un flux ouest provenant de l’Atlantique est, ce dernier présentant une forte variabilité intrasaisonnière et à plus long terme. Bien que l’influence générale de la température de surface de la mer (SST) sur la mousson ait été largement étudiée à travers des téléconnexions à grande échelle, l’impact de l’Atlantique tropical nord sur les précipitations sahéliennes reste encore peu exploré.
Dans cette étude, nous analysons les interactions air–mer dans l’Atlantique tropical nord à l’échelle
intrassaisonnière, en nous concentrant sur la rétroaction entre la SST et les vents de surface. Pour ce faire, nous utilisons des données d’observation (SST Reynolds, vents ASCAT) ainsi que les réanalyses ERA5, en appliquant des outils statistiques linéaires. Nos résultats montrent que les anomalies des alizés, souvent associées aux ondes africaines d’est, modulent la SST et génèrent une boucle de rétroaction négative qui persiste pendant 2 à 3 semaines. Une rétroaction secondaire provoque une lente migration vers le nord des anomalies de SST et de pression associées. Ce mécanisme influence probablement le déplacement de la Zone de Convergence Intertropicale (ITCZ), et par conséquent les précipitations à l’ouest du Sahel.
Laboratoire de Géologie
Date: November 18, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Suli Yao (LGENS)
Title: Investigate how fault stress and geometry can control rupture propagation in natural earthquakes
Cycle santé et climat
Date: November 6, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Lucile Marty (Researcher at INRAE, Centre for Taste and Feeding Behavior (CSGA), Dijon)
Title: How to promote behaviour change towards climate-friendly and healthy diets? Comparison of different intervention strategies
Abstract: Current food systems, encompassing all activities that relate to production, processing, distribution, preparation and consumption of food, are threatening both population and planet health by being responsible for millions of deaths each year and for a third of global anthropogenic greenhouse gas emissions. In this context, and in line with United Nations Sustainable Development Goals 1 to 4, FAO and WHO have outlined targets for sustainable diets defined as promoting individuals’ health and well-being, having low environmental impact, being accessible to all and culturally acceptable. Specifically, sustainable diets need to include more plant-based ingredients, vegetables, fruits, wholegrains, and pulses and should be limited in red meat, processed meat, salt, added sugar, and high-fat animal products as puts forward by the EAT-Lancet Commission. Millions of lives and a large share of greenhouse gas emissions from Western diets could be saved each year through individual behaviour change towards sustainable diets. However, there is still much debate regarding how this shift can be achieved. What would it take for individuals to shift from their current diet to an alternative diet? How can motivation be enhanced? Are public institutions capable of encouraging this shift?
In this talk I will briefly describe factors influencing food choices and human behaviour models that can be used to develop theory-based interventions and policies to promote healthier and more sustainable diets. I will then present three examples of behavioural intervention research I have been conducting in the past few years.
L’enregistrement de ce séminaire sera disponible ici, sur la chaine Youtube du département.
Bureau des longitudes
Date: November 5, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Nadia AYOUB (CNRS / LEGOS)
Title: L’altimétrie satellitaire avec SWOT : un nouveau regard sur l’océan
Abstract: En 1992, la mission spatiale altimétrique TOPEX/Poseidon était lancée et créait une révolution en fournissant des observations des variations du niveau de la mer tous les 10 jours avec une précision de l’ordre de quelques centimètres. S’ouvrait alors une nouvelle ère pour l’étude des marées et de la circulation océanique, ainsi que pour l’océanographie opérationnelle grâce à l’assimilation dans les modèles de circulation.
Trente ans plus tard, la mission SWOT ‘Surface Water and Ocean Topography’ est à l’origine d’une nouvelle révolution dont on commence juste à mesurer les apports pour la compréhension du cycle de l’eau sur les continents et l’océan, de la circulation océanique de très petite échelle et de son impact sur les cycles biogéochimiques et sur les échanges avec l’atmosphère, et pour la dynamique de
l’océan côtier, des estuaires et des deltas.
Cet exposé vise à donner quelques clefs pour comprendre en quoi SWOT est une mission si importante pour l’océanographie et l’hydrologie, à travers différents exemples issus de résultats récents, principalement en océanographie.
Soutenance de Thèse
Date: November 4, 2025
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Simon Bufféral (LGENS)
Title: Démantèlement tardi-orogénique et dynamique actuelle du Péloponnèse (Grèce)
Abstract: Le Péloponnèse (Grèce) condense sur peu de distance les traces de toute l’histoire classique d’une chaîne de montagnes : plis hérités de la collision, roches remontées de plus de 40 km de profondeur, affaissement gravitaire du relief et failles extensives récentes, toujours actives.
Pour comprendre comment ces processus s’enchaînent et interagissent, j’ai combiné géologie de terrain, cartographie, analyses microscopiques, géochronologie, géophysique satellitaire et modélisation numérique, ce qui m’a permis d’élaborer une interprétation systémique de la région.
Mues par la remontée d’écailles profondes, des failles à faible pendage, vestiges d’anciens chevauchements, ont servi de plans de glissement le long desquels la chaîne s’est progressivement effondrée, avant de guider la localisation de failles plus tardives.
Le Péloponnèse offre ainsi un modèle clair pour comprendre comment l’amincissement d’une chaîne conditionne l’apparition, l’évolution et le potentiel sismique de failles ultérieures.
Jury:
Claudio FACCENNA, Univ. Roma Tre (IT) : Rapporteur
Laetitia LE POURHIET, Sorbonne Université : Rapportrice
Haralambos KRANIS, N. K. Univ. Athens (GR) : Examinateur
Marianne METOIS, ENS Lyon : Examinatrice
Martine SIMOES, IPGP : Examinatrice
Douwe J.J. VAN HINSBERGEN, Utrecht Univ. (NL) : Examinateur
Manuel PUBELLIER, LGENS : Directeur de thèse
Pierre BRIOLE, LGENS : Co-directeur
Nicolas CHAMOT-ROOKE, LGENS : Invité
Laurent JOLIVET, Sorbonne Université : Invité
Laboratoire de Géologie
Date: November 4, 2025
Time: 10h30
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Douwe J.J. van Hinsbergen (Utrecht University)
Title: From plate to mantle tectonics: reconstructing mantle convection
Laboratoire de Géologie
Date: October 21, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Patricia Martinez-Garzon (GFZ)
Title: Integrating seismological and geodetic observations to characterize deformation along the North Anatolian Fault
Soutenance d’HDR
Date: October 9, 2025
Time: 10h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Sylvain MAILLER (LMD)
Title: Modélisation numérique de la pollution et du climat régional
Jury: Matthias Beekmann, Guy Brasseur, Christine Lac, Carlos Pérez García-Pando, Yelva Roustan, Pierre Tulet, Solène Turquety
Abstract: Je présenterai certains des travaux que j’ai menés autour de la modélisation régionale du climat et de la composition atmosphérique au Laboratoire de Météorologie Dynamique depuis 2012.
Tout d’abord, sur la région Méditerranéenne, les programmes internationaux HyMEx et ChArMEx, m’ont permis d’étudier les précipitations dans le bassin méditerranéen et leur lien avec le couplage atmosphère-océan ainsi qu’avec les effets directs et indirects des aérosols dans le cadre des thèses de doctorat de Ségolène Berthou et de Nicolas Da Silva. Je présenterai également des travaux plus proches des aspects numériques de la modélisation, portant en particulier sur les méthodes de résolution numérique de l’équation de l’advection dans le cadre des modèles de chimie-transport. Ces travaux ont porté sur toute la chaîne de production qui mène des cas académiques jusqu’à des études réalistes sur des panaches volcaniques ou radioactifs. Je présenterai ensuite quelques contributions que j’ai pu faire au modèle CHIMERE. Enfi n, je proposerai quelques perspectives pour mon travail des prochaines années, en particulier autour de l’évolution des modèles de chimie-transport et de leur maillage ainsi que sur l’étude des panaches atmosphériques. Enfin, j’évoquerai le développement du réseau de recherche international ChimSur avec des collègues sud-américains, qui est aussi une perspective importante de mon travail pour les prochaines années.
Cycle santé et climat
Date: October 7, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Kevin Jean, Junior Professor at Institut de Biologie de l’ENS (IBENS), PARSEC (Paris Research on Health Environment and Climate)
Title: How to assess the co-benefits for human health of climate change mitigation and adaptation policies
Abstract: Responding to climate change requires large-scale, multi-sectoral and transformative adaptation and mitigation policies. By affecting some important environmental and behavioural determinants of health, climate policies may therefore yield substantial co-benefits for public health. Health impact assessment methods based on the detailed data provided within adaptation or mitigation scenarios allow to obtain quantitative estimates of these co-benefits. The approach first involves: 1) modelling, under climate policies scenarios, changes in environmental and/or behavioural factors affecting health, 2) selecting dose-response relationships linking these exposures to health, and 3) quantitatively evaluating the health implications of these scenarios using various metrics (deaths prevented, years of life or life expectancy gained, and health costs avoided). This approach also allows to model the distribution of these health impacts across social groups, and thus to project the possible impact of climate policies on health inequalities.
In this talk, I will briefly introduce this approach, the input data it requires and the type of results it can yield, based on illustrations linking climate policies to health determinants such as air pollution, diet, physical activity or access to green spaces.
L’enregistrement de ce séminaire sera disponible ici, sur la chaine Youtube du département.
Bureau des longitudes
Date: October 1st, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Olivier VIDAL (ISTerre, Université Grenoble-Alpes)
Title: Les enjeux matières premières et énergie dans un monde en transition
Abstract: La consommation de métaux a doublé depuis le début du XXIe siècle et si la tendance se poursuit, nous devrons d’ici 2050 produire plus de métaux que nous n’en avons produits depuis le début de l’humanité. Deux visions s’opposent pour le futur : certains anticipent une pénurie dans le courant du siècle alors que d’autres affirment que l’évolution technologique et l’exploitation de ressources non conventionnelles ainsi que le recyclage permettra de satisfaire une demande qui augmente de 3 à 5% par an depuis un siècle.
Je présenterai brièvement un modèle dynamique en cours de développement,
qui est capable de reproduire les observations historiques de PIB/habitant, infrastructure, demande en matière et énergie, prix et impacts environnementaux de dix grandes régions mondiales depuis les années 60. Le modèle permet de mieux comprendre les couplages entre les dimensions macro-économiques, énergétiques et de demande en ressources. Les projections futures indiquent que les évolutions sont contraintes par le potentiel d’amélioration technologique, qui est lui-même contraint par des limites thermodynamiques. Cela explique les deux visions optimistes et pessimistes, qui sont toutes deux pertinentes mais en des temps différents.
Laboratoire de Géologie
Date: September 30, 2025
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Shuo Ma (San Diego State University)
Title: Wedge Plasticity and a Minimalist Dynamic Rupture Model for the 2011 MW 9.1 Tohoku-Oki Earthquake and Tsunami
Abstract: One crucial yet unanswered question about the 2011 MW 9.1 Tohoku-Oki earthquake and tsunami is what generated the largest tsunami (up to 40 m) along the Sanriku coast north of 39◦N without large slip near the trench. A minimalist dynamic rupture model with wedge plasticity is presented to address this issue. The model incorporates the important variation of sediment thickness along the Japan Trench into the Japan Integrated Velocity Structure Model (JIVSM). By revising a heterogeneous stress drop model, the dynamic rupture model with a standard rate-and-state friction law can explain the GPS, tsunami, and differential bathymetry data (within data uncertainties) with minimum tuning. The rupture is driven by a large patch of stress drop up to ~10 MPa near the hypocenter with significantly smaller stress drop (< 3 MPa) in the upper ~10 km. The largest shallow slip reaches 75.67 m close to the trench north of hypocenter, which is caused by the large fault width, free surface, shallowly dipping fault geometry, and northwardly increasing sediment thickness, dominated by elastic off-fault response. North of large shallow slip zone, however, inelastic deformation of thick wedge sediments significantly controls the rupture propagation along trench, giving rise to slow rupture velocity (~850 m/s), diminishing shallow slip, and efficient seafloor uplift. The short-wavelength inelastic uplift produces impulsive tsunami consistent with the observations off the Sanriku coast in terms of timing, amplitude, and pulse width. Wedge plasticity and variation of sediment thickness along the Japan Trench thus provides a self-consistent interpretation to the along-strike variation of near-trench slip and anomalous tsunami generation in the northern Japan Trench in this earthquake.
Laboratoire de Géologie
Date: September 30, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Léa Levy (Géosciences Rennes)
Title: Stockage de CO2 dans les basaltes : promesses, incertitudes et incohérences
Abstract: L’injection de CO2 dans les roches mafiques (type basalte), comme moyen de contribuer aux objectifs climatiques à travers la minéralisation « permanente » du CO2 sous forme de carbonates, a le vent en poupe depuis une dizaine d’années, avec des investissements de plus en plus massifs basés sur cette promesse technique. Mais quel est l’état des connaissances aujourd’hui en géosciences ? Y a-t-il un consensus scientifique sur la viabilité et la pertinence de cette technique ? Quelles méthodes de monitoring sont déployées sur le terrain et quel degré de confiance peut-on avoir dans les interprétations ? Le projet interdisciplinaire GEOSPAS – associant géosciences, épistémologie et sciences politiques – a pour objectif de répondre à ces questions. Une première campagne d’entretiens semi-directifs, réalisés auprès de 22 scientifiques actifs sur le sujet dans le milieu académique, a permis d’éclairer et de compléter une série de questions en suspens, exposées directement ou indirectement dans la littérature scientifique, telles que : l’importance et la temporalité du stockage non-désiré sous forme de biomasse, la re-dissolution des carbonates exposés à un flux continu d’acide ou le transport rapide vers la surface en milieu fracturé. Les entretiens ont également révélé une série de controverses non palpables dans la littérature, sur les risques associés à différents choix techniques tels que : CO2 supercritique versus CO2 dissous, continent versus plancher océanique ou basse température versus haute température. Bien que les spécialistes interrogés soient unanimement favorables au développement de la technique, la position des uns contredit régulièrement celle des autres. Les points d’ombre et les controverses soulèvent alors deux questions : (i) quel degré de transparence sur le niveau d’incertitude technico-scientifique devrait être requis vis-à-vis du public et des régulateurs ? et (ii) quel degré d’incertitude sur l’étendue et la permanence réelles du stockage est-on prêt à accepter en tant que société, au nom de l’urgence climatique et de l’impossibilité de la réduction des émissions du fait de contraintes économiques et géopolitiques ?
Pour en savoir plus sur le projet GeoSPAS : https://portal.research.lu.se/en/projects/integrated-geological-and-sociopolitical-assessment-of-storage-so
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: September 25, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Masahiro Watanabe (AORI, Univ. Tokyo)
Title: Tropical Pacific SST Pattern Problem
Abstract: Changes in the sea surface temperature (SST) pattern in the tropical Pacific modulate radiative feedbacks to greenhouse gas forcing, the pace of global warming, and regional climate impacts. Therefore, elucidating the drivers of the pattern is critically important for reducing uncertainties in future projections. However, the causes of observed changes over recent decades, an enhancement of the zonal SST contrast coupled with a strengthening of the Walker circulation, are still debated. While noting a potentially important contribution of internal climate variability, here we focus on the role of external forcing and review existing mechanisms of the forced response categorized as either an energy perspective that adopts global/hemispheric energy budget constraints or a dynamical perspective that examines the atmosphere-ocean coupled processes. Based on our recent synthetic assessment of the relative contributions of individual mechanisms to the tropical Pacific SST pattern changes, we propose a narrative that reconciles the past strengthening and future weakening of the zonal SST contrast. Namely, multiple lines of evidence suggest that the mechanisms leading to strengthening of the zonal SST contrast have been efficient in the past and those leading to a weakening were less efficient but will become dominant in the future climate.
Département de Géosciences
Date: September 23, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Masahiro Watanabe (AORI, Univ. Tokyo)
Title: Value of climate models in attributing and projecting large-scale climate changes
Abstract: General circulation models (or global climate models, GCMs) and Earth system models (ESMs) are undoubtedly important tools in the present climate science, and information derived from the GCM/ESM simulations is critical in some occasions such as future climate projections. The GCMs/ESMs have continuously been improved during the past CMIP cycle, but the pace of the model improvement is not as rapid as we might expect, causing systematic errors in the mean state and processes to remain in many models to date. These errors hinder obtaining robust climate change signals in models, and therefore a comprehensive assessment of the future change associated with global warming, as was done in the IPCC Sixth Assessment Report (AR6), requires combining multiple lines of evidence that act to narrow uncertainties. Yet, some of the evidence relies on the ensemble of GCM simulations, implying that the value of climate models in robustly estimating climate change signals is not downgraded even in the presence of model errors. Credibility to GCMs is increased when they can reproduce better climate changes observed during the historical period. It is, however, not straightforward to measure the models’ reproducibility because observed changes are often the results of both externally forced climate response and internally generated climate variability. The separation is difficult with GCMs that contain systematic errors and therefore the attribution of observed climate change remains a challenge despite many attribution studies have been carried.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: September 19, 2025
Time: 13h30 !!! TBC !!!
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Michael Wehner (Lawrence Berkeley National Laboratory)
Title: Data driven extreme weather event attribution using Granger causal inference methods
Abstract: Extreme weather event attribution analyses attempt to quantify the influence of anthropogenic climate change on individual weather events. Current technologies have permitted confidence attribution statements about a wide variety of weather types, including heat waves, tropical cyclones and other intense storms. Traditionally, these analyses have heavily relied on bespoke climate model simulations of worlds with and without the human interference in the climate system. Differences between these sets of simulations are then interpreted in a Pearl causal inference setting. I will present a variety of examples of our Pearl attribution statements about the human influence on selected heat waves and hurricanes. I will then present an alternative method of extreme weather event attribution based solely on observations without directly using climate model and invoking the causal inference methods of Granger. Examples will include the 2021 Pacific Northwest heat wave, Hurricane Helene and the recent disaster in Texas.
Laboratoire de Géologie
Date: September 16, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Nicolas Coltice (Geoazur)
Title: Systemic planetary evolution through supercontinent assembly and breakup: an integrated simulation
Soutenance de Thèse
Date: September 15, 2025
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Gang Lin (LGENS)
Title: Experimental Investigation of Pore Pressure Diffusion and Distribution During Deformation of Cracked Crystalline Rocks
Abstract: Pore pressure, continuously diffusing and redistributing within the crystalline and fractured rocks of the Earth’s crust, plays a key role in deformation processes. However, our understanding of how fluid pressure interacts with the deformation behavior of crystalline rocks remains limited, primarily due to the challenges of monitoring pore pressure in situ. Recent advances in experimental techniques have started to overcome these obstacles, enabling more detailed investigations. This thesis aims to explore the coupling between pore pressure and the mechanical properties of crustal rocks by integrating novel pore pressure measurement methods under experimentally controlled conditions.
In the first part, we measured the fluid pressure distribution in thermally cracked Westerly granite and natural Etna basalt under hydrostatic loading, with applied pore pressure gradients ranging from 2.5 to 60 MPa. Observations indicate that as the pore pressure gradient increases, the pore pressure distribution evolves from a linear to a nonlinear profile. This phenomenon is related to the effective pressure dependence of permeability, for which two analytical formulations were considered: an empirical exponential law and a novel micromechanics-based model. In both cases, the pore pressure distribution is predicted by solving the diffusion equation. Furthermore, the effectiveness of the newly developed micromechanics-based model was validated using a compilation of permeability versus effective pressure data for granites and basalts.
To further enrich our experimental results, we conducted triaxial compression experiments on thermally cracked Westerly granite at varying strain rates (10-7, 10-6, 10-5 and 10-4 s-1), confining pressures (56, 71, and 91.5 MPa), and drainage boundary conditions (constant fluid pressure boundaries and undrained boundaries). Our experiments show that pore pressure at peak stress decreases with increasing loading strain rates, while the corresponding peak strength shows significant strengthening due to dilatancy hardening. Further analysis indicates that the increased strength attributable to dilatancy hardening is bounded by the drained (lower) and undrained (upper) strength of the sample. Additionally, under all experimental conditions, the differential stress increases due to pore pressure drop follow closely the failure envelope. Remarkably, this failure envelope can even be inferred from the differential stress path of a single undrained experiment. Finally, a simplified solution based on the one-dimensional diffusion equation at a constant volumetric strain rate was used to successfully predict the reduction in pore pressure due to a volumetric dilatancy rate exceeding fluid pressure diffusivity. This solution was then upscaled to investigate the coupled interaction between rock deformation and fluid diffusion.
Finally, we also conducted a stress-stepping creep experiment on thermally cracked Westerly granite under drained conditions. A clear transition in pore pressure response to step-loading was observed during the experiments, shifting from an initial increase in pore pressure during the first creep steps -Skempton effect- to an initial decrease in the last creep steps. This behavior is influenced by the deformation stage of the sample: during compaction, there is an initial increase in pore pressure at the moment of step-loading, whereas during dilatancy, there is an initial decrease in pore pressure. Additionally, the interplay between subcritical crack growth and pore fluid diffusion during the third creep stage has been directly observed experimentally.
Jury: Daniel FAULKNER (Univ. Liverpool) — Reviewer
Marie VIOLAY (EPFL) — Reviewer
Patrick BAUD (Univ. Strasbourg) — Examiner
Carolina GIORGETTI (ENS-PSL) — Examiner
Alexandre SCHUBNEL (ENS-PSL) — PhD supervisor
Jérôme FORTIN (ENS-PSL) — PhD supervisor
Samuel CHAPMAN (ENS-PSL) — Invited member
Cycle santé et climat
Date: September 11, 2025
Time: 12h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Rémy Slama, Senior investigator at Inserm and Pr. attaché ENS, Institut de Biologie de l’ENS, PARSEC (Paris Research on Health Environment and Climate)
Title: How do epidemiologists estimate the effects of meteorological conditions on human health?
Abstract: This talk will present in an accessible way the approaches used in epidemiology to estimate the relation between meteorological conditions and health, focusing on the example of temperature effects on mortality. A key challenge relates to the fact that only a small fraction of weather-related deaths are identified as such in death certificates.
Time-series analyses, which are an essential option to circumvent this challenge, will be presented (with distributed non linear lag models as a special case) , as well as before-after studies. The distinction with health impact assessment (HIA) studies, allowing, on the longer term, to quantify the impact of climate change, will be done. The detailed methodology of Health impact assessment studies, which can also be used to estimate the health co-benefits of climate change mitigation strategies, will be presented in a second talk [planned on October 7].
Département de Géosciences
Date: September 10, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Steven Forrest (Energy and Environment Institute, University of Hull, UK)
Title: From Fighting Floods to Living with Them: Social Sciences and Flood Resilience
Abstract: Flooding is a global societal challenge that is predicted to get worse. It affects cities across the world and causes significant disruption and damages. There is growing recognition that a holistic approach is needed to face the floods challenge – with the role of social sciences becoming increasingly prominent in recent years. In this seminar, Dr Steven Forrest explores the shift towards flood resilience and its embrace of social and spatial approaches and solutions to manage floods. He focuses on the ‘rise of civil society’ and its implications for governance, the increased emphasis on spatial and urban planning for managing floods, and the need to embed justice and fairness into future flood resilience approaches. Steven includes international examples, including his work on creative participatory approaches (e.g. in ‘Pursuing a Climate Resilient and Net Zero Hull’), on serious gaming and post-flood recovery (e.g. The Flood Recovery Game, UK/Denmark), and on bridging theory-practice (e.g. The Flood Awareness Centre in Hull).
Laboratoire de Géologie
Date: September 8, 2025 (Monday)
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Hongfeng Yang (The Chinese University of Hong Kong)
Title: Lessons Learned from Induced Earthquakes in the Southern Sichuan Basin, China
Abstract: Over the past decades, earthquakes induced by fluid-injection have been found in many countries around the world, making the effective control of seismic risks and ensuring safe production an urgent topic for in-depth research. In southern Sichuan Province, shale gas development has flourished in the past ten years, however, have experienced successive earthquakes, including a few damaging ones. Investigating the seismic mechanisms in this region is critically important for ensuring the safe and sustainable development of shale gas resources.
Over recent years, we have conducted integrated research utilizing data from seismology, geodesy, and dense seismic array observations, applying a suite of analytical methods. Our findings reveal the occurrence of extremely shallow earthquakes, challenging conventional assumptions about seismogenic depth. We also identified prolonged activation of a blind fault that ultimately ruptured during the damaging 2019 Mw 5.0 Weiyuan earthquake. In addition, our study uncovered novel mechanisms by which fluid injection can trigger seismic events, and highlighted distinct differences in stress drops between earthquakes occurring on major seismogenic faults and those near hydraulic fracturing zones. Notably, certain seismic waveforms exhibit signatures indicative of subsurface fluid activity, offering a promising new approach for mapping underground fluid distributions.
These results not only advance our understanding of induced seismicity but also contribute to the broader field of earthquake source physics. Furthermore, our findings provide a critical scientific foundation for local authorities to develop regulatory frameworks aimed at mitigating seismic risks associated with shale gas development.
Laboratoire de Géologie
Date: July 16, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Thomas Ferrand (LGENS)
Title: First results of the ElectroGriggs: electrical conductivity of dunite and marble during deformation at high pressure and temperatures
Abstract: Electrical conductivity measurements on well-characterized materials allow accurate interpretations of electrical anomalies within the lithosphere and asthenosphere, both affected by substantial deformation over geological times. However, only a few experiments so far have measured rock conductivity during deformation at high pressures (≥ 1 GPa) and temperatures (500-1000 °C). I will present the first successful deformation experiments performed in a new-generation Griggs-type apparatus adapted for electrical measurements.
The experiments were conducted on samples of Åheim dunites at a confining pressure of 1 GPa and temperatures of 500, 650 and 800 °C. Our results show very different electrical responses in the elastic and plastic regimes. Stress and strain can significantly impact the electrical conductivity of peridotites by changing the thickness, number or geometry of grain boundaries, which act as high-diffusivity pathways. At fixed P-T conditions, the electrical conductivity varies within an order of magnitude during elastic loading and unloading, which motivates to reappraise interpretations of electrical anomalies in mantle rocks, at least in tectonically active regions.
In addition, I present the very recent (late June) experiment on the Carrara marble, compared to the data available for calcite in the literature. This run confirms that the results of the ElectroGriggs are perfectly accurate and reproducible.
Upon additional development to achieve deformation up to 4 GPa (≃ 120 km depth), the design presented here opens a fully new research field, which will help to more deeply understand electrically conductive anomalies in rocks under stress at depth, notably within the lower crust, upper mantle and subducting slabs.
Laboratoire de Géologie
Date: July 15, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Alexandre Janin (Boston College)
Title: Geometry and tectonic regime at oceanic transform faults revealed by teleseismic earthquake focal mechanisms
Laboratoire de Géologie
Date: July 10, 2025
Time: 9h-12h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
Contact: Hideo Aochi (BRGM, LGENS)
Title: Mini-workshop of ANR PREMs projet (Predictability of Earthquakes and Mathematical Models)
8h55 – Short introduction
9h00 (16h00 in Tokyo) – Scientific presentation (25 minutes x 7) [In English, Hybrid]9h00 Blandine Gardonio (ISTerre, Université de Savoie Mont Blanc): seismological analysis.
9h25 Weifan Lu (Univ. Beijing, zoom): Tidal modulation of seismicity in Southern California and Japan.
9h50 Samson Marty (Caltech): An analytical model for elastic stresses induced by hydraulic fracturing: application to the Midland Basin
10h15 Ryoko Nakata (Univ. Tokyo, zoom): Triggering of large earthquakes using multiscale circular patch model in quasi-dynamic numerical simulation of earthquake cycle
(10h40-10h45): short break
10h45 David Marsan (ISTerre, Université de Savoie Mont Blanc): Thermally activated static friction can explain earthquake interactions
11h10 Takahiro Hatano (Osaka Univ., zoom): Triggering of unstable slip in granular matter
11h35 François Pétrélis (LP-ENS): Random geometry models and earthquake statistical properties
12h00 (19h in Tokyo) – Lunch or Dinner
Contact: Hideo Aochi (BRGM, LGENS)
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: July 2, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Matthieu Blanke (NYU)
Title: Physically-Constrained Generative Modeling
Abstract: Generative deep learning methods have become powerful tools for modeling and predicting complex data distributions. While they produce perceptually convincing samples in imaging tasks, many scientific applications in climate sciences require outputs to satisfy strict mathematical constraints, such as conservation laws or dynamical equations. Enforcing such constraints at sampling time is therefore critical for physically consistent predictions. In this talk, we present a mathematical framework for constrained sampling, based on the variational formulation of Langevin dynamics and duality. Building on this foundation, we introduce a sampling algorithm that progressively enforces constraints via variable splitting. We present preliminary experimental results on physically constrained generative modeling tasks, including energy- and mass-conserving diffusion models for data assimilation.
Journée scientifique du Bureau des longitudes
Date: June 25, 2025
Time: 14h
Location: Institut de physique du globe de Paris, 1 rue Jussieu
Organised by: L. Blanchet, F. Combes, F. Mignard
Title: Il y a 100 ans : découverte des Galaxies et de l’exapnsion de l’Univers
Programme: François Mignard – Présentation historique
Pierre Kervella – Etoiles Céphéides comme chandelles standard
Valérie de Lapparent – La séquence de Hubble retrace l’histoire des galaxies,
Mickaël Rigault – Accélération de l’expansion cosmologique
Karim Benabed – Le fond diffus cosmologique
Vivian Poulin – Tension sur la constante de Hubble-Lemaître
ACCES UNIQUEMENT SUR RESERVATION : 06.11.27.71.83 ou contact@bureau-des-longitudes.fr avant le 20 juin
Pour l’accès à la visio-conférence, inscription obligatoire à contact@bureau-des-longitudes.fr (préciser « visio-conférence »)
Département de Géosciences
Date: June 24, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Christian Lorenzi & Matthieu Fraticelli (Département d’études cognitives, ENS)
Title: Listening to river hydrosystems: acoustic, psychophysical and modelling data
Département de Géosciences
Date: June 23, 2025
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: All
Title: Journée du département
Département de Géosciences
Date: June 17, 2025
Time: 11h
Location: salle Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Fabio Ehrenhofer (University of Bologna / PSL université)
Title: Cap and Trade on Water: The Role of Seasonal Forecasts and Potential Application to the Po Valley
Abstract: The efficacy of cap-and-trade water systems, augmented by seasonal forecasts, is examined as a tool for sustainable water management. Using Australia’s Murray-Darling Basin (MDB) as a case study, the presentation first analyzes how its cap-and-trade mechanism operates—covering water rights, trading, farmer adaptation strategies, and how such markets can help restore more natural flow regimes to meet ecological health objectives. This system is then contrasted with traditional command-and-control and infrastructure-based water policies and distinguished from other environmental markets, such as the EU Emissions Trading System for CO₂. A simplified theoretical model is presented to illustrate how seasonal weather forecasts can influence land-use decisions within a water market. Finally, motivated by the Po River’s declining summer flows, the talk outlines initial steps toward applying these concepts through an Agent-Based Model of the Adda-Lario system, integrating seasonal inflow forecasts to assess the potential of this policy framework in the Po Valley.
Soutenance de Thèse
Date: June 16, 2025
Time: 14h
Location: salle Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Yan Barabinot (LMD)
Title: Cohérence et propriétés générales des tourbillons de mésoéchelle dans l’océan global
Abstract: Dans l’océan, la déstabilisation des courants majeurs engendre la formation de tourbillons de mésoéchelle, qui jouent un rôle clé dans la redistribution géographique de la chaleur, du sel et des produits biogéochimiques. Leur omniprésence et leur longévité en font une source majeure de variabilité océanique. Si leur capacité à transporter des traceurs est avérée, la quantification précise de ce transport reste incertaine, notamment en raison des multiples définitions du concept de « cohérence » utilisées pour les caractériser. Traditionnellement étudiés via l’altimétrie satellitaire, les tourbillons ont principalement été analysés en surface, introduisant un biais dans l’évaluation de leur capacité de transport. Bien que des travaux récents s’intéressent à leur structure tridimensionnelle, cette dimension reste encore peu explorée, limitant notre compréhension de leur dynamique de subsurface. Dans ce contexte, nous avons conduit une revue de la littérature afin de clarifier la notion de cohérence appliquée aux tourbillons de mésoéchelle. En exploitant une base de données in situ issue de campagnes océanographiques et des simulations numériques, nous proposons une nouvelle définition de la cohérence fondée sur les propriétés thermohalines des coeurs des tourbillons. La présence d’anomalies thermohalines permet en effet d’identifier le transport effectif d’une masse d’eau par un tourbillon, et ainsi d’évaluer sa cohérence matérielle. Nous proposons également de caractériser la frontière tridimensionnelle des tourbillons de mésoéchelle et analysons leurs formes à l’aide de modélisation analytique. Nos résultats révèlent que les frontières des tourbillons sont dynamiques, turbulentes, et d’intensité dépendante du nombre de Rossby du tourbillon considéré. Elles marquent la zone de contact entre la masse d’eau piégée et les eaux environnantes. Par ailleurs, nous montrons que l’extension verticale des tourbillons est contrôlée par la stratification locale. L’inclinaison des isopycnes constitue la principale source d’anomalie de densité, tandis que les anomalies le long des isopycnes n’affectent pas leur dynamique.
Jury:
– Guillaume Lapeyre (LMD-ENS) – examinateur
– Chantal Staquet (LEGI) – rapportrice
– Eric Chassignet (fsu, coaps) – rapporteur
– Ananda Pascual (IMEDEA) – examinatrice
– Jean Reinaud (St Andrew university) – examinateur
– Sabrina Spech (LMD-ENS) – directrice de thèse
– Xavier Carton (LOPS) – co-directeur de thèse
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: June 13, 2025
Time: 14h
Location: salle Serre – E509
By: Takemasa Miyoshi (RIKEN)
Title: Big Data Assimilation Revolutionizing Numerical Weather Prediction Using Fugaku
Abstract: At RIKEN, we have been exploring a fusion of big data and big computation in numerical weather prediction (NWP), and now with AI and machine learning (ML). Our group in RIKEN has been pushing the limits of NWP through two orders of magnitude bigger computations using the previous Japan’s flagship “K computer”. The efforts include 100-m mesh, 30-second update “Big Data Assimilation” (BDA) fully exploiting the big data from a novel Phased Array Weather Radar. With the new “Fugaku” since 2021, we achieved a real-time BDA application to predict sudden downpours up to 30 minutes in advance during Tokyo Olympics and Paralympics. This presentation will introduce the most recent results from BDA experiments, followed by perspectives toward DA-AI fusion and expanding new applications beyond meteorology.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: June 12, 2025
Time: 11h-12h puis 14h-15h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Morio Nakayama (AORI), Satoru Okajima (Univ. of Tsukuba), Fumiaki Ogawa (Mie Univ.), Akira Yamazaki (JASMTEC)
——————————–
11h-11h30: Morio Nakayama (Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo, Chiba, Japan)
Title: Reexamination of the Southern Hemisphere baroclinic annular mode by separating sub-weekly and lower-frequency disturbances
Abstract: The baroclinic annular mode (BAM) is the leading mode of variability in extratropical tropospheric eddy activity, representing its hemispheric-scale pulsing. The BAM is associated with the distinct hemispheric-scale pulsing of eddy kinetic energy (EKE), poleward eddy heat flux and precipitation rate, indicating pulsing of moist baroclinic eddy activity. The BAM was originally identified based on “eddies” defined locally as the zonally asymmetric component of circulation. However, it has been known that the dynamical characteristics of high-frequency baroclinic disturbances differ substantially from those of lower-frequency quasi-stationary disturbances, both of which are involved in “eddies” without any separation. The present study utilizes temporal filtering to separate disturbances in different frequency ranges and thereby reexamine the structure and time evolution of the BAM variability. It is shown that the leading variability of EKE associated with high-frequency (sub-weekly) disturbances (BAM(H)) represent high-frequency disturbances near the eddy-driven polar-front jet regardless of the seasons and can capture fundamental characteristics of the conventional BAM, including its quasi-periodicity in austral summer, covariations with anomalous lower-tropospheric meridional temperature gradient and hemispheric-scale pulsing in poleward and upward eddy heat flux and precipitation rate. In contrast, these characteristics are less distinct in the leading variability of EKE associated with low-frequency quasi-stationary disturbances (BAM(L)). These suggest that the dynamics of high-frequency baroclinic disturbances is essentially important in the BAM activity, which can be well depicted by the BAM(H). Then, detailed dynamics is investigated from the viewpoint of the BAM(H).
——————————–
11h30-12h: Satoru Okajima (Universiy of Tsukuba, Tsukuba, Japan)
Title: Essential roles of synoptic-scale transient eddies in frontal air-sea interactions
Abstract: The midlatitude ocean has shown to be important for the maintenance of storm tracks through its restoring effect by sharp sea surface temperature (SST) gradients. In western boundary current (WBC) regions, turbulent heat fluxes exhibit strong high-frequency variability, indicative of vigorous synoptic-scale air-sea interactions. However, the importance of synoptic-scale atmospheric eddies, such as cyclones and anticyclones, for the time-mean air-sea interactions has not yet been sufficiently understood in a quantitative manner. In this study, we quantify the contributions of cyclones and anticyclones to climatological-mean heat and moisture supply from the ocean and rainfall along the two major oceanic frontal zones over the North Pacific and North Atlantic. We show that cyclones and anticyclones play distinct roles in the hydrological cycle, which is climatologically enhanced by the presence of oceanic frontal zones. We also demonstrate that the moisture transport from anticyclones to cyclones is strengthened climatologically with the oceanic frontal zones. These results indicate that oceanic frontal zones climatologically act to strengthen the hydrological cycle between cyclones and anticyclones. Additionally, based on fluxes reconstructed through a bulk formula, we demonstrate that the annual-mean heat fluxes are significantly reduced in extratropics when synoptic-scale atmospheric fluctuations are filtered out. The reduction is particularly pronounced around the WBC regions, reaching up to ~30%. Our findings highlight the essential roles of synoptic-scale atmospheric eddies in shaping time-mean air-sea interactions in midlatitudes and provide a key link to bridge the gap between our understanding of midlatitude air-sea interactions from day-to-day to longer-time scales.
——————————–
14h-14h30: Fumiaki Ogawa (Mie University, Tsu, Japan)
Title: Impact of SST Fronts on the Atmospheric Water Cycle and Storm-track Activity
Abstract: The climatological mean enhancement of the turbulent air–sea heat exchange along mid-latitude sea surface temperature (SST) fronts highlights their crucial role for the atmospheric water cycle and storm tracks through the intensification of atmospheric cyclones and their associated precipitation. As part of a Norway–Japan collaborative project, we investigate the sensitivity of the atmospheric circulation – from synoptic to global scales – to SST fronts using a series of aqua-planet experiments. These experiments systematically vary the latitude and strength of the SST front to assess the relative importance of the structure of the SST front versus the SST itself. This presentation focuses on the atmospheric water cycle and storm-track activity. Varying the latitude of a zonally symmetric SST front, the mid-latitude atmospheric water cycle responds through distinct changes in surface latent heat fluxes, precipitation, and atmospheric moisture fluxes, whereas the tropical latitudes remain largely unaffected. As storm tracks are self-maintained through the diabatic generation of eddy available potential energy, the position of the storm track is diabatically anchored at the SST front. While the position of the SST front determines the position of the eddy moisture convergence and thus the diabatic heating that energizes the storm track, the underlying SST itself determines the general strength of the water cycle and thus the intensity of the storm track. Our results emphasize the fundamental role of SST fronts in organizing storm-track activity and the atmospheric water cycle. At the same time, the results highlight that smoothing the sharpness of the SST front while maintaining the cross-frontal SST difference does not significantly alter the atmospheric water budget or storm-track behavior, which is mainly driven by the overall difference in SST across the SST front. The strong connection between the eddy moisture flux and the SST front provides a diabatic pathway to anchor storm tracks along SST fronts.
————————————————–
14h30-15h: Akira Yamazaki (JASMTEC, Japan)
Title: Simulated climatologies of Northern Hemisphere blocking and storm tracks in AGCMs
Abstract: Climatologies of Northern Hemisphere Pacific blocking and Atlantic blocking in relation to storm tracks are examined with a conventional atmospheric general circulation model (GCM) called AFES (with hydrostatic dynamical core and convection, radiation, gravity wave, turbulent-process, and land-process schemes) and a cloud-resolving atmospheric GCM called NICAM. The models are prescribed with realistic sea surface temperature, i.e., AMIP-type simulations, using 5 different horizontal resolutions ranging from 300-km to 25-km and two different convection schemes for AFES and using 2 different horizontal resolutions of 56-km and 28-km for NICAM. As such, a total of 12 experiments are conducted by combining each convection scheme and resolution, from January 1982 to December 2021. For detection of blocking, the potential vorticity anomaly-based method by Schwierz et al. (2004) with a 5-day duration threshold is utilized. It is found that the Pacific and Atlantic blocking frequencies and storm track intensities are adequately simulated with a horizontal resolution of 50-km or 100-km, which get increasingly overestimated with finer resolution in both winter and summer seasons. This overestimation of Pacific and Atlantic blocking frequencies is linked to increase in storm track intensities with resolution over both the Pacific and Atlantic.
Laboratoire de Géologie
Date: June 10, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Lars Ruepke (GEOMAR)
Title: How faults, magma, and fluids shape the Oceanographer transform fault and its adjacent ridge segments
Conférence du Bureau des longitudes
Date: June 4, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Frédéric Daigne (Institut d’astrophysique de Paris)
Title: Phénomènes transitoires extrêmes : les sursauts gamma
Abstract: Les sursauts gamma sont des phénomènes particulièrement énergétiques, très rares à l’échelle d’une galaxie, mais que l’on peut détecter même dans les galaxies les plus lointaines. Ils se présentent comme un premier épisode bref observé dans le domaine des rayons gamma, très intense et le plus souvent très variable, suivi d’un second épisode appelé rémanence, observé à toutes les longueurs d’onde, qui décroît rapidement avant de disparaître. Ils sont associés à un jet relativiste éjecté par une source très compacte, étoile à neutrons ou magnétar, nouvellement formée à la suite de l’effondrement d’une étoile très massive ou de la fusion de deux étoiles à neutrons. Dans ce second cas, la source émet aussi des ondes gravitationnelles. Les sursauts gamma représentent un cas particulièrement extrême de phénomène transitoire et leur étude est un domaine de recherche actuel très actif, non seulement pour comprendre les mécanismes physiques qui sont à l’œuvre dans ces jets relativistes et la nature de leurs étoiles parents, mais aussi pour utiliser ces sources très lumineuses pour explorer l’univers lointain. Dans cette conférence je présenterai plusieurs avancées récentes et décrirai la nouvelle mission spatiale franco-chinoise SVOM, lancée en juin 2024 pour étudier les sursauts gamma, et ses premiers résultats.
Évènement CERES
Date: May 23, 2025
Time: 19h (+expo à partir de 16h)
Location: salle CELAN – 45 rue d’Ulm
Title: Séminaire de restitution du projet Oeillien, projet artistique pictural et poétique
Abstract: Sommes-nous capables et, si oui, comment, de (nous) représenter le point de vue des animaux ? Comment (d)écrire, comment peindre des mondes auxquels nous n’avons qu’un accès très limité, dépendant de spéculations, de rêveries, et de procédés expérimentaux qui ne suffisent pas à rendre compte de la profondeur et de l’altérité radicale que constituent pour nous des formes d’être plus ou moins éloignées des nôtres ?
C’est autour de cette problématique que Julie-Maï Paris et Honorine Aguiriano, élèves à l’ENS en Géosciences et Littérature respectivement, ont créé le Projet Oeillien, projet artistique pictural et poétique.
Leur séminaire de restitution a lieu le vendredi 23 mai de 19h à 20h30 en salle Celan.
Les oeuvres produites durant le projet seront exposées en salle Celan le vendredi 23 mai de 16h à 19h et de 20h30 à 22h et le samedi 24 mai de 10h à 20h, en présence de Julie-Maï et Honorine.
Vous pouvez retrouver plus d’explication sur la page consacrée au projet sur site du CERES et l’affiche de la restitution ici.
Département de Géosciences
Date: May 22, 2025
Time: 9h
Location: salle Froidevaux – E314
Title: Réunion plénière 2025 du LRC Yves-Rocard
Programme ici
Soutenance de Thèse
Date: May 21, 2025
Time: 13h
Location: salle Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Baptiste Hulin (LGENS)
Title: Organic and inorganic carbon dynamics at the soil-roots interface
Abstract: To mitigate climate change, increasing soil organic carbon (C) stocks and enhancing chemical weathering in croplands have been proposed as CO₂ removal strategies. Here, we investigate the role of belowground organic C inputs, namely roots and rhizodeposition, in these approaches. First, we quantified the rhizodeposition of 12 crop species and assessed its decomposition in soil. We found that rhizodeposition accounts for a significant C pool (42% of root inputs) and decomposes more slowly than roots, making it a relevant C input to consider. Next, we examined its role in regulating the chemical weathering of crushed basalt using a new experimental setup with 15 lysimeters in a climate chamber. Our results showed that while plants enhanced solute release, they also reduced seepage, limiting dissolved inorganic C export. Altogether, this highlights the need for a thorough understanding of belowground C inputs to optimize CO₂ removal strategies.
Extended abstract: Terrestrial ecosystems contain vast amounts of carbon (C) and are a hub for C exchanges. They remove CO2 from the atmosphere by sequestrating organic C in biomass and soils via photosynthesis. They also consume CO2 through chemical weathering of minerals. To mitigate climate change, it has been proposed to increase these 2 fluxes in agricultural ecosystems. Belowground organic C inputs, namely roots and rhizodepostion, represent around 46% of net primary production, and greatly contribute to shape their surroundings and to drive the processes controlling organic C sequestration and chemical weathering. This thesis explores how belowground carbon inputs should be considered when addressing CO2 removal through increased plant inputs and weathering. We carried out a first 13C-CO2 labelling mesocosm experiment in a climate chamber to quantify the C inputs attributed to aboveground biomass, roots and net rhizodeposition for 12 crop species. We highlighted a positive correlation between rhizodeposition and aboveground biomass and found no negative correlation among any of the 3 pools. This suggests that increasing inputs by targeting a specific C source will not be at the extent of the others. We then assessed root decomposition and net rhizodeposition through a litterbags incubation experiment in the field over a year. We found that rhizodeposition had a decomposition rate slightly smaller to that of roots. These 2 experiments suggest that net rhizodeposition, that accounted for 22 to 38% of the C allocated belowground, is a significant C input to consider for soil organic carbon increase. We conducted a second experiment designed to facilitate the simultaneous study of the organic and inorganic C cycles. For this purpose, we constructed a new experimental platform composed of 15 instrumented lysimeters in a climate chamber. This notably enabled the monitoring of water flow, which connects most biogeochemical processes in the critical zone. We used this setup to study the chemical weathering of a crushed basalt substrate, on which we grew different genotypes of alfalfa. We found that plants, mostly by increasing the pore CO2 concentration, increased the concentration of solutes in the discharge water. However, through evapotranspiration, they significantly reduced seepage, thereby limiting the export of dissolved inorganic carbon from chemical weathering. This highlighted a duality between C storage strategies and water management. Altogether, our results confirm that belowground C inputs are a major lever for sequestering organic carbon and that their interaction with the inorganic carbon cycle should also be considered.
Jury: Samuel ABIVEN (Directeur de thèse), Professeur junior, ENS-PSL
Pierre BARRÉ (Directeur de thèse), DR, ENS-PSL-CNRS
Marc BENEDETTI (Président), Professeur, IPGP-UPC
Safya MENASSERI (Rapporteuse), Professeure, Institut agro Rennes Angers
Sara VICCA (Rapporteuse), Associate pr., University of Antwerp
Philippe HINSINGER (Examinateur), DR, INRAE
Simon CHOLLET (Invité), IR, Cereep-ECOTRON-CNRS
CERES – Forum des Transitions
Date: May 15, 2025
Time: 18h30-20h
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Table ronde réunissant Laurent Bopp (climatologue océanologue, LMD/IPSL), Victor Brun (responsable Science de la Plateforme Océan Climat), Nicolas Sdez (fondateur de la startup ProNoe) et Léna Chinchio (conseillère et négociatrice climat et science au Ministère de l’Europe et des Affaires Etrangères)
Title: Utiliser l’océan pour y stocker plus de carbone : solution miracle pour sauver le climat ou fausse bonne idée ?
Abstract: Alors que les émissions de CO₂ continuent d’augmenter et que le monde se rapproche dangereusement des limites de réchauffement fixées par l’Accord de Paris, il apparaît de plus en plus évident que la seule réduction des émissions ne suffira pas à éviter des bouleversements climatiques majeurs. Selon le GIEC, pour maintenir le réchauffement en dessous de 1,5°C, il faudra éliminer chaque année des dizaines de gigatonnes de carbone de l’atmosphère. Dans ce contexte, les solutions technologiques d’élimination du dioxyde de carbone (CDR) suscitent un intérêt croissant, notamment celles qui s’appuient sur les océans, qui absorbent naturellement environ 30 % du CO₂ anthropique. Les techniques de géoingénierie marine regroupées sous le terme MCDR (Marine Carbon Dioxide Removal), visent à renforcer ces capacités naturelles d’absorption du CO₂ des océans.
Mais leur efficacité est-elle réellement à la hauteur des enjeux ? Quels en sont les impacts environnementaux potentiels sur les écosystèmes marins ? Qui doit en assurer la gouvernance, alors que des voix appellent déjà à un moratoire ? Au-delà des aspects scientifiques et techniques, ces solutions soulèvent aussi des enjeux sociaux : quels effets pourraient-elles avoir sur les communautés côtières et les activités maritimes ? Et quels rapports de force internationaux pourraient émerger autour de ces nouvelles technologies climatiques ?
Plus d’information et inscription ICI
Colloque
Date: May 15, 2025
Location: amphi Jaurès, 29 rue d’Ulm
Title: Colloque en mémoire de Vladimir Zeitlin
Programme à venir ici
Laboratoire de Géologie
Date: May 13, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Cyril Journeau (Univ of Oregon)
Title: Deciphering the Driving Mechanisms of Seismic Tremors and Earthquake Swarms from Seismic Data Mining Beneath Faults and Volcanoes
Abstract: Seismic networks near active faults and volcanoes continuously record a broad spectrum of seismic signals, including microseismicity and complex tremor-like events, reflecting the dynamics of active geological systems. Advances in big data mining and machine learning now enable improved detection and classification of these signals, enriching seismic catalogs and enhancing our understanding of fault and volcano processes. In this study, we employ state-of-the-art methods for cataloging seismic tremors and earthquake swarms, including CovSeisNet, a network-based cross-correlation method, and deep-learning phase pickers. Applied to Piton de la Fournaise (La Réunion Island) and the Klyuchevskoy Volcanic Group (Kamchatka), our analysis reveals how shallow H₂O degassing, deep CO₂ exsolution, and pressure transients trigger volcanic tremor in hot-spot basaltic and subduction zone systems, respectively. At the Blanco Transform Fault (offshore Oregon), we construct a high-resolution seismic catalog of ~32,000 earthquakes from a temporary OBS network. We identify 475 earthquake swarms, including 272 migrating ones, potentially linked to hydrothermal/magmatic fluid circulation, and episodic slow slip events. These findings provide new insights into the seismic signatures of active geological processes, driving earthquake swarms and seismic tremors beneath volcanoes, oceanic transform fault segments, and pull-apart basins.
Conférence du Bureau des longitudes
Date: May 7, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Terry Quinn (Bureau international des poids et mesures, Bureau des longitudes)
Title: 150ème anniversaire de la Convention du mètre
Abstract: Le 20 mai 1875, était signée à Paris la « Convention du mètre », ce traité international assure aujourd’hui un accord mondial essentiel sur les unités et étalons de mesure entre les 63 États signataires et 140 États associés et leurs économies. La référence à des mesures fiables et accessibles est un élément
indispensable aux domaines fondamentaux du monde actuel, par exemple la médecine, le commerce, l’industrie manufacturière, la navigation et la connaissance scientifique.
Laboratoire de Géologie
Date: May 6, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Alex Hughes (GFZ Potsdam)
Title: Slope stability and submarine geohazards offshore from northwest British Columbia
Laboratoire de Géologie
Date: April 23, 2025 – WEDNESDAY
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Keisuke ARIYOSHI (JAMSTEC, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)
Title: A physical explanation for an unusually long-duration slow slip event in the Nankai Trough
Reference: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0040195124002415
Soutenance d’HDR
Date: April 11, 2025
Time: 14h
Location: amphi Jaurès – 29 rue d’Ulm et en visio ici
By: Samuel Abiven (LGENS)
Title: Carbon cycle on fire – New insights in the carbon cycle of terrestrial ecosystems
Abstract: This document summaries my research for the past 18 years at the university of Zurich and the Ecole normale supérieure. It is based on three main concepts: a scientific view on the persistence of the organic matter in the ecosystems, a holistic approach on how to study plant-soil systems, and a general desire to study such complex systems with transdisciplinarity. In a nutshell, my main research questions are “how much” carbon is there is the terrestrial ecosystems, and “how fast” they transfer from one compartment to another. The main focusses of my work are the pyrogenic carbon and the root-derived carbon in the terrestrial ecosystems. The pyrogenic carbon is the remaining organic fraction of biomass after exposed to heat and fire. On this topic, I was particularly interested in the method to describe it quantitatively and qualitatively, its amount in the ecosystems, at local and global scales, as well as the mechanisms describing its distribution. I also worked on a nature based solution related to this pyrogenic carbon, namely the biochar. Regarding the plant-soil systems and the focus on root-derived carbon, I am interested in how this carbon can be studied from different time and space perspectives, with a focus on the quantity of carbon that flows through the roots and the rhizosphere during the life of the plant, and during its decomposition later on. During these studies, I came across the observation that the effect of roots on the native soil organic matter may be as important as the root-derived carbon itself. This work is globally a playdoyer for experimental science, associated to other disciplines, to study ecosystem complexity.
Jury: Naoise Nunan – Dr., CNRS IEES Rapporteur
Philippe Hinsinger – Dr., INRAE Eco&Sols Rapporteur
Stefan Doerr – Prof. Dr., University of Swansea Rapporteur
Claire Chenu – Prof. Dr., INRAE Ecosys Examinateur
Caroline Masiello – Prof. Dr., Rice university Examinateur
Heike Knicker – Prof. Dr., CSIC Examinateur
Philippa Ascough – Prof. Dr., SUERC Examinateur
Denis Angers – Dr., Université de Laval Examinateur
Pierre Barré – Dr., CNRS Laboratoire géologie ENS Correspondant
Laboratoire de Géologie
Date: April 8, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Laura Wallace (GEOMAR)
Title: Near-Trench megathrust slip processes from a decade of seafloor geodetic observations at the Hikurangi subduction zone, New Zealand
Conférence du Bureau des longitudes
Date: April 2, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Guy Wöppelmann (La Rochelle Université, Bureau des longitudes)
Title: Dans les coulisses de notre connaissance de l’évolution récente du niveau de la mer
Abstract: TBA
Laboratoire de Géologie
Date: April 1, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Claudio Faccenna (GFZ)
Title: Mantle dynamics, continental breakup, river drainage and biodiversity; a tale from the Middle East
Laboratoire de Géologie
Date: March 25, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Léonard Seydoux (IPGP)
Title: From data to knowledge: leveraging machine learning in geophysics
Soutenance de Thèse
Date: Mars 24, 2025
Time: 14h
Location: Amphithéâtre Séquoia (SE_052) – IFP Energies-Nouvelles, 1-4 Avenue du Bois Préau, 92852, Rueil-Malmaison et en visio ici
By: Théo Briolet (LGENS/IFPEN)
Title: Etude expérimentale intégrée de l’impact de l’altération des roches sur leurs propriétés hydromécaniques
Abstract: Les roches carbonatées sont caractérisées par une réactivité importante vis-à-vis des circulations de fluides, qui induit des phénomènes de dissolution associés à des modifications significatives de leurs propriétés hydromécaniques. Ces processus jouent un rôle clé dans la genèse des milieux karstiques, qui constituent des réserves majeures en eau potable, et doivent être intégrés pour garantir un déploiement à grande échelle du stockage géologique du CO2 en aquifères salins carbonatés.
De précédentes études ont montré que la circulation d’un fluide acide dans une roche carbonatée génère différents profils de dissolution en fonction des propriétés intrinsèques de la roche (composition minéralogique, porosité, perméabilité…) et des conditions environnementales (composition chimique du fluide, pH de la solution, débit, température…). Trois principaux régimes de dissolution sont observés : 1) une dissolution compacte proche de la surface d’arrivée du fluide ; 2) le développement d’un ou plusieurs chenaux de dissolution localisée (« wormholes ») ; 3) une dissolution uniforme au sein de la roche.
Ces régimes de dissolution résultent de la compétition entre le transport (advection et diffusion) et la réactivité chimique et sont donc communément reliés aux nombres adimensionnels de Péclet (pour le transport) et de Damköhler (pour la réactivité), qui comparent l’importance relative de ces différents mécanismes.
L’influence de la microstructure complexe des roches carbonatées sur le développement des différents régimes de dissolution reste néanmoins mal comprise. Une grande question ouverte concerne en particulier le rôle spécifique joué par une distribution bimodale de la porosité. Il est également essentiel de mieux comprendre l’impact des différents régimes de dissolution sur l’affaiblissement mécanique.
Afin d’apporter des éléments de réponse à ces questionnements et nourrir notre compréhension du transport réactif au sein des roches carbonatées, nous proposons d’investiguer les contrôles microstructuraux sur les mécanismes de dissolution à travers une étude expérimentale intégrant différentes échelles. Deux calcaires (Euville et Lavoux) de minéralogie similaire (calcite quasi-pure) mais de microstructures significativement différentes ont été étudiés.
La première partie de l’étude s’intéresse à l’échelle des grains. Des essais de dissolution sous écoulement ont notamment été réalisés sur des échantillons de poudres de différentes granulométries afin d’investiguer la réactivité des deux carbonates étudiés. Ces essais ont permis de mettre en évidence que, sous forme broyée, les calcaires d’Euville et de Lavoux présentent des surfaces spécifiques significativement différentes, mais des réactivités très proches en accord avec leurs compositions minéralogiques similaires. Ces résultats sont dus aux micropores intragranulaires qui ne sont pas affectés par la dissolution lors des essais d’injection de fluide acide sur poudres.
La seconde partie de l’étude porte sur des échantillons de roche et intègre l’effet de l’agencement des grains. Des essais d’altération sur roche ont été réalisés en cellule coreflood afin de caractériser le mode de dissolution des calcaires d’Euville et de Lavoux et l’impact sur leurs propriétés pétrophysiques. Dans des conditions expérimentales identiques, différents régimes de dissolution sont observés pour ces deux carbonates selon l’accessibilité des micropores intragranulaires au fluide réactif. Une intégration spécifique de ces effets microstructuraux dans les nombres adimensionnels de Péclet et Damköhler a été proposée. Enfin, des essais de dissolution en cellule pétroacoustique ont montré des évolutions différentes des vitesses acoustiques selon le régime de dissolution. Dans le cas d’une altération suffisamment distribuée, les modules élastiques des échantillons altérés ont été calculés.
Les résultats obtenus mettent en évidence le rôle clé de la microstructure sur la dissolution des roches carbonatées.
Jury: Mr Fabrice Golfier – Université de Lorraine (Géoressources) – Rapporteur
Mme Linda LUQUOT – Université de Montpellier (Géosciences Montpellier) – Rapportrice
Mme Isabelle MARTINEZ – Institut de Physique du Globe de Paris – Examinatrice
Mme Alexandra Kushnir – EPFL (Laboratoire de physique des roches et géofluides) – Examinatrice
Mr Philippe RENARD – Université de Neuchâtel – Examinateur
Mr Jérôme FORTIN – ENS Paris (Laboratoire de géologie, Département de Géosciences) – Directeur de thèse
Mme Elisabeth BEMER – IFP energies nouvelles – co-encadrante de thèse
Mr Olivier SISSMANN – IFP energies nouvelles – co-encadrant de thèse
Laboratoire de Géologie
Date: March 18, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Marc Jolivet (IPGP)
Title: The Okavango Delta: Unstable balance of a wetland in the Kalahari Desert
Abstract: In the heart of the South African plateau, the subtropical wetlands of the Okavango Delta (Botswana) represent an oasis of biodiversity within the Kalahari Desert. The Delta lies in an active tectonic trough (the Okavango graben) at the south-western end of the East African Rift. This unique combination of terrestrial and aquatic ecosystems, a UNESCO World Heritage Site since 2014, is closely dependent on the annual flooding of the Okavango River. Every year, the river brings in around 10 km³ of water from the mountains of Angola, 700 km further north. But this exceptional environment, largely untouched by human activity, is based on a fragile balance. A unique source of biodiversity as well as a key economic resource for Botswana, the Delta is threatened by its own evolution as much as by global change and human pressure. After an initial exploration of the tectonic functioning of the Okavango graben, we have gradually involved geochemists, hydrologists, remote sensing specialists, ecologists, biochemists and more recently doctors and sociologists in a holistic study of the functioning of the Delta and its interactions with the communities that depend on it. The Alkaline Wetlands and CDKu-Link projects, co-sponsored by the CNRS (M. Jolivet, IPGP) and the Okavango Research Institute (N. Mazrui, Univ. Gaborone), are looking in particular at the interactions between a sub-surface saline aquifer (pH of 8 to 10) naturally enriched in metals and metalloids (As, V, Cr, Pb, U, etc) and the surface environment. We show that since fairly recently, these metals have been absorbed to a very large extent by the flora via surface salt resurgences, and that this natural contamination represents a danger for the fauna and human populations living around the Delta.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: March 17, 2025 – MONDAY
Time: 10h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Rupert Stuart-Smith (Oxford Sustainable Law Programme)
Title: Climate science in court: How scientific evidence can clarify states’ and companies’ legal responsibility to mitigate climate change
Abstract: Growing numbers of climate lawsuits have been filed worldwide in recent years, many of which seek to compel states and, more recently, corporates to reduce their greenhouse gas emissions. These legal claims are of growing financial risk for targeted firms and grounded in scientific developments that clarify the emissions reductions needed to meet climate goals. However, pathways consistent with the Paris long-term temperature goal span a wide range of emission reductions in coming years: the IPCC indicates 34-60% cuts in greenhouse gas emissions in 2030 relative to 2019. This range is a major source of legal and policy uncertainty. A key determinant of the rate at which emissions must be reduced this decade is the extent to which CO2 removal (CDR) is relied on to withdraw emissions from the atmosphere. Further complexity exists when dividing global pathways between states or sectors.
This lecture will explore how States’ dependence on carbon dioxide removal jeopardise the goals of the Paris Agreement and their legal enforcement. I will also present new research that clarifies States’ mitigation obligations in light of this apparent policy uncertainty.
Laboratoire de Géologie
Date: March 11, 2025
Time: 9h-17h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
Organised by: Jerome Fortin, Beatriz Quintal, Holger Steeb and Erik Saenger
Title: MINISYMPOSIUM ON POROELASTICITY AND ROCK PHYSICS 2025
It will be an informal one-day event (9:00 – 17:00) with presentations, posters, and plenty of time to elaborate and discuss new ideas and research directions. Theory, laboratory experiments and numerical investigations in the area of poroelasticity and rockphysics will be covered. Besides the regular presentations, posters can be advertized in short 3-slides-3-minutes presentations to stimulate the discussions during the poster session. Please let us know your contribution. Feel invited! We just need the title. Based on your inputs we will create the final program.
+ On Monday (the day before) we will have additional activities. To be announced.
For more info or to express your interest in participating in the Poroelasticity Minisymposium or in any of the Monday-activities or for any other questions: https://rockphysics.org/en/minisymposium
Conférence du Bureau des longitudes
Date: March 5, 2025
Time: 14h30
Location: salle Jaurès, 29 rue d’Ulm ou 24 rue Lhomond
By: Alessandro Morbidelli (Collège de France, Académie des sciences)
Title: Formation des planètes et des exoplanètes
Abstract: Deux processus différents ont été identifiés pour la croissance des planètes : l’accrétion d’essaims de planétésimaux par collisions et la « pebble accretion », cette dernière étant l’accrétion d’une multitude de particules de poussière individuelles dans un milieu gazeux. L’analyse des contraintes du système solaire, dont la plupart proviennent du domaine de la cosmochimie, suggère que la pebble accretion a été le processus dominant pour la croissance des noyaux des planètes géantes et que l’accrétion de planétésimaux a été le processus dominant pour les planètes terrestres. La prédominance de deux processus différents dans les parties internes et externes du disque protoplanétaire explique pourquoi les planètes géantes et terrestres sont si différentes et se sont développées à des échelles de temps radicalement différentes.
La plupart des planètes extrasolaires que nous observons, y compris les super-Terres, sont entourées d’atmosphères primitives. Seules les planètes trop fortement irradiées par l’étoile centrale n’ont pas de telles atmosphères. Cette observation suggère que toutes les planètes extrasolaires observées ont finalisé leur accrétion quand H et He étaient encore présents dans le disque, comme dans le cas des planètes géantes du système solaire. La pebble accretion est donc le mécanisme privilégié pour leur croissance. Cependant, la pebble accretion devrait produire des planètes riches en glace, alors que certaines super-Terres dépourvues d’atmosphère semblent avoir une composition rocheuse. Ces planètes pourraient s’être formées par accrétion de planétésimaux si la masse totale de leur population était suffisamment importante.
La migration des planètes due aux interactions planète-disque semble s’être réalisée différemment dans le système solaire et autour d’autres étoiles. Les planètes extrasolaires observées sont généralement proches de leur étoile mère. La migration a dû être efficace. Dans le système solaire, les planètes géantes ont évité la migration vers le Soleil grâce à leur action conjointe sur la structure du disque protoplanétaire. Dans les deux cas, les planètes auraient dû atteindre une configuration pleinement résonante, qui a ensuite été cassée par une phase d’instabilité orbitale survenant après l’élimination du disque protoplanétaire.
Laboratoire de Géologie
Date: March 4, 2025
Time: 11h
Location: salle Lien Hua – E350
By: Gaspard Farge (UCSC)
Title: The perturbing influence of small earthquakes on slow fault slip synchronization
Laboratoire de Géologie
Date: February 11, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Philippe Renard (Université de Neuchâtel)
Title: Climate change impact on water availability in the Tsanfleuron aquifer (Swiss Alps)
Abstract: Alpine regions are among the most affected by climate change’s impacts. In this presentation, I will show how water availability could evolve in the region of Tsanfleuron in the Swiss Alps. This site combines a rapidly retreating glacier overlying a karstic aquifer that feds a spring used for water supply by the municipality of Conthey. The characterization of the system involves several aspects, from estimating the volume of the glacier using geophysics and spatial statistics, to constructing several models allowing to forecast the evolution of water availability. I will show that our preliminary assessment and models provide highly uncertain forecasts, and discuss how we could improve them.
Séminaire d’actualité Critique de l’ENS
Date: February 6, 2025
Time: 18h-20h
Location: salle 1 de la Bibliothèque de Lettres SHS de l’ENS – 45 rue d’Ulm
By: Valérie Masson-Delmotte (paléoclimatologue au LSCE et co-autrice du GIEC), Fabrice Rousselot (journaliste et fondateur de The Conversation France) et Jean Sauvignon (membre de l’association QuotaClimat et de l’Observatoire des médias sur l’Écologie)
Title: COoPération entre recherche et médias – Comment faire mieux ?
Abstract: Maud Chevalier (ENS) et Emma Samin (LSCE) organise ce séminaire d’actualité critique sur le traitement journalistique des COP.
Jeudi 6 février, à l’École normale supérieure, elles auront le plaisir d’accueillir Valérie Masson-Delmotte, Fabrice Rousselot et Jean Sauvignon pour une table ronde dédiée au traitement journalistique des COP (Conférences des Parties), qui réunissent les pays du monde entier afin de débattre des grands enjeux environnementaux. Depuis le coup d’éclat de la COP21 à Paris en 2015, la couverture médiatique de ces événements est marquée par un défaitisme croissant et une invisibilisation préoccupante, comme l’ont montré les retours des COP16 sur la biodiversité à Cali et COP29 sur le climat à Bakou, fin 2024.
Comment expliquer ce déclin médiatique et comment repenser cette couverture pour renforcer le lien entre recherche et société ?
Organisée dans la prestigieuse bibliothèque de l’ENS, cette soirée sera également l’occasion d’aborder un thème central dans la coopération entre médias et recherche : la désinformation croissante et ses nouveaux enjeux, notamment à travers l’exemple de la géo-ingénierie. Les intervenants — un journaliste, une chercheuse et un militant aux points de vue complémentaires — dresseront un état des lieux de la couverture médiatique des COP et proposeront des pistes pour comprendre les dynamiques actuelles ainsi que des solutions pour replacer ces sujets au cœur des préoccupations de notre société.
Un temps d’échange avec le public est prévu en fin de conférence.
Conférence du Bureau des longitudes
Date: February 5, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Elvira Astafyeva (Institut de physique du globe de Paris)
Title: Ionosphère – Un nouvel outil pour l’évaluation des aléas naturels
Abstract: L’ionosphère est une partie ionisée de la haute atmosphère qui se situe entre 60 et 1000 km d’altitude. Étant principalement formée par l’ionisation UV du soleil, l’ionosphère est naturellement sensible aux variations de l’activité solaire, ainsi qu’aux variations du champ magnétique externe. De l’autre côté, l’ionosphère peut être perturbée par des impacts en provenance « du bas », i.e. par des aléas naturels (e.g., séismes, tsunamis, éruptions volcaniques, tornades, tempêtes), ainsi que par d’autres évènements non-géophysiques, tels que des explosions et des lancements de fusées. L’ionosphère, par conséquent, peut être appelée un « capteur naturel » de ces phénomènes.
La sismologie ionosphérique est une branche de la géophysique qui étudie la réponse ionosphérique aux aléas naturels. Des perturbations ionosphériques engendrées par des séismes, des éruptions volcaniques et des tsunamis s’appellent des perturbations co-sismiques, co-volcaniques et co-tsunamiques, respectivement. Il est désormais connu que des paramètres des perturbations ionosphériques ont un lien très proche avec ceux de la source de l’événement qui a généré ces perturbations. Par conséquent, on peut envisager d’utiliser des mesures ionosphériques pour l’estimation des paramètres des aléas naturels.
Soutenance de Thèse
Date: January 24, 2025
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Laetitia Parc (LMD)
Title: Role of rain in CO2 exchanges at the ocean-atmosphere interface
Abstract: The ocean plays an important role in the global carbon cycle by absorbing about a quarter of the carbon emitted by human activities every year. Exchanges between the ocean and the atmosphere are governed by various chemicophysical and biological processes. Among these processes, rain has been overlooked in past studies due to its intermittence. However, it alters the physical and biogeochemical properties of the ocean surface, and thus promotes the exchange of carbon dioxide (CO2) at the air-sea interface. Rain impacts this carbon exchange in three different ways. First, as it falls on the ocean surface, it generates turbulence that facilitates the renewal of water masses in contact with the atmosphere. Secondly, it dilutes the seawater at the surface, altering the chemical equilibrium within the oceanic carbon cycle and enabling seawater to absorb greater quantities of CO2. Finally, raindrops directly inject CO2 absorbed during their fall into the ocean through wet deposition. The objective of this thesis is to quantify the impact of rain on the oceanic CO2 sink at different spatiotemporal scales. A first global estimation of the resultant of these three effects on the global ocean uptake has been done using reanalysis and observational (in-situ and satellite) products over the period 2008 to 2018. This study shows that rain increases the oceanic carbon sink by 140 to 190 million tonnes of carbon per year, representing an increase of 6 to 8% in the 2.36 billion tonnes absorbed annually by the oceans. The main regions affected by these processes are the tropics, the storm track regions and the Southern Ocean. However, variations in the global estimates are due to large uncertainties on the rain rates themselves and on the associated ocean’s surface response. A more detailed study of the sensitivity of the impact of rain to rainfall rates is carried out at regional (using radar measurements) and global scales. An increase of 15% in the combined effect of rain-induced turbulence and dilution is assessed using satellitebased precipitation estimates instead of reanalysis rain data, the former being characterized by a greater contribution of heavy rainfall to the total rainfall volume. Finally, these fine-scale processes are integrated into the CO2 flux calculations of a global ocean biogeochemistry model (GOBM) forced by atmospheric reanalysis. It allows us to take into account the response of surface biogeochemistry to the rain impact on CO2 exchanges at the air-sea interface. In this framework, the total rain effect leads to an increase of 0.9% in the global ocean sink over the period 1980 to 2022. This significant attenuation of the adjustment in ocean carbon uptake is linked to the accumulation of CO2 absorbed through these processes in the ocean surface layer. This result is directly linked to the capacity of the ocean general circulation model to transfer CO2 in its interior.
Jury: Pascale Bouruet-Aubertot (examinatrice), Roland Séférian (rapporteur), Matthieu Lengaigne (rapporteur), Laure Resplandy (examinatrice), Laurent Bopp (directeur de thèse), Hugo Bellenger (co-encadrant), David T. Ho (invité), Jacqueline Boutin (invitée)
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: January 24, 2025
Time: 14h à 17h
Location: salle des Actes – 45 rue d’Ulm
By: Stéphanie Barral, socio-économiste, LISIS & Second intervenant TBD
Title: La compensation carbone
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: January 17, 2025
Time: 14h à 17h
Location: salle des Actes – 45 rue d’Ulm
By: Béatrice Cointe, sociologue, Ecole des Mines & Jean-Baptiste Fressoz, historien, EHESS
Title: Transition, scénarios de décarbonation et rôle du GIEC
Département de Géoscience
Date: January 16, 2025
Time: 18h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Anne Le Strat
Title: Eau de Paris : Action, Politique et Rév-Eau-lution
Abstract: Docteure en Géopolitique, Anne Le Strat est une femme politique, consultante, conférencière et enseignante (AgroParisTech, Regen School, Sciences Po Paris). Ancienne Maire-adjointe de Paris en charge de l’eau et de l’assainissement et ex-présidente d’Eau de Paris, opérateur public d’eau, elle a dirigé la politique de l’eau parisienne de 2001 à 2014 avec notamment la remunicipalisation du service (qui a mis fin aux contrats des multinationales de l’eau Suez et Véolia) et la conservation du réseau d’eau non potable. Ces choix, appuyés par les connaissances scientifiques, ont profondément marqué la gestion de l’eau en France et à l’étranger.
Anne Le Strat nous parlera de ses combats, et de ses expériences internationales en tant que cofondatrice et ex-présidente d’Aqua Publica Europea, le premier réseau européen d’opérateurs publics d’eau et d’assainissement, de Research Fellow pour NYU et Senior Consultant pour GWOPA – UN-Habitat (Global Water Operators’ Partnership Alliance).
Pour en savoir plus, vous pouvez vous référer à ses articles et livres sur les sujets de politique et de gouvernance de l’eau, dont le dernier est sorti au Seuil (collection Libelle) Eau : l’état d’urgence.
CERES – STEPE – Transition énergétique
Date: January 15, 2025
Time: 16h
Location: salle E409
By: Pierre Friedlingstein (Directeur de recherche CNRS au LMD/ENS)
Titre : Le cycle du carbone global et son rôle dans le changement climatique
Résumé : Le changement climatique en cours est principalement dû à l’augmentation des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre, les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) étant la principale cause. Dans ce séminaire, je présenterai d’abord la perturbation anthropique du cycle global du carbone. Ensuite je passerai en revue les connaissances actuelles sur la dynamique du système couplé climat et cycle du carbone et le développement de modèles Système Terre (Earth System Models) qui permettent de quantifier les émissions futures de CO₂ compatibles avec les objectifs de l’Accord de Paris visant à limiter le réchauffement global.
Laboratoire de Géologie
Date: January 14, 2025
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: François Renard (University of Oslo & University Grenoble Alpes – and office E206 at LGENS)
Title: Imaging and predicting the preparation process of laboratory earthquakes using X-rays and machine learning
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: January 10, 2025
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Alexis Aulagnier, sociologue, IEP Bordeaux & Sophie Dubuisson-Quellier, sociologue, CNRS Sciences Po
Title: Action publique et « solutions » au changement climatique : instruments, échelles, effets
Conférence du Bureau des longitudes
Date: January 8, 2025
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Laurent Bopp (LMD/IPSL, ENS-PSL)
Title: Changement climatique et écosystèmes marins : projections, impacts et rétroactions
Abstract: L’océan couvre plus de 70% de la surface du globe et représente un volume d’eau considérable de plus de 1300 millions de km3, constituant ainsi l’un des principaux réservoirs de biodiversité dans le monde. Distribués des zones côtières à l’océan du large, de l’océan de surface éclairé et turbulent aux grandes plaines abyssales plusieurs milliers de mètres sous la surface, les écosystèmes océaniques sont particulièrement variés et représentent une biodiversité considérable. Au cours de cet exposé, j’illustrerai la diversité de ces écosystèmes et je montrerai comment et pourquoi leurs fonctionnements régulent en partie le climat de la planète et le fonctionnement des grands cycles biogéochimiques. Je montrerai également que les activités anthropiques, et le changement climatique associé, perturbent ce fonctionnement et menacent nombre de services écosystémiques associés à la biosphère marine.
Laboratoire de Géologie
Date: January 7, 2025
Time: 11h
Location: salle Serre – E509
By: Giuseppe Costantino (LGENS)
Title: Slow slip event detection and characterization through deep learning applied to geodetic time series: current insights and future perspectives
Soutenance de Thèse
Date: December 20, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Manon Berger (LMD)
Title: Coastal ocean carbon cycle, and the potential role of macroalgae in removing atmospheric carbon dioxide
Abstract: International climate agreements aim to reduce CO₂ emissions, but a gap remains between current trajectories and the reductions needed to limit warming to 2°C. Carbon dioxide removal (CDR) technologies are essential to offset residual emissions, particularly from hard-to-decarbonize sectors. The ocean’s vast capacity to absorb CO₂ offers a key opportunity for marine CDR (mCDR), especially through seaweed cultivation in coastal regions like Exclusive Economic Zones (EEZs). Seaweed farming is promising due to its high productivity and established agricultural practices, but scaling to climate-relevant levels poses challenges related to long-term carbon sequestration and ecosystem impacts. This PhD explores seaweed cultivation as a CDR strategy using the NEMO-PISCES ocean biogeochemical model. Simulations show that seaweed CDR potential is limited by dynamical and geochemical processes, with only partial air-sea carbon equilibration. Biological constraints, including nutrient competition with phytoplankton, further reduce potential. Additionally, accounting for seaweed’s iron utilization lowers afforestation potential, suppresses phytoplankton production, and reduces CDR estimates. We show that nutrient affinity and demand significantly impact these projections. As CDR will be critical for future climate mitigation, we assess the effects of rising atmospheric CO₂ and climate change on seaweed CDR. Results indicate potential increases at high latitudes due to enhanced stratification and CO₂ concentrations, while other regions may see declines. These findings highlight the importance of accurately representing seaweed physiology and broader biogeochemical processes in future CDR assessments.
Jury: Sabrina Speich (examiatrice) – Professeure à l’École normale supérieure – PSL
Laure Resplandy (rapportrice) – Professeure associée à l’iniversité de Princeton
Judith Hauck (rapportrice) – Directrice de recherche à l’Alfred Wagner Institute
Paul Halloran (examinateur) – Professeur à l’unniversité d’Exeter
Laurent Bopp (directeur de thèse) – Directeur de recherche au CNRS au LMD
Lester Kwiatkowski (co-encadrant) – Chargé de recherche au CNRS au LOCEAN
David T. Ho (invité) – Professeur à l’inniversité d’Hawai’i à Mānoa
Soutenance de Thèse
Date: December 19, 2024
Time: 13h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Johanne Lebrun Thauront (LGENS)
Title: Distribution et dynamique du carbone pyrogénique dans les sols à l’échelle du paysage et méthodes pour leur caractérisation
Abstract: Le carbone pyrogénique (CPy) est du carbone organique dont les caractéristiques chimiques et physiques ont été modifiées à divers degrés par l’exposition à une chaleur élevée lors de feux, d’une pyrolyse intentionnelle ou d’une combustion incomplète dans les moteurs et les processus industriels. Il représente 15\% du carbone organique du sol (COS) et peut perdurer dans les sols pendant des décennies, voire des millénaires. En raison de sa stabilité, le CPy, sous forme de biochar, est envisagé comme un amendement pour l’élimination du dioxyde de carbone. Cette utilisation nécessite des moyens d’estimer avec précision la persistance du CPy à partir d’indicateurs facilement mesurables. Après son dépôt à la surface du sol, les processus de transport latéraux et verticaux redistribuent le CPy dans le compartiment terrestre, dans des quantités encore inconnues. Pour quantifier le CPy sur une grande échelle spatiale, il faut des méthodes analytiques rapides et peu coûteuses qui couvrent une large gamme du continuum CPy.
Dans cette thèse, j’ai quantifié le CPy dans le profil du sol à différentes positions du paysage, à différents temps depuis le feu et dans différents types de sol, dans des zones agricoles et forestières, sous un climat océanique tempéré. J’ai montré que le CPy continuait à être redistribué dans les sols et dans le paysage des milliers d’années après sa formation et qu’il n’était pas sensible aux mêmes facteurs environnementaux que le reste de la matière organique.
J’ai utilisé l’analyse thermique Rock-Eval pour évaluer l’étendue des méthodes existantes de quantification du CPy en termes de stabilité thermique et développé des modèles pour prédire les teneurs en CPy équivalentes par Rock-Eval.
Enfin, j’ai examiné la littérature sur la relation entre les paramètres de production du biochar et ses caractéristiques physico-chimiques. Cette étude à montré qu’utiliser la température la plus élevée atteinte pendant la pyrolyse comme prédicteur de la persistance du biochar dans le sol entraînerait des erreurs potentiellement importantes.
Jury: Christelle Hély, directrice d’études à l’EPHE, chercheuse à l’ISEM
Daniel Rasse, directeur de recherche au Norwegian Institute of Bioeconomy Research
Marie Alexis, maîtresse de conférence à Sorbonne Université
Florence Habets, directrice de recherche au CNRS, chercheuse au laboratoire de géologie de l’ENS
Pierre Barré (directeur de thèse), directeur de recherche au CNRS, chercheur au laboratoire de géologie de l’ENS
Samuel Abiven (encadrant), professeur junior à l’ENS-PSL, enseignant-chercheur au laboratoire de géologie de l’ENS
CERES – STEPE – Transition énergétique
Date: December 18, 2024
Time: 16h
Location: salle E409
By: Laurent Bopp (Directeur de recherche CNRS au LMD/ENS)
Titre : Le puits de carbone océanique et les méthodes d’élimination du dioxyde de carbone associées
Résumé : Dans cet exposé, je présenterai le rôle crucial du puits de carbone océanique dans la réduction de l’augmentation du CO2 atmosphérique et le ralentissement du réchauffement climatique qui en découle. Je mettrai en lumière les mécanismes essentiels qui régissent ce puits et les flux de carbone au sein de l’océan. Cette analyse me conduira à exposer les principes fondamentaux des principales techniques d’élimination du CO2 atmosphérique basées sur l’océan. Je discuterai en particulier des avantages et des limites des approches telles que la fertilisation de l’océan, l’alcalinisation de l’eau et la préservation ou la restauration des écosystèmes de carbone bleu.
Soutenance de Thèse
Date: December 18, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Lucile Pauget (LMD)
Title: Ondes de gravité et couche limite atmosphérique : impact sur le climat et la propagation des infrasons
Abstract: Cette thèse étudie la propagation horizontale des ondes dans l’atmosphère, en se concentrant sur le piégeage des ondes de montagne et des infrasons. Dans un premier temps, elle analyse l’amortissement des ondes de montagne piégées en incluant une couche limite atmosphérique, en fonction de la stabilité de l’atmosphère et de la courbure du profil du vent. L’étude montre une forte atténuation liée à ces facteurs, et la présence de modes intéragissant peu avec la surface lorsque l’absorption des ondes est importante. Ensuite, la thèse examine la propagation des infrasons sous l’influence des ondes de gravité, utilisant des données issues de 106 explosions réelles. Les résultats montrent que les ondes de gravité modifient l’amplitude et les temps d’arrivée des signaux. Ces recherches ont des applications en climatologie et dans la surveillance du traité de non-prolifération des armes nucléaires, en améliorant les modèles de prévision et la compréhension de la dynamique des ondes.
Jury: Lapeyre Guillaume (examinateur), directeur de recherche CNRS à l’école normale supérieure
Stéphane Le Dizès (rapporteur), directeur de recherche CNRS à Aix – Marseille université
Caroline Müller (examinatrice), professeur à l’Institute of Science and Technologie, Austria
Didier Ricard (rapporteur), ingénieur en chef des ponts, eau et forets, chercheur à Météo France
Chantal Staquet (examinatrice), professeur à l’université Grenoble – Alpes
Etienne Vignon (examinateur), chargé de recherche CNRS à Sorbonne université
François Lott (directeur de thèse), directeur de recherche CNRS à l’école normale supérieure
Christophe Millet (co-directeur de thèse), directeur de recherche au CEA
Soutenance de Thèse
Date: December 17, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Martin Colledge (LGENS)
Title: Influence of Stress Oscillations on Seismicity: from Labquakes to Earthquakes
Jury: Pascal Bernard, Physicien CNAP, IPGP
Céline Beauval, Directrice de recherche IRD, ISTerre
Marie Violay, Professeure Associé, EPFL
Olivier Lengliné, Assistant Professor, ITES
Alexandre Schubnel, Directeur de recherche CNRS, ENS-PSL
Laurent Bollinger, Directeur de recherche, CEA DAM-DIF
Kristel Chanard, Chargée de recherche IGN, IPGP
Clara Duverger, Docteure, Lithium de France
Laboratoire de Géologie
Date: December 17, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Louise Maubant (ANU)
Title: The role of Slow Slip Events into the seismic cycle: from observations to numerical models
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: December 13, 2024
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Aglaé Jézéquel, climatologue, LMD & Adèle Tanguy, politiste, IDDRI
Title: Technicisation des impacts du changement climatique : de la cartographie du risque aux réponses politiques
Soutenance de Thèse
Date: December 12, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Rémi Gaillard (LGENS)
Title: Representation and analysis of climate-carbon-nitrogen interactions over permafrost regions in the IPSL Earth system model
Abstract: Permafrost soils, found in cold regions of the globe, contain large amounts of organic carbon. These carbon stocks are threatened by the strong Arctic warming, which causes permafrost to thaw, exposing previously frozen organic matter to decomposition. This results in CO2 and CH4 emissions that amplify global warming through the so-called permafrost carbon-climate feedback, with implications for carbon budgets and emission reduction pathways. However, both the timing and magnitude of this feedback remain highly uncertain. In fact, the future dynamics of the permafrost carbon cycle have only been assessed using land surface models (LSMs) or models of intermediate complexity, with contrasting responses. Among the models of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6), launched in 2014 to better understand the responses of climate system to anthropogenic forcings, only two Earth System Models (ESMs) include permafrost carbon, and both share the same land component. This thesis sheds new light on the subject by incorporating permafrost mechanisms into another ESM. As part of my thesis, I developed a new Earth system model, called IPSL-Perm-LandN, building on physical and biogeochemical permafrost processes originally developed at the Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) in the early 2010s. This involved incorporating additional features, such as soil insulation by groundcover, into a version of the land surface model that already included an explicit representation of the land nitrogen cycle. As a first step towards improving the realism of the representation of the Arctic climate, the latent heat of soil water phase change and soil insulation by soil organic carbon and a surface organic layer (i.e. mosses, lichens, litter) are shown to strongly influence the surface air temperature and snowfall fraction. Their inclusion in the model leads to an improvement of the high-latitude climate simulations and of the thermal state of permafrost, which is consistent with observations and satellite products. IPSL-Perm-LandN is evaluated against observations and data-driven products over the historical period (1850-2014) and consistently simulates much larger permafrost soil carbon stocks than the previous version of the IPSL ESM. The permafrost region is found to be a net carbon sink in recent decades with a net land-atmosphere carbon flux consistent with the upscaling of flux measurements. Under future increasing atmospheric CO2 concentrations, the permafrost region remains a carbon sink in IPSL-Perm-LandN despite significant soil carbon losses caused by permafrost thaw, due to counteracting negative feedbacks. In particular, the increased nitrogen availability following permafrost thaw is found to reduce vegetation nitrogen limitation and thus to increase land carbon uptake, although this effect is likely to be overestimated. Finally, the model simulates irreversible land and ocean carbon changes under atmospheric CO2 overshoot pathways. In aggressive mitigation scenarios, land and ocean turn into carbon sources, partially offsetting mitigation efforts and highlighting the need to minimise temperature overshoots as much as possible.
Jury:
Florence Habets (examinatrice) – Directrice de recherche CNRS à l’Ecole Normale Supérieure
Christina Biasi (rapportrice) – Directrice de recherche à l’université d’Eastern Finland
Bertrand Decharme (rapporteur) – Directeur de recherche CNRS
Sönke Zaehle (examinateur) – Professeur au Max Plank Intitute for Biogeochemistry
Chris Jones (examinateur) – Professeur à l’université de Bristol
Bertrand Guenet (directeur de thèse) – Chargé de recherche CNRS à l’Ecole Normale Supérieure
Patricia Cadule (co-directrice) – Ingénieure de recherche CNRS à l’Institut Pierre-Simon Laplace
Philippe Peylin (co-encadrant) – Directeur de recherche CNRS au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement
Projection
Date: December 11, 2024
Time: 17h
Location: amphithéâtre Jaurès – bâtiment Jaurès – accès à travers le jardin par le 24 rue Lhomond
By: Christophe Cassou (ENS), Aurore Grandin (PSL), Lucie Marinier (CNAM) et Jean Lavigne et Christine Baudillon (artistes et cinéastes)
Title: Projection du film « Un précipice immense dans les émotions de la Terre » suivie d’une table ronde « Art, culture, science, des regards à croiser pour relever le défi écologique »
About the film: À travers l’histoire d’un petit territoire d’une haute vallée pyrénéenne, ce film s’attache aux enjeux climatiques et écologiques qui défient l’humanité. Il croise des regards artistiques, poétiques, philosophiques et scientifiques dans des associations d’images, de pensées et de musiques, privilégiant l’approche émotionnelle et sociale.
Objet artistique en lui-même, ce film fait suite à l’exposition – à voir en ce moment dans le hall du 24 rue Lhomond et au CNAM – et au livre « Un précipice immense dans les émotions de la Terre » dont il reprend et enrichit les contenus sous une nouvelle forme. Il témoigne aussi de l’importance passée, présente et future à mener des actions, à rendre visibles les enjeux politiques, culturels, artistiques et scientifiques auprès de tous les publics, de toutes les classes sociales, dans tous lieux de vie. Il essaie dans un dessein plus général, d’être au service de l’action pédagogique, institutionnelle ou pas. Au-delà de la prise de conscience, il privilégie la « question sociale » comme réponse essentielle au chaos écologique.
Télécharger l’affiche
Soutenance de Thèse
Date: December 10, 2024
Time: 15h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Vinita Deshmukh (LMD)
Title: Dynamics of Atmospheric Blocking and its Link to Extreme Temperature Events
Abstract: Atmospheric blocking is a key feature of mid-latitude weather. It is defined as a flow configuration, in which a quasi-stationary anticyclonic circulation anomaly disrupts the prevailing westerly flow. This pattern is often linked to various weather extremes. Despite its importance, blocking mechanisms are not fully understood. Accurately representing blocking in climate models is still challenging, and weather forecasting models struggle to predict the onset and duration of blocking. This thesis aims to enhance the understanding of blocking mechanisms and their links to temperature extremes by exploring three aspects:
(i) The contribution of dry and moist processes to blocking circulation: Using a dry General circualtion model whose climatology is close to the reanalyses, I showed blocking events have similar characteristics in the model and the reanalyses but are rarer in the model. It means there is no specific property of blocking that cannot be simulated by the dry model.
(ii) Heatwaves and Blocking: This study explores the link between temporally evolving heatwaves and atmospheric blocking using a quasi-Lagrangian framework. It highlights how blocking characteristics are linked to heatwave occurrences and their properties.
(iii) Gulf Stream and Blocking Dynamics: Using ECMWF-IFS sensitivity experiments, this study examines how surface latent heat fluxes from the Gulf Stream influence blocking formation and maintenance.
Jury:
Fabio D’ANDREA, Président du jury (École normale supérieure – PSL)
Olivia ROMPPAINEN-MARTIUS, Rapportrice (University of Bern)
Stephan PFAHL, Rapporteur (Institut für Meteorologie)
Camille LI, Examinatrice (University of Bergen)
Paolo DAVINI, Examinateur (CNR-ISAC)
Gwendal RIVIÈRE, Directeur de thèse (CNRS-LMD)
Sébastien FROMANG, Directeur de thèse (CEA)
CERES – STEPE – Transition énergétique
Date: December 4, 2024
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Katheline Schubert (Professeure émérite à PSE et porteuse de la Chaire Réussir la transition énergétique)
Titre : Transition énergétique et croissance
Résumé : L’objectif de la présentation est de donner des éléments de réflexion sur la question suivante : Est-il possible de réaliser la transition énergétique, indispensable pour lutter contre le changement climatique, sans nuire à la croissance économique ?
Référence : Fanny Henriet et Katheline Schubert, La transition énergétique : objectif ZEN, opuscule du Cepremap, éditions de la rue d’Ulm.
Conférence du Bureau des longitudes
Date: December 4, 2024
Time: 14h30
Location: salle Jaurès, 29 rue d’Ulm ou 24 rue Lhomond
By: Yann Kerr (CNES, CESBIO)
Title: La mission SMOS : 15 ans de mesures pour le suivi du cycle de l’eau
Abstract: Dans une société de plus en plus affectée par le changement climatique, il est important de disposer d’outils permettant de suivre son évolution, de permettre une meilleure compréhension des processus afin d’être à terme en mesure de mieux anticiper les évolutions et éventuellement envisager des actions correctives.
A cette fin de nombreux systèmes spatiaux réalisent des mesures de notre environnement mais à la fin des années 1990 il est devenu évident que la mesure de certaines variables de surface faisaient cruellement défaut, et notamment la mesure de l’humidité des sols et la salinité des océans. Après avoir identifié le type de mesures à effectuer, il a fallu trouver comment les réaliser (quel instrument permettrait une mesure adéquate).
C’est ainsi qu’est née la mission Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) qui a été lancée en Novembre 2009 et fonctionne toujours, fournissant de façon continue des mesures précieuses sur notre planète et ce dans des domaines non envisagés au départ notamment sur la cryosphère.
Durant cet exposé, nous présenterons rapidement les raisons de ces mesures, la méthode de mesure employée et quelques résultats marquants.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: December 3, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Rémy Roca (LEGOS)
Title: La convection profonde organisée vue d’en haut
Abstract: La convection profonde dans l’atmosphère résulte d’instabilités qui permettent à des masses d’air des basses couches, sous certaines conditions, à s’élever dans la troposphère jusqu’à atteindre parfois la tropopause. Ce faisant, des nuages de glace sont créés et interagissent avec le rayonnement. On considère ainsi souvent la convection profonde comme contrôlée par le bas, même si ses effets se font sentir en haut, de la troposphère.
Dans ce séminaire on prendra une perspective un peu différente et on explorera la convection profonde organisée vue d’en haut en s’arrêtant sur deux éléments importants associés à la morphologie des boucliers nuageux des systèmes convectifs des océans tropicaux. Le premier point concerne les processus internes au système et leur influence sur le bouclier nuageux et en particulier l’organisation spatiale de la convection. Le second s’attachera à relier le système à son environnement dynamique et thermodynamique. On s’appuiera pour ce faire sur une démarche expérimentale à partir d’observations spatiales (radar et infrarouge) et des réanalyses atmosphériques. On montrera dans les deux cas comment les processus « d’en haut » sont importants.
Si le temps le permet on se tournera à la fin de la présentation vers des simulations numériques idéalisées à l’échelle kilométrique, en cours d’analyse, pour discuter l’impact d’un réchauffement de surface sur la morphologie des systèmes à l’aune de la discussion précédente.
Cl’Haie de Sol – Cycle de conférences sur l’agriculture et la biodiversité
Date: December 2, 2024
Time: 18h-20 h
Location: salle Cartan – 45 rue d’Ulm
By: Claire Tenu (artiste, docteur en création artistique) et Maud Chevalier (chercheuse étudiante en biogéochimie au CEREEP-ECOTRON)
Title: Fontainebleau sous l’objectif
Abstract: Nous accueillerons Claire Tenu, artiste et docteur en création artistique engagée dans la création d’un Observatoire photographique des paysages sur le massif forestier de Fontainebleau, et Maud Chevalier, chercheuse étudiante en biogéochimie au CEREEP-ECOTRON qui a étudié le rôle des feux de forêt dans le cycle du carbone via le carbone pyrogénique dans la forêt de Fontainebleau.
Nous discuterons de comment croiser art et sciences pour comprendre un territoire, au travers des observatoires photographiques du paysage qui permettent un suivi et de tout autre forme d’art paysager qui permet de retracer l’histoire d’un paysage et des événements marquant tels que les feux de forêts.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: December 2, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Moussa DIAKHATE (UAM, Sénégal)
Title: Influence des ondes tropicales sur les extrêmes de pluie au Sahel: un cas d’étude
Abstract: Le Sahel est une région semi-aride qui s’étend au sud du désert du Sahara, connue pour ses sécheresses fréquentes, mais aussi, de plus en plus, pour des épisodes de fortes précipitations et d’inondations. Le 1er septembre 2009, un événement de pluie extrême (plus de 250 mm en moins de 10 heures) s’est produit à Ouagadougou, au Burkina Faso, entraînant de très fortes inondations. Cet événement a été l’un des plus sévères de l’histoire du Sahel et a mis en évidence le risque croissant d’inondations dans cette zone, traditionnellement sujette à un climat sec. Cet événement extrême a été influencé par des phénomènes atmosphériques complexes, notamment les ondes atmosphériques équatoriales. Dans cette étude, nous avons utilisé le modèle Meso-NH pour évaluer l’impact de ces ondes sur l’événement extrême. Les résultats montrent que les AEW (ondes d’est africaines) et les ER (ondes de Rossby équatoriales) ont une influence majeure sur l’intensité et la propagation de l’événement. La suppression des AEW provoque un déplacement vers le nord des précipitations, tandis que l’élimination des ER réduit significativement les précipitations en raison de l’assèchement en amont. L’élimination des deux ondes (AEW et ER) annule complètement l’événement à Ouagadougou, soulignant ainsi leur rôle essentiel dans le déclenchement de cet événement extrême. Ces résultats indiquent que les interactions entre les AEW et les ER sont cruciales pour comprendre les précipitations extrêmes dans le Sahel Central. Ils soulignent également l’importance de les représenter correctement dans les modèles de prévision, afin d’améliorer la gestion des risques d’inondations dans la région.
Soutenance de Thèse
Date: November 29, 2024
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Pablo Fernandez (LMD)
Title: Are the ocean fine-scales affecting latent heat flux spatial variability in the Northwest Tropical Atlantic?
Abstract: The ocean and the atmosphere are two key components of the climate system playing an essential role in heat redistribution and storage. Heat is exchanged between these components across the air-sea interface in the form of radiative and turbulent heat fluxes. The former are associated with the presence of electromagnetic waves whose ultimate source is a radiating body at a certain temperature. The latter occur because heat is transported from one medium to the other by an imbalance between a given property and a subsequent atmospheric motion. Among the turbulent heat fluxes, we find latent heat flux which results from water evaporation heat release. Thus, latent heat flux is tightly linked to the evaporation rate and strongly affects cloud formation, precipitation and the large-scale atmospheric and ocean circulations. In this presentation, we will assess the different mechanisms by which the ocean fine-scales affect latent heat flux variations in the Northwest Tropical Atlantic, an a priori relatively quiescent region in terms of air-sea exchanges within the trades. We will perform a multi-dataset approach involving the analysis of remote sensing and in-situ observations, the ERA5 reanalysis and high-resolution coupled simulations. We will focus on three variables: sea-surface temperature, surface currents and sea surface salinity.
Jury:
1. Meghan CRONIN rapportrice, Ocean Climate Research Division, Pacific Marine Environmental Laboratory NOAA
2. Adrea Michelangelo DOGLIOLI, examinateur, Mediterranean institute of Oceanography
3. Karen HEYWOOD, rapportrice, University of East Anglia
4. Gilles REVERDIN, examinateur, Centre National de la Recherche Scientifique
5. Laurent BOPP, examinateur, Laboratoire de Meteorologie Dynamque
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: November 29, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Yi Zhang (Courant Institute, New York, USA)
Title: A New Theory for Heat Extremes in a Changing Climate
Abstract: Recent Northern Hemisphere heatwaves have reached temperatures far beyond the upper tail of previously observed distribution. These record-breaking events present a challenge to the statistical assessment of their likelihood, calling for a revised physical understanding of heatwaves. Several mechanistic drivers, such as atmospheric blocking and soil moisture-atmosphere feedback, are well-documented for their role in elevating surface air temperatures. Our study, however, focuses on a lesser-studied process—convective instability, which inherently prevents persistent buoyant conditions in near-surface air, thereby regulating extreme heat and humidity.
We hypothesize that convective instability limits the annual maximum surface air temperatures over midlatitude land. From this hypothesis, we derive a theoretical upper bound for surface air temperatures. This upper bound quantitatively explains anomalies in some most extreme heatwaves, including the 2021 Pacific Northwest Heatwave. We also use this upper bound to identify a potential model bias in the warming trends of the hottest days. In the latter part of the talk, we turn to the wet-bulb temperature (TW), an indicator of heat stress. Tropical extreme TWs are limited by the warmest sea surface temperatures (SST) due to convection and wave dynamics. Using this mechanism, we present a theory for predicting the annual maximum TW in response to global warming, along with a seasonal forecast based on the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) index from preceding winters.
Soutenance de Thèse
Date: November 26, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Mario Fernandez (LGENS)
Title: Towards deep learning for seismic data processing
Abstract: Seismic data processing plays a crucial role in various applications in Geosciences, including sedimentary and tectonic interpretation, hydrocarbon exploration, geothermal characterization, among others. The seismic imaging problem is illposed because of data acquisition limited to the surface of the Earth and limited sampling. To circumvent this, conventional seismic processing workflows include many steps approximating the physics of wave propagation to successfully image the Earth’s interior. Some of these steps include data interpolation, subsurface velocity estimations, coherent and random noise elimination, among other seismic gather conditioning. Common challenges of these steps are related to their computationally demanding nature, heavy parametrization, and time-consuming manual tasks from experts, as a-priori interpretation of the data may in some cases be needed for successful results. In this work we investigate different deep learning methods, based on convolutional neural networks (CNNs), to overcome the challenges of several key steps in the conventional seismic processing workflow. In particular, we consider supervised and unsupervised deep learning methods for seismic interpolation, demultiple, and primary residual moveout correction. Our deep learning developments report successful generalization capacities to several field data examples, mitigating the challenges of conventional methods and alleviating unwanted manual tasks. As a results, deep learning methods can provide a new powerful tool for seismic processing in existing workflows.
Jury:
Alessandra RIBODETTI (CR, IRD-Université Côte d’Azur) — Reviewer
Mauricio SACCHI (Pr, University of Alberta) — Reviewer
Hervé CHAURIS (Pr, Mines-ParisTech PSL) — Examiner
Janis KEUPER (Pr, Offenburg University) — Examiner
Milena MARJANOVIC (CR,CNRS-IPGP) — Examiner
Matthias DELESCLUSE (MCF, École Normale Supérieure PSL) — PhD supervisor
Norman ETTRICH (Dr, Fraunhofer Society) — Invited member
Alain RABAUTE (Pr, Sorbonne Université) — Invited member
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: November 22, 2024
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Pierre Gentine, climatologue, University of Columbia & Benoît Vannière, climatologue, ECMWF
Title: Nouvelles frontières pour les sciences du climat : modèles kilométriques et intelligence artificielle
CERES – STEPE – Transition énergétique
Date: November 20, 2024
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Yamina SAHEB
Title: Sobriété: qu’en dit la sciences et ou en sommes-nous sur le plan politique
Laboratoire de Géologie
Date: November 15, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Yuji Itoh (ERI, The University of Tokyo, Japan)
Title: Slip-tremor interaction at the very beginning of Episodic Tremor and Slip in Cascadia
Abstract: In Cascadia, the concomitance of slow slip events (SSE) and tremors during Episodic Tremor and Slip (ETS) episodes is well documented. Brittle tremor patches embedded in the ductile matrix deforming aseismically is the most common concept for the fault structure, but whether tremor patches impact the SSE process is under debate. This study focuses on the 13 initiation stages of major Cascadia ETSs. Few observational constraints exist on the details of ETS initiation because spatiotemporal SSE inversions usually oversmooth their temporal evolution. Scrutinizing tremors and SSE at the beginning of major ETS events gives us insights into their mechanical relationship. We directly retrieve the temporal evolution of the SSE moment by stacking sub-daily Global Positioning System (GPS) time series at multiple sites, without slip inversions. Comparison of the GPS stack with tremor activity demonstrates that SSE moment release accelerates drastically $\sim$1 day after the onset of vigorous tremor activity. We propose that heterogeneous interface strength limits the growth of SSE and that unruptured tremor patches may provide strength to the fault. This scenario suggests that seeds of SSE grow more efficiently with the macroscopic weakening of the interface through the rupture of tremor patches. In that scenario, isolated inter-ETS tremor activities lacking detectable SSE signals would mark failed and aborted initiation due to an under-stressed interface. When the SSE moment release accelerates, the tremor area expands more rapidly, suggesting that the growth of the ETS occurs through a feedback mechanism between slip and tremor once the SSE is well developed. Preprint is here: https://eartharxiv.org/repository/view/7848/
Laboratoire de Géologie
Date: November 12, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Michela Ravanelli (Univ. Roma)
Title: Beyond Boundaries: GNSS Geodesy and Remote Sensing for Comprehensive Analysis of Natural Hazards and Climate Change
Abstract: The presentation focuses on applying GNSS geodesy and remote sensing to analyze earthquakes, tsunamis, and volcanic eruptions, with the goal of improving our understanding of coupling mechanisms between the lithosphere, hydrosphere, and upper atmosphere and also of enhancing early warning systems for tsunamis.
Additionally, the seminar will cover a CNRS project proposal that seeks to leverage GNSS data to integrate monitoring and detection across various Earth subsystems—not only for real-time hazard response but also to study long-term climate change trends.
Cl’Haie de Sol – Cycle de conférences sur l’agriculture et la biodiversité
Date: November 8, 2024
Time: 18h à 20h
Location: salle Jean Cavaillès – 45 rue d’Ulm
By: Julia Le Noë, chercheuse en biogéochimie à l’IRD & Maxime Zucca, chargé de mission naturaliste à l’Agence Régionale de la Biodiversité en Île de France
Title: Cultiver la biodiversité
Abstract: Nous discuterons de l’articulation de la biodiversité et de l’agriculture dans le paysage, de leurs perceptions par les acteurs du territoire ainsi que des contraintes ou avantages de la biodiversité en agriculture.
Cette conférence s’inscrit dans le cadre d’un projet étudiant nommé Cl’Haie de Sol qui s’intéresse à la manière dont les agriculteurs du territoire de Fontainebleau articulent agriculture et préservation de la biodiversité. La première partie du projet consiste en trois conférences préparatoires (“Définir la biodiversité”, “La biodiversité en milieu agricole”, “Agriculture et biodiversité dans le Gâtinais”). La seconde partie sera consacrée à des études et relevés sur le terrain, sur les parcelles agricoles des agriculteurs partenaires du projet et dans les espaces naturels alentour et à des entretiens avec les agriculteurs et autres acteurs du territoire. Enfin, nous présenterons et discuterons nos résultats lors de tables rondes.
Vous pouvez d’ores et déjà regarder notre première conférence “Définir la biodiversité” avec Chris Bowler et Sébastien Mabile, disponible ici.
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: November 8, 2024
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Sébastien Dutreuil, philosophe, Centre Gilles-Gaston & Granger Ferhat Taylan, philosophe, Université Bordeaux-Montaigne
Title: Gaia et les limites de la planète, entre sciences du climat et sciences du système Terre
Laboratoire de Géologie
Date: November 8, 2024
Time: 11h
Location: salle Serre – E509 et en visio ici
By: Mathieu Soret (LGENS)
Title: Is transient creep along deep plate interfaces (300–600°C) driven by mineral reactions?
Conférence du Bureau des longitudes
Date: November 6, 2024
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: François Forget (CNRS, LMD, Académie des sciences)
Title: La planète Mars : dernières découvertes et nouvelles énigmes
Abstract: TBA
Département de Géosciences
Date: November 5, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Laure Resplandy (Princeton University)
Title: Fate of ocean oxygen in a changing climate
Abstract: The ocean is unambiguously losing oxygen in response to global warming. Yet, observations and climate models have so far shown large departures and uncertainties in the regional patterns of this ocean de-oxygenation, with implications for the future of ecosystems and the production of nitrous oxide, a potent greenhouse gas. This talk will present recent advances that shed light on the fate of ocean oxygenation and reconcile prior controversies.
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: October 25, 2024
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Christophe Cassen, socio-économiste, CIRED & Christian de Perthuis, économiste, Université Dauphine
Title: Climat et développement au Sud dans la gouvernance internationale
Laboratoire de Géologie
Date: October 22, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Elisa Bruni (LGENS)
Title: Unlocking the potential of soil organic carbon modeling: navigating uncertainty for future projections
Abstract: Soils are the largest carbon reservoir among terrestrial ecosystems and play a crucial role in climate regulation. By capturing and storing carbon, they can help mitigate global warming; however, if not managed correctly, they can release large amounts of greenhouse gases into the atmosphere. Scientists rely on models to predict how much carbon soils will store in the future under different climate scenarios and land management practices. These predictions are critical for policymakers to design effective strategies to reduce greenhouse gas emissions. However, these models are still highly uncertain, limiting our understanding of how soils influence the climate system and hindering our ability to implement effective land management practices. In this seminar, we will explore the potential of soil carbon modeling, examine the sources of uncertainty in these models, and discuss how we can refine these tools to enhance their accuracy in predicting future carbon dynamics.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: October 21, 2024
Time: 14h30
Location: salle Serre – E209
By: Florian Sévellec (Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale, Université de Brest)
Title: Global observations of deep ocean kinetic energy transfers
Abstract: Observations of deep Argo displacements (located between 950 and 1150 dbar) and their associated integrated Lagrangian velocities allow for the first time to compute worldwide deep horizontal transfers of kinetic energy (KE) between the 3ox3o mean and eddy reservoirs [mean kinetic energy (MKE) and eddy kinetic energy (EKE), respectively]. This diagnostic reveals that the transfers are mainly localized along western boundaries and in the Southern Ocean. Overall, the MKE-to-EKE transfers appear dominant globally and in all specifically tested regions (i.e., Gulf Stream, Kuroshio, Agulhas Current, and Antarctic Circumpolar Current). However, an important exception is the Zapiola Gyre where EKE- to-MKE transfers dominate. Beyond that, we find that horizontal KE transfers are better described by the horizontal properties of the mean flow deformation (divergence and strain) than by the horizontal properties of the turbulent velocities. Our theoretical analysis also demonstrates that the mean flow vorticity does not contribute to KE transfers. We show the existence of two consistent transfer modes: one from MKE to EKE and one from EKE to MKE, which are based on the eigendirections of the mean flow deformation tensor. The alignment of the turbulence along these directions selects the transfer modes, and it is the competition between these two transfer modes that leads to the actual transfers. We compute these transfer modes globally, regionally, and locally. We explain the distinctive situation of the Zapiola Gyre by the favored alignment of the turbulence with the EKE-to-MKE transfer mode. Overall, the dominance of the large-scale flow properties on the structure of the MKE-to-EKE transfers suggests the potential for large-scale parameterization.
Département de Géosciences
Date: October 15, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 (à 11h) puis hall du 24 rue Lhomond (vers 12h)
By: Jean Lavigne (photographe-montagnard) et al.
Title: Un précipice immense dans les émotions de la Terre
Abstract: Projection en (presque) avant première du film documentaire « Un précipice immense dans les émotions de la Terre », version retravaillée de l’exposition et du livre du même nom de Jean Lavigne (photogtaphe-montagnard), Christophe Cassou (scientifique, climatologue), Frank D’Amico (scientifique de la biodiversité et des services écosystémiques), Plop et KranKr (dessinateurs de presse) featuring les Sacochards sur les bords de Loire. La projection sera suivie d’une rencontre devant l’exposition dans le hall d’accueil du 24 rue Lhomond.
Soutenance de Thèse
Date: October 14, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Julie André (LMD)
Title: Changes in precipitation in the Mediterranean with climate change: between extreme rainfall and dry-days
Abstract: Climate change significantly impacts precipitation at global and regional scale, especially in the Mediterranean region, a climate change hotspot. Existing literature suggests a « water cycle paradox » in this region (decrease of mean precipitation but intensification of heavy precipitations) particularly in the Northern part of the Mediterranean, but this is not yet clear in observations.
This study investigates how the entire precipitation distribution in the Mediterranean has changed over the past and how it might evolve in the future. Using ERA5 reanalysis data (1950-2020) and Euro-CORDEX simulations (1950-2100), the study analyzes temporal trends in precipitation quantiles. We firsy study wet-days (days with more than 1 mm/day) in the past distributions, then look at how changes in dry-day frequency influence the all-days distribution. The study identifies four distinct precipitation regimes: a « U-shape » quantile trend curve (decreasing low to medium quantiles but intensifying extremes), a reversed « U-shape », and two regimes where all quantiles either consistently increase or decrease. Using a Weibull model for the wet-days distribution, the study further determines these four regimes thanks to two parameters. We find regional differences, with a significant intensification in Europe, while in the Mediterranean, changes in precipitation are actually dominated by the increase of dry-days frequency.
Future projections under the RCP5.8 scenario (high emissions) suggest robust trends, with a sharp increase in the frequency of dry-days across the Mediterranean, contrasting with a decline in dry-days and an intensification of wet-days in Northern Europe. The time of emergence of these trends is faster in Northern Europe than in the Mediterranean. This study underlines the essential role of dry-day frequency in the evolution of the precipitation distribution in the Mediterranean.
Jury:
Rapportrice : Erika Coppola, Professeure au Centre international de physique théorique (ICTP)
Rapporteur : Paolo Ruti, Professeur à EuMetSat
Examinateur : Jan Polcher, Directeur de recherche CNRS, Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD)
Examinatrice : Juliette Blanchet, Directrice de recherche CNRS, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE)
Examinateur : Mathieu Vrac, Directeur de recherche CNRS, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE)
Examinateur : Aurélien Ribes, Chercheur au Centre National de Recherches Météorologiques
(CNRM)
Directeurs de thèse : Philippe Drobinski et Fabio d’Andrea, Directeurs de recherche CNRS, LMD ; et Caroline Muller, Chargée de recherche CNRS, Professeure à Institute of Science and Technology Austria (ISTA).
CERES – Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique
Date: October 11, 2024
Time: 14h à 17h
Location: amphi Galois – 45 rue d’Ulm
By: Kevin Jean, épidémiologue, ENS & Second intervenant TBD
Title: Changement climatique et santé
Cl’Haie de Sol – Cycle de conférences sur l’agriculture et la biodiversité
Date: October 10, 2024
Time: 17h30
Location: salle des Actes – 45 rue d’Ulm
By: Chris Bowler (Fondation Tara Ocean) & Sébastien Mabile (Droit de l’environment)
Title: Définir la biodiversité
Abstract: Cette conférence vise à explorer les différentes façons de définir la biodiversité, à travers les perspectives d’un scientifique et d’un juriste.
CERES
Date: October 10, 2024
Time: 12h30
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Leticia Merino (UNAM, Mexico)
Title: Extractivism and planetary boundaries, viewed from Latin America
Laboratoire de Géologie
Date: October 10, 2024 – Thursday
Time: 11h
Location: salle Serre – E509
By: Kurama Okubo (NIED, Japan)
Title: Source mechanisms of non-self-similar earthquakes identified by a controlled fault asperity
Laboratoire de Géologie
Date: October 8, 2024
Time: 11h
Location: E409
By: Leila Mezri (University of Bremen)
Title: Exploring Tectonics, Magma Supply, Lithosphere Alteration, and Seismogenesis at Mid-Ocean Ridges: Insights from Geodynamic Modelling
Département de Géosciences
Date: October 4, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Nili Harnik (Tel Aviv University)
Title: Turbulent excitation of moist and dry planetary waves in the tropics
Abstract: Movies of Earth from space show beautiful and intricate patterns. Specifically, IR images show water vapor and clouds as they change in time, revealing a variety of patterns evolving on a range of spatial and temporal scales, as part of the atmospheric circulation. This talk is focused on understanding the aggregation patterns formed by deep tropical convective clouds, which appear in the satellite images as distinct cold regions. The organization of convection into coherent large-scale structures is a feature of moist tropical systems, which by diverse means play a major role in shaping tropical weather and are responsible for much of the extreme weather in the tropics. Spectral analysis of the cloud signature reveals peaks along linear dispersion relation curves for planetary scale waves, alongside a red noise spectrum. Attributing the red-noise spectrum to turbulence, we study the coexistence of waves and turbulence in the tropics. The talk will give a brief introduction to tropical waves, turbulence theory in the tropics, and the simplest model which can represent them- a moist shallow water model. We will then show that planetary scale waves can be excited via an upscale turbulent cascade from mesoscale convective systems, if anomalies of vorticity (a measure of local angular momentum of the flow) is excited strongly enough.
Conférence du Bureau des longitudes
Date: October 2, 2024
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Coralie Neiner (Observatoire de Paris)
Title: Les champs magnétiques : leur rôle sur la vie des étoiles et la nôtre
Abstract: TBA
Soutenance de Thèse
Date: September 24, 2024
Time: 14h30
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Jihnui Cheng (LGENS)
Title: 3D Quasi-Dynamic Earthquake Cycle Modelling Accelerated
Using Hierarchical Matrices: Role Of Complex Fault Geometry
Abstract: Fault systems are inherently complex, with varying geometries that include heterogeneous strike directions, discontinuities, and depth variations. Reconstructing fault geometry can be done using geological, geodetic, and geophysical methods, like field surveys for surface traces and seismicity monitoring for depth variations. Previous studies show that the complexity of fault geometry influences seismic and aseismic events, with nonplanar faults introducing stress heterogeneity that controls earthquake size and rupture termination. To accurately estimate earthquake magnitudes and understand rupture processes, it is crucial to develop advanced earthquake cycle models that capture fault geometry details, though this often requires significant computational resources.
Traditional models often oversimplify by using two dimensions, missing critical 3D variations in fault structure, which significantly influence earthquake swarms, as shown by Ross et al. (2020). Accelerated 3D modeling methods by Fast Fourier transform have also been limited to single planar faults.
We introduce a 3D quasi-dynamic earthquake cycle model using the boundary element method, accelerated by Hierarchical matrices, to account for elastic interactions among multiple fault segments and stress fields over multiple earthquake cycles. This approach reduces computational complexity from O(N²) to O(N log N), making it much more efficient. Our model has been validated against analytical solutions and numerical benchmarks.
Applying this model to a fault system with two parallel faults reveals complex seismic and aseismic events, influenced by geometrical and frictional properties, that cannot be captured in 2D models. Our results offer insights into moment-duration scaling of slow slip events and the influence of slip rate thresholds.
We further applied our model to the 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence in Turkey, reproducing the rupture patterns and interactions between faults. This demonstrates the model is potential for improving earthquake risk assessment and mitigation strategies.
Jury:
Daniel FAULKNER (Univ. Liverpool) — Reviewer
Yajing LIU (McGill Univ.) — Reviewer
Laetitia LE POURHIET (Sorbonne Université) — Examiner
Manon DALAISON (IPGP) — Examiner
Romain JOLIVET (École normale supérieure – PSL) — Examiner
Harsha S. BHAT (École normale supérieure – PSL) — PhD supervisor
Brice LECAMPION (EPFL) — Invited member
Michelle ALMAKARI — Invited member
Laboratoire de Géologie
Date: September 17, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Sevan Adourian (Brown University)
Title: What more can free oscillations of the Earth teach us about mantle dynamics?
Abstract: Long-period free oscillation spectra, triggered by the largest earthquakes, have offered valuable insights into the elastic and density properties of Earth’s interior structure. Early studies focused on constraining these properties radially, leading to important reference Earth models that have stood the test of time. Since the 90s these data have been used to study lateral variations in the mantle where the lowest frequency modes have been shown to exhibit some sensitivity to long wavelength density anomalies in the deep mantle. Characterizing this aspect of Earth’s heterogeneity remains a key goal in geodynamics.
Established methods incorporate approximations in both the forward and inverse modeling of seismic normal modes, which lead to greater uncertainties in the resulting tomography models. We will show in this talk how our framework circumvents these limitations by applying a more complete forward theory and efficient inverse problem formulation, utilizing the adjoint method. This new methodology development allows us to investigate accurately the deep mantle density variations, which are crucial in the context of current debates on the thermochemical nature of the deep mantle.
Département de Géosciences
Date: September 10, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Manon Sabot (Max Planck Institute for Biogeochemistry)
Title: Challenges and opportunities in building a global model of plant hydraulics
Abstract: Observations of drought-driven damage to vegetation are widespread but, until recently, the sensitivities of different plants to drought were overlooked by the large-scale terrestrial models which we use to study interactions between the climate and the vegetation. This is changing with a new generation of models that consider plant hydraulics. Plant hydraulics link plant water status to pedoclimatic conditions. As such, explicit consideration of plant hydraulics should make models more mechanistic and predictive, especially because virtually all plant hydraulic implementations converge on a common set of measurable traits or parameters. Regrettably, we do not know how to obtain regional- or global-scale hydraulic parameters from local-scale measurements, nor how to connect them to other plant traits. Therefore, large-scale applications of hydraulic models are still in their infancy. In this talk, I lay out a roadmap to advance regional and global plant hydraulic modelling. First, I propose strategies to leverage cross-species hydraulic diversity when scaling traits from the species level into model parameters. Second, I discuss the translation of hydraulic status into larger-scale vegetation demography and dynamics. Efforts to address the suggested roadmap will contribute to ready terrestrial models for simulations that capture the resilience of vegetation communities worldwide.
Laboratoire de Géologie
Date: July 9, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Marcellin Guilbert (LGENS)
Title: Uncertainties in monsoon projections: what’s stopping us from seeing the future?
Abstract: The monsoons are defined by a seasonal reversal of winds that brings more than 80% of annual precipitation to India and the Sahel, which are largely dependent on them. Predicting their evolution under the influence of man – the so-called anthropogenic response – is therefore of the utmost importance, all the more so as these two regions will be home to two billion people by 2100. However, the monsoon projections we are currently able to provide are accompanied by major uncertainties concerning the amplitude and sometimes the very sign of these changes.
I’ll start with an introduction for non-climate specialists, covering the basics of the climate system and how monsoons fit into it. Then, we’ll take a quick look at the anatomy of a climate model, that serve as our crystal ball for seeing the future, and the reasons why the visions they offer may differ. Then, using recent simulations carried out for the 6th report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), we will attempt to answer the million-dollar question(s): what are the sources of uncertainty in the forced response of Indian/Sahelian monsoons within projections?
Département de Géosciences
Date: June 26, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Isabelle de Vendeuvre (République des savoirs)
Title: Thalassopoétique – Voir l’Océan dans la littérature pour voir la littérature et le monde autrement
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: June 25, 2024
Time: 11h
Location: salle SERRE – E509
By: Maximilien Bolot (Princeton Univ.)
Title: Apport des simulations climatiques à l’échelle kilométrique : exemples d’application aux changements de la convection profonde
Abstract: Une nouvelle génération de modèles climatiques a vu son émergence rapide au cours des dernières années. Ces modèles opèrent à l’échelle kilométrique globale et peuvent résoudre la convection profonde sans paramétrisation. La capacité à résoudre les circulations globales à l’échelle kilométrique ainsi qu’à méso-échelle avec des conditions aux limites réalistes ouvre la voie à des résultats sans précédent pour l’étude des orages et autres formations convectives organisées à grande échelle. Dans cette présentation, je montrerai de tels résultats obtenus avec le modèle X-SHiELD à 3.25 km global développé au Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL). Les simulations présentées sont des simulations longues (>1 an) de changement climatique forcées par la température de surface de l’océan et par le CO2. De telles simulations de changement climatique à l’échelle kilométrique sont parmi les premières existantes.
Dans un premier temps, j’illustrerai comment le modèle peut être utilisé pour interpréter les observations à haute résolution. En comparant les simulations du modèle aux changements observés par le radar spatial CloudSat avec la variabilité interannuelle, je montrerai qu’un signal climatique peut être identifié dans la réponse des contenus en glace atmosphérique au réchauffement de surface. Ce signal traduit des réponses différenciées à l’échelle kilométrique et à méso-échelle interprétables en termes d’augmentation de l’énergie potentielle convective et de diminution conjointe de la circulation méso-échelle dans une atmosphère plus chaude.
Dans un deuxième temps, je montrerai ce que l’échelle kilométrique globale nous enseigne de l’énergétique des orages et de leur intensification avec le réchauffement climatique. Je m’intéresserai en particulier à l’énergie considérable mise en œuvre par la convection pour soulever l’eau dans le champ de gravité et montrerai que cette énergie, par ailleurs dissipée par friction lors de la précipitation, régule la production d’énergie cinétique dans les orages. Je montrerai que le modèle prévoit une augmentation rapide de l’énergie dissipée avec le réchauffement de surface, notamment au cœur des orages. Ces résultats indiquent que le soulèvement de l’eau se comporte comme un frein à l’intensification des orages et que ce frein devrait maintenir son efficacité dans une atmosphère plus chaude. Pour finir, je montrerai que si le modèle prévoit une augmentation de la production d’énergie cinétique à l’échelle kilométrique, il indique en revanche des diminutions futures de la production à méso-échelle et à grande échelle.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: June 14, 2024
Time: 11h30
Location: salle SERRE – E509
By: Chris Snyder (NSF NCAR, USA)
Title: Sampling error in the ensemble Kalman filter for small ensembles and high-dimensional states
Abstract: Sampling error is a fundamental limitation of assimilation schemes, such as the EnKF, that employ the sample covariance from an ensemble of forecasts. Despite the fact that the EnKF is typically applied in situations where the ensemble size is small compared to the system dimension, most of what is known about the effect of sampling error comes from low-dimensional examples or asymptotic results valid when the ensemble size is large. I will show how progress can be made for high-dimensional systems and small ensembles by leveraging (i) the diagonal form of the Kalman-filter update in the optimal coordinates of Snyder and Hakim (2022) and (ii) basic results from the theory of random matrices.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: June 13, 2024
Time: 11h
Location: salle SERRE – E509
By: Marco Reale (OGS, Trieste, Italy)
Title: Short and long-term evolution of the Mediterranean Sea System
Abstract: The Mediterranean Sea is a midlatitude semi-enclosed basin characterized by a complex thermohaline circulation and significant environmental gradients that characterize the biogeochemistry and the physics of the water masses. In this seminar we will describe how the interplay between atmospheric and oceanic circulation can significantly influence the biogeochemical characteristics of certain areas of the basin in a short time window and how this complex system will respond, during the 21st century, to RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios. In particular we will show that the basin, in response to global warming, will become warmer and will be affected by significant deoxygenation, acidification and decline in biomasses phenomena, stronger under RCP8.5 emission scenario. On the other hand, projections under RCP4.5 emission scenario show in the second half of the 21st century a tendency for several variables to recover the levels observed at the beginning of the century. The results support the idea that the reduction of CO2 emission could be, indeed, effective and could contribute to the foundation of ocean sustainability science and policies.
Laboratoire de Géologie
Date: June 11, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Manon Sonnet (LGENS)
Title: What petrophysical signal can be detected in a geophysical signal? The case of the Western Alps along the CIFALPS profile, using receiver function and tomography models
Abstract: The improved resolution of geophysical images in the Alps allows a finer interpretation of the structures. For example, in the crustal part of the dipping panel, S-wave tomographic models show velocity contrasts as well resolved as those generated at the Moho. Could this seismic signature be due to changes in the mineralogy and textural properties of the lower continental crust? Which properties control the effective seismic velocities of rocks at kilometer scale? To answer these questions and offer a relevant geological interpretation of these models, in response to this geophysical effort, a petrophysical effort must also be carried out. We initiate it through a comparison of anisotropy measurements and calculations at different scales and different P and T (standard conditions and up to 600°C and 600 MPa).
Département de Géosciences
Date: June 6, 2024 – thursday
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Olivier Bock (IGN/IPGP)
Title: GNSS in meteorology and climate research
Abstract: Water vapor plays a key role in the Earth’s weather and climate system. As the climate warms, the amount of water vapor in the atmosphere is expected to rise, which implies a cascade of changes in the global and regional energy and water cycles and in subsequent weather extremes. Observing the spatial and temporal variability of water vapor is thus of crucial importance for improving our understanding of the underlying moist physical processes and validating weather and climate models.
Conférence du Bureau des longitudes
Date: June 5, 2024
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Dr. Allan Sacha BRUN (CEA et Observatoire de Paris-Saclay)
Title: Le couple Terre-Soleil et la météorologie de l’espace
Abstract: La Terre baigne dans l’atmosphère étendue de notre étoile magnétique le Soleil. Le Soleil possédant un cycle d’activité d’environ 11 ans source de nombreux phénomènes énergétiques et éruptifs, la Terre subit donc une variation importante de son environnement spatial au cours de ce cycle, ce qui peut avoir des conséquences réelles sur notre société technologique (perte de signal GPS, blackouts radio ou électrique, dommages sur les satellites, …). Dans ce séminaire, nous présenterons les avancées scientifiques que nous avons réalisé dans notre équipe pour comprendre de façon jointe l’origine du magnétisme solaire via le mécanisme dynamo et son couplage non-linéaire à son atmosphère étendue et dynamique composée de sa couronne, du vent solaire et de phénomènes énergétiques transitoires ayant potentiellement des conséquences pour la Terre. Cette recherche s’appuie sur l’interprétation théorique de simulations numériques hautes performances que nous confrontons à l’analyse de données solaires et héliosphériques obtenues au sol ou via des satellites tels que Solar Orbiter. Nous montrerons aussi comment cette recherche fondamentale sur les relations Soleil-Terre peut devenir opérationnelle : c’est la météorologie de l’espace. Cette application concrète de nos savoirs sur le couple Soleil-Terre a pour but d’anticiper les humeurs magnétiques de notre étoile et ainsi en minimiser autant que puisse se faire les conséquences néfastes.
Département de Géosciences
Date: May 28, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Ronan Allain (MNHN)
Title: Les dinosaures du Lagerstätte d’Angeac-Charente : étude multidisciplinaire d’un écosystème continental du début du Crétacé
Département de Géosciences
Date: May 24, 2024
Time: 9h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
Title: Réunion plénière annuelle du Laboratoire de recherche conventionné Yves Rocard
Programme
Soutenance d’HDR
Date: May 23, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 and online here
By: Gonéri Le Cozannet (BRGM)
Title: Sea-level rise and coastal risks: marine flooding and coastal erosion
Abstract: Coastal hazards such as flooding, erosion and salinization are a major concern for coastal zones management. In fact, projections suggest that by the middle of the 21st century, approximately 1 billion persons will be exposed to these hazards globally due to ongoing sea-level rise and coastal development. Confronted with this challenge, coastal managers and researchers are asking the same questions: (1) are we already able to attribute specific coastal impacts to sea-level rise? (2) how, where and when should climate change and sea-level rise impacts materialize? Responding to these two questions is generally difficult due to the limited accuracy of coastal hazard and risk models. This leads to a third question: how can we evaluate and manage uncertainties in sea-level rise and coastal impact projections?
Within my research, together with many colleagues, I adapted, developed and applied methods to address these three questions. This includes approaches to detect and eventually attribute impacts of sea-level rise as well as probabilistic methods to propagate uncertainties from coastal forcing (such as sea levels, waves and surges) to coastal impacts such as flooding and erosion. Yet, probabilistic approaches have a limited ability to capture future coastal risks because the probability of an early ice-sheet collapse during the late 21st century or early 22nd century is unknown. To model this deep uncertainty, we proposed to go beyond the use of single probabilistic distributions and use extraprobabilitic approaches to represent future sea-level changes and propagate them across coastal impacts models and eventually support some coastal adaptation decisions.
Over the coming years, it is clear that present-day and future coastal risk assessments will become more precise, or at least that the assumptions of these models will be clearly set out. For example, the CoCliCo project, which I am coordinating, aims at developing such broad-scale projections of coastal flooding in Europe. However, by limiting ourselves to delivering information on future risks without assessing critically adaptation options, we may be missing the most important aspect of adaptation. Indeed, the challenge in coastal zones is not limited to protecting against coastal hazards and sea-level rise. It rather consists in achieving what the IPCC calls climate resilient development, that is, mitigating climate change, adapting to committed impacts of climate change, reducing biodiversity losses and achieving the 17 sustainable development goals adopted by United Nation members in 2015. As part of my future research projects, I propose to contribute exploring pathways toward coastal resilient development.
Jury: Caroline Katsman (Université de Delft), Rapportrice / Catherine Meur-Ferec (Université de Brest), Rapportrice / Detlef Stammer (Université de Hambourg), Rapporteur / Laurent Bopp (École normale supérieure – PSL), Examinateur / Michel Benoit (EDF), Examinateur / Gilles Grandjean (BRGM), Examinateur / Sabrina Speich (École normale supérieure – PSL), Examinateur
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: May 23, 2024
Time: 10h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Caroline Katsman (TU Delft)
Title: From small whirls to the global ocean: how ocean eddies affect the AMOC
Abstract: The AMOC has a pronounced signature in depth and density space, with lighter surface waters moving northward and denser deep waters returning. While it is appealing to assume that of dense water formation by convection is directly linked to sinking, this is not correct. In convection regions, diapycnal mixing peaks but the net vertical transport is negligible. Moreover, the convection itself does not contribute to the AMOC: it is the (southward) export of dense waters that matters.
We studied the characteristics of overturning in depth and density space and their linkages by analyzing the outcomes of eddy-resolving global ocean models and dedicated idealized models, with a focus on the Labrador Sea. These show that eddies play a crucial role: they control the convection cycle, the sinking, and the export of dense waters. The latter occurs along multiple pathways, which carry different water masses on timescales that deviate by several years.
In all, the studies reveal a complex three-dimensional view on sinking and overturning, involving the boundary currents, the ocean interior and the eddy field. From a modelling perspective, the studies emphasize the need to resolve eddies to properly represent the AMOC and its a future climate response. From an observational perspective, they reveal the challenge in interpreting observations, as they capture only the net result of all processes occurring upstream.
Laboratoire de Géologie
Date: May 21, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Zhikai Wang (University of Southampton)
Title: Deep hydration and lithospheric thinning at oceanic transform plate boundary
Abstract: Transform faults accommodate the lateral motions between lithospheric plates, producing large earthquakes. Away from active transform boundaries, former oceanic transform faults also form the fracture zones that cover the ocean floor. However, the deep structure of these faults remains enigmatic. Here we present ultra-long offset seismic data from the Romanche transform fault in the equatorial Atlantic Ocean that indicates the presence of a low-velocity anomaly extending to ~60 km depth below sea level. We performed three-dimensional thermal modelling that suggests the anomaly is probably due to extensive serpentinization down to ~16 km depth, overlying a hydrated, shear mylonite zone down to 32 km depth. The water is considered to be sourced from seawater-derived fluids that infiltrate deep into the fault. Below 32 km depth is interpreted to be a low-temperature, water-induced melting zone that elevates the lithosphere–asthenosphere boundary, causing substantial thinning of the lithosphere at the transform fault.
Laboratoire de Géologie
Date: May 16, 2024 – THURSDAY
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Matteo Alvaro (Università di Pavia)
Title: Exploding garnets: Host inclusion systems as a proxy to probe mineral rheology at high pressure and temperature conditions
Conférence du Bureau des longitudes
Date: May 15, 2024
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Clotilde LAIGLE (Institut d’Astrophysique de Paris)
Title: Dévoiler le côté sombre de l’Univers : une révolution avec la mission Euclid
Abstract: Quel est le contenu de l’Univers et quelle est son évolution ? Comment la matière s’est assemblée au cours du temps cosmique ? Le télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne a été lancé en juillet 2023 pour apporter des réponses à ces questions. Grâce à l’observation de milliards de galaxies sur un tiers du ciel, la mission Euclid va réaliser une cartographie à haute précision de la matière dans l’Univers. L’analyse statistique de ces données va représenter une mine d’or pour mieux comprendre notre Univers et son expansion, mais aussi la formation des galaxies au cours de l’histoire cosmique. Je présenterai les enjeux cosmologiques et le contexte astrophysique, le télescope Euclid et ses défis techniques, ainsi que les possibilités enthousiasmantes que la mission nous ouvre, illustrées des premières images publiques.
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: May 15, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Niklas Boers (TU Munich and PIK)
Title: Modelling the Earth system: Machine Learning, extreme events, and critical transitions
Abstract: The Earth system is a highly nonlinear multi-scale system. Since it is impossible to explicitly resolve all relevant processes, especially at small temporal and spatial scales, modelling climate and more generally Earth system dynamics is challenging. Nevertheless, accurate models are crucial for tasks ranging from numerical weather prediction to climate projections, which are needed to identify viable pathways for sustainable Earth system stewardship in the context of anthropogenic climate change. I will present recent methodological advances toward hybrid Earth system models, combining process-based and machine learning models. I will focus on geometrical approaches to enforce physical conservations laws and other constraints in neural differential equation models derived from data, as well as on generative machine learning methods for bias corrections and downscaling of Earth system model simulations, with emphasis on the representation and prediction of extremes. Moreover, I will show how combinations of process-based and data-driven models can be used for improved modelling and predictability of potential large-scale critical transitions in the Earth system.
Laboratoire de Géologie
Date: May 14, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Emily Burchfield (Emory University)
Title: Growing sustainable agricultural futures in the Anthropocene
Abstract: In this talk, Dr. Burchfield will share an overview of the major challenges facing agricultural systems by discussing her recent work on declining crop diversity, farm operator livelihoods, and the agricultural impacts of climate change. She will also share three big ideas to support thriving agricultural systems in the Anthropocene: working with ecological systems; identifying and cultivating bright spots; and creating space for adaptive experimentation.
Laboratoire de Géologie
Date: May 13, 2024 – MONDAY
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Tom Mitchell (UCL)
Title: Damage signatures and imaging of crustal fault zones
Département de Géosciences
Date: May 7, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Maxime Bridoux (CEA, DASE)
Title: Weighting molecules with the precision of an electron to understand the biogeochemistry of organic matter on a global scale
Abstract: Molecular biogeochemistry blends concepts from geology, chemistry, and biology to study the cycling of biological elements (C, N, P, S,…) throughout various Earth systems. While targeted molecular biogeochemistry provide information on the regulation of individual processes and typically involve isolating and purifying individual biomarkers to analyze their stable or radioactive isotopes (d13C, D14C, d15N …), non-targeted approaches have recently emerged as new, powerful techniques with a wealth of applications. Indeed, non-targeted workflows are now able to characterize full molecular and isomeric complexity of organic and organometallic mixtures and track their turnover across environmental gradients in a few hundred of microliters of sample! At this stage, organic geochemistry meets environmental metabolomic.
With its unmatched mass resolving power (Rs> 1 000 000 @ m/z 400) and mass accuracy (<1 ppm), Fourier transform mass spectrometry (FTMS; i.e. FT-ICR MS, Orbitrap Lumos 1M MS) is rapidly evolving into a reference analytical tool for environmental chemists, and biogeochemists. FTMS opens the door to nontargeted, molecular-level identification of organic and organometallic compounds and the elucidation of their abiotic and biological transformations in virtually all environmental matrices from atmospheric, aquatic (freshwater and marine), terrestrial (soils and sediment archives) and extraterrestrial compartments. It also enables the measurement of accurate isotopic ratios (d13C, d15N, d18O …) of individual compounds within complex mixtures and to assess previously inaccessible isotopologues. Finally, hyphenated to a combined atomic and molecular (CAM) ionization source (i.e. glow discharge ionization source), Orbitrap FTMS is also becoming a method of reference to assess the speciation and isotopic composition of radionuclides such as Uranium from environmental matrices.
This seminar will present the development of various targeted and non-targeted molecular biogeochemical workflows in my lab, applied to characterize the source of various pools of natural and anthropogenic organic matter in terrestrial, atmospheric and marine environments and their biotic / abiotic biogeochemical transformations. We will show that, combined with the recent developments in advanced bioinformatic methods of visual representation of complex mass spectral features and the implementation of machine learning tools, non-targeted (FTMS) analysis allows the discovery of information hidden in biogeochemical data, improving our comprehension of the Earth system.
Département de Géosciences
Date: May 3, 2024 – friday
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Jun-Ichi Yano (CNRM, Météo France)
Title: Gestalts in Science – la présentation sera donnée en français
Abstract: The purpose of this talk is, by taking « Gestalt » as a key word, to perform philosophical reflections on science in a concrete manner. As a concrete subject, I take the organization of cloud convection observed in a planetary scale of the atmosphere, especially focusing on a phenomena called the Madden-Julian oscillation. Philosophical reflections will be principally guided by Wittgenstein’s « Philosophische Untersuchungen ».
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: May 2, 2024 – thursday
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Jun-Ichi Yano (CNRM, Météo France)
Title: Does more moisture in the atmosphere lead to more intense rains? – la présentation sera donnée en français
Abstract: We tend to think that more moisture in the atmosphere would lead to more intense rains. This expectation may be supported, for example, by taking a scatter plot between rain and column precipitable water. The present talk suggests, however, that the main consequence of intense rains with more moistures in the atmosphere is an increasing chance of a rain to occur, rather than of an increase in the expected magnitude. This tendency equally applies to any rains above 1 mm/6h. The result is derived from an analysis of 33 local rain–gauge station data and a shared sounding over Friuli Venezia Giulia, North-East Italy.
Laboratoire de Géologie
Date: April 29, 2024 – MONDAY
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Pamela Burnley (UNLV)
Title: Self-organization of stress states in polycrystalline materials – from metamorphic foliation to Griffiths cracks
Conférence du Bureau des longitudes
Date: April 3, 2024
Time: 14h30
Location: salle Dussane, 45 rue d’Ulm
By: Cécile LASSERRE (Laboratoire de géologie de Lyon / Université de Lyon)
Title: Déformations à la surface de la Terre : zoom et dézoom avec l’interférométrie radar
Abstract: L’utilisation de l’imagerie satellitaire radar et optique est aujourd’hui incontournable pour la mesure des déformations de la surface de la Terre par géodésie spatiale, via les techniques d’interférométrie radar (InSAR) et de corrélation d’images optiques notamment. La dernière décennie a vu l’explosion du nombre de satellites à disposition, souvent en constellation, et une évolution vers une plus haute résolution, spatiale comme temporelle. Avec le lancement des satellites Sentinel (Sentinel-1 en radar et Sentinel-2 en optique), s’ouvre aussi l’ère des données massives en accès libre. En se focalisant sur l’interférométrie radar, je montrerai comment l’apport de ces nouvelles données permet un meilleur suivi spatio-temporel des déformations de la lithosphère, avec la détection de déplacements du sol de plus en plus faibles (vitesses de l’ordre du mm/an), parfois non linéaires dans le temps (liés à des événements transitoires comme les séismes lents), à l’échelle de « petits » objets (volcans, zones au voisinage des failles, sites d’exploitation pétrolières…) comme à l’échelle continentale (grands systèmes de failles, zones de pergélisols..). Je discuterai aussi comment ces nouvelles données nous forcent à modifier nos modes de traitement et d’analyse, avec le développement récent de services de traitement « automatisés » et la nécessité de séparer les différentes sources de signaux dans les mesures de déplacement (sismotectoniques, volcaniques, anthropiques, hydrologiques…).
Laboratoire de Géologie
Date: April 2, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Jean-Arthur Olive (LGENS)
Title: Watching the seafloor spread… and abyssal hills shrink
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: March 28, 2024 – thursday
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Julia Windmiller (Max Planck Institut for Meteorology)
Title: The calm but variable inner life of the Atlantic ITCZ: the relationship between ITCZ, doldrums, and surface convergence revisited
Abstract: The Intertropical Convergence Zone (ITCZ) is a central component of the atmospheric general circulation, traditionally described as a region of mean surface convergence and high mean precipitation. This region of mean convergence has also been associated with the doldrums – a region of low wind speeds known to sailors for centuries. This description neglects the substantial day-to-day variation in the ITCZ. Combining observational data with reanalysis data we revisit the relationship between the ITCZ, the doldrums, and surface convergence in an instantaneous way. We show that the ITCZ can be best described as a meridionally extended region with enhanced surface convergence at the edges. We observe distinctive patterns in the ITCZ structure during summer and winter. Summer shows a pronounced asymmetry, with a speed convergence line marking the southern edge and a confluence line marking the northern edge, while winter shows a more symmetric pattern. By analyzing the frequency distribution of low wind speed events, we show that the doldrums are largely confined to within the ITCZ. While the region between the edges is a region of high mean precipitation, low wind speed events occur within the ITCZ in the absence of precipitation. Based on these results, we hypothesize that low wind speed events occur in regions of local descent rather than ascent.
Congrès des doctorant·es
Date: March 26-29, 2024
Location: IPGP – 1 rue Jussieu, Paris-75005
By: Doctorant·es de l’école doctorale Step’UP (ED 560)
Title: Communiquer les sciences de la Terre et de l’Univers à la société
Cette année, le thème « Communiquer les sciences de la Terre et de l’Univers à la société » cherche à éclairer les merveilles du cosmos et leurs implications profondes dans notre monde. Cet événement sera l’occasion pour les étudiant·e·s, les scientifiques, et plus largement les passionné·e·s de se réunir pour percer les mystères de l’espace, plonger dans les complexités de notre planète et, surtout, partager cette richesse de connaissances avec la société. Le congrès des doctorants vise à rassembler des étudiant·e·s et des experts pour favoriser l’échange intellectuel et de futures collaborations.
Programme ici
Laboratoire de météorologie dynamique
Date: March 22, 2024 – Friday
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Eletta Negretti (LEGI, plateforme Coriolis)
Title: The turbulent life of downslope rotating gravity currents
Abstract: Gravity currents are ubiquitous in polar regions and marginal seas and play a crucial role in the formation of deep waters in the ocean. They contribute to the vorticity and energy transfers towards the ocean interior. We present results from an experimental study on downslope intruding gravity currents into an initially two-layer stably stratified ambient on a rotating platform at high buoyancy Reynolds numbers.
A novel experimental design to produce the downslope gravity flow has been employed, using an axisymmetric configuration and a uniform flow injection that enabled to study the long term evolution of surface baroclinic vortices and of the gravity current, monitoring at the same time the evolution of the global circulation and the vorticity produced in the central deep area. The structure of the current, its relevant scales and the characteristics of the generated surface vortices fairly agree with previous results in the literature in smaller scale installations. Discrepancies are attributable to both the influence of topographic Rossby waves and viscous effects that are much reduced in the Coriolis Platform. Rotating intrusive gravity currents in a two-layer stratified ambient behave very differently from dense currents following the bottom slope. Substantial differences appear for the induced global circulation which depend on the nature of the intrusion. In particular, intruding gravity currents give rise to a strong turbulent environment at intermediate and bottom depths in the central area, with submesoscale vortices (i.e. with a typical size smaller than the Rossby deformation radius) and a large variety of scales. In contrast, when the dense current follows the bottom slope no significant vorticity production in the bottom and intermediate layers is reported. This clearly suggests that bottom boundary layers detaching from the boundary and propagating toward the ambient interior as in intrusive currents give an important contribution to the turbulence dynamics.
The shape of the vertical density profile in the stratified receiving ambient enables to identify the two distinct regimes: the first issued by the laminar transport through Ekman dynamics, and the second by turbulent transport due to the intermittent cascades. Cascades show to be intrinsic to rotating gravity currents, i.e. they arise without any external tuning, and the related transport does not exhibit any characteristic length scale suggesting self-organized criticality. Cascades reveal to be the main contributor to the vorticity and turbulence in the ocean interior. Two mechanisms for vorticity production are recognized: first, the spreading of the cascade into the interior, and second, the meandering and break up of the deep boundary current induced by the passage of the cascade. The turbulence in the receiving ambient reveals to be horizontally isotropic, non-stationary and non-homogeneous. Energy is injected through the cascades at the penetration length scale and forces the turbulence in the intrusion area close to the slope. The central area far from the boundaries is characterised, instead, by freely evolving two-dimensional turbulence, forced at large scales. These results suggest a complementary way to interpret oceanic observations of gravity currents spreading in the ocean interior.
By means of velocity and density measurements, we show that no mixing occurs once the current has detached from the boundary. Vertical density gradients reveal a piece-wise linear dependence on the density anomaly for the turbulent transport, suggesting an advection-diffusion process. For this regime, the scale height is deduced and an analytical model based on the critical Froude number is proposed to predict its value. Results show that the total thickness of the intruding current is on average 2.5 times the scale height. For laminar intrusions the scale height diverges whereas the thickness of the intrusion is a few times the Ekman layer thickness. Comparing the intrusion scale height with its measured vertical extension has led to a criteria to distinguish between laminar and turbulent regimes, which is corroborated by two additional independent criteria, one based on the sign of the local vorticity and the other based on the local maxima of the vertical density gradient.
The derived model enables to connect directly laboratory experiments and deep sea observations and emphasizes the importance of laboratory experiments in understanding climate dynamics.
Laboratoire de Géologie
Date: March 12, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Michelle Almakari (LGENS)
Title: Unraveling Complex Fault Slip Dynamics: Integrating Source, Energy Analysis, and Synthetic Observations
Soutenance de Thèse
Date: March 8, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Augustin Thomas (LGENS)
Title: Contributions de l’analyse des signaux de marée pour la compréhension des propriétés des aquifères volcaniques : Étude de terrain en Martinique
Abstract: Comment les propriétés des aquifères évoluent elles au cours du temps? Les propriétés des aquifères, qu’elles soient hydrogéologiques (perméabilité et coefficient de stockage) ou mécaniques (modules élastiques ou poroélastiques) sont généralement considérées constantes aux échelles de temps humaines. Toutefois, des évènements naturels extrêmes (séismes, pluies intenses), ou anthropiques (pompage ou injection importante de fluide) peuvent modifier ces propriétés. Le défi de cette thèse consiste à la fois à quantifier les propriétés des aquifères fracturés de Martinique et leur évolution, ainsi qu’à chercher à comprendre les processus sous-jacents qui expliquent ces changements. Si l’approche hydrogéologique implique le croisement de techniques et d’observations variées (pompages d’essais, étude sismique, observation géologique), le fil rouge de cette thèse consiste en l’utilisation de la technique d’analyse des signaux de marées observées dans les forages. A partir d’une analyse des séries piézométriques disponibles depuis 2007 en Martinique grâce au réseau mis en place par le BRGM, ainsi que le développement de modèles hydrogéologiques adaptées aux caractéristiques et à la géométrie des aquifères étudiés, les propriétés de différents aquifères ont pu être inversées. J’ai étudié successivement différents sites, livrant à chaque fois une compréhension plus profonde. En premier lieu, en étudiant le forage de Fond Lahaye, j’ai déterminé la diffusivité de l’aquitard recouvrant l’aquifère capté. Sa variation transitoire sous l’effet de séismes, d’évènements pluvieux intenses ainsi que des pompages dans l’aquifère a été mise en évidence. Dans le cas des séismes, j’ai établi que les contraintes dynamiques plutôt que statiques étaient responsables de ces changements. Dans un deuxième temps, sur le site du Galion, c’est cette fois la perméabilité ainsi que le module élastique de cisaillement que j’ai pu déterminer indépendamment grâce à l’analyse de marée. En recoupant les chroniques obtenues avec des simulations sismologiques, j’ai pu mettre en lumière l’importance des contraintes de cisaillement dans la variation de la perméabilité. Enfin dans le dernier chapitre la sensibilité de la perméabilité et des modules élastiques aux séismes est étudiée. Malgré la complexité des phénomènes ainsi que la spécificité géologique de chaque site, il ressort une corrélation de la sensibilité des propriétés avec l’endommagement des aquifères fracturés étudiés.
Jury:
Jean-Raynald DE DREUZY – ENS Rennes – Rapporteur
Jesús CARRERA – UPC-CSIC – Rapporteur
Mai-Linh DOAN – ISTerre – Examinatrice
Alexandre SCHUBNEL – ENS-PSL – Examinateur
Jérôme, FORTIN – ENS-PSL – Directeur de thèse
Sophie, VIOLETTE – ENS-PSL & SU – Co-Directrice de thèse
Benoît, VITTECOQ – BRGM – Invité
Conférence du Bureau des longitudes
Date: March 6, 2024
Time: 14h30
Location: amphi Valois – Bâtiment Rataud, 45 rue d’Ulm
By: Patrick MICHEL (Observatoire de la Côte d’Azur)
Title: Dernières nouvelles des aventures spatiales vers les astéroïdes : test de déviation et quête de nos origines
Abstract: Les missions DART (NASA) et Hera (ESA) constituent le premier test de déviation d’astéroïde, permettant de vérifier et potentiellement valider la technique utilisée et appelée impact cinétique. La première composante, DART, a effectué avec succès un impact sur la petite lune de l’astéroïde double Didymos modifiant sa trajectoire autour de son corps principal ! Quelles sont les surprises, les défis et les incertitudes ? Comment la sonde Hera mesurera-t-elle le résultat de cet impact et les propriétés de l’astéroïde ? Et quel événement extraordinaire se déroulera le Vendredi 13 Avril 2029 qui justifie que l’on étudie en France et à l’ESA une mission spatiale pour rendre visite à un astéroïde du nom d’Apophis? Le deuxième succès concerne la mission OSIRIS-REx de la NASA qui a ramené sur Terre en Septembre 2023 des échantillons d’un astéroïde. Qu’avons-nous appris de leur analyse et sur le rôle possible des astéroïdes dans l’émergence de la vie sur Terre ? Retour sur ces aventures magnifiques et sur les missions en cours et à venir vers ces petits corps, avec des images et films époustouflants, constituant l’âge d’or de l’exploration des astéroïdes !
Laboratoire de Géologie
Date: February 27, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314 et en visio ici
By: Hideo Aochi (BRGM)
Title: Rupture dynamics and near-field ground motions: 2023 Mw7.8 Pazarcik, Turkish and 2024 Mw7.6 Noto, Japanese earthquakes
Laboratoire de Géologie
Date: February 13, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Anne Davaille (FAST)
Title: Mechanical instabilities of mid-ocean ridges: in the lab, on Earth, and elsewhere….
« Partager & Agir »
Date: February 6, 2024
Time: 17h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Christophe Cassou (LMD) et Audrey Cerdan (France TV)
Title: Journalistes et scientifiques : la fin du « je t’aime, moi non plus » ?
Abstract: D’un côté, une obsession chez certains scientifiques devant les risques croissants liés aux crises environnementales : sortir de l’entre-soi et diffuser le plus largement possible la connaissance. Trouver des objets de médiation nouveaux pour sensibiliser le plus de citoyen.nes aux enjeux, tout en gardant la rigueur des faits scientifiques. Et d’un autre, une prise de conscience irréversible chez certains journalistes : informer le grand public de manière efficace et juste sur des enjeux environnementaux de plus en plus concernants, cela passe aussi et surtout par la parole scientifique — notamment car les scientifiques sont désignés dans les études comme ceux en qui les Français ont le plus confiance.
De ces dynamiques conjointes et d’un alignement des planètes inédit est né le nouveau Journal Météo-Climat de France Télévisions, lancé sur France 2 et France 3 en mars 2023. Nous partagerons les coulisses de la création du JTMC, les défis relevés, le compagnonnage et les acculturations réciproques indispensables entre scientifiques et journalistes, à un moment où s’opère une véritable bifurcation dans le traitement médiatique du climat et de la biodiversité.
À propos de « Partager & Agir »
Et si on s’octroyait un petit espace temps pour essayer chacun·e, et ensemble, de repenser les sciences du climat en réponse aux crises environnementales ?
« Partager & Agir » est un cycle de conférences organisé par Alban Planchat (LMD) au cours duquel les intervenant·e·s seront invité·e·s à nous partager leur(s) retour(s) d’expérience et leur vision tant sur notre manière de partager l’information (à travers l’enseignement, les médias, les réseaux sociaux, les rapports et au sein de la sphère géopolitique) que sur les questions de l’engagement et de l’action. L’objectif étant de coupler une rencontre avec les intervenant·e·s et l’initiation d’échanges collectifs.
Les conférences, ouvertes à tou·te·s, se dérouleront à l’ENS (sauf exception), au département de Géosciences, en présentiel uniquement, et s’étaleront de début octobre 2023 à début 2024.
Laboratoire de Géologie
Date: February 6, 2024
Time: 14h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Marie Violay (EPFL)
Title: Mechanical behaviour of lubricated faults during EQs nucleation and propagation
« Partager & Agir »
Date: January 30, 2024
Time: 17h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Fabienne Barataud (INRAE) et Odin Marc (CNRS) pour Scientifiques en Rébellion
Title: Quel rôle des scientifiques face à la catastrophe écologique : neutralité, engagement ou désobéissance civile ?
Abstract: Après un très bref résumé des résultats majeurs à propos de la catastrophe climatique et écologique en cours et de ses origines, nous interrogerons le rôle des scientifiques. Peuvent-ils et elles se contenter de produire et fournir de l’information aux politiques ? L’engagement pour des mesures politiques est-il susceptible de décrédibiliser les scientifiques pour manque de neutralité ? L’engagement doit-il se limiter à des formes institutionnelles (présence dans les médias, vulgarisation grand public ou plaidoyer) cherchant à convaincre ? Ou les scientifiques doivent-ils et elles aussi participer à d’autres formes d’actions (actions directes, désobéissance civile) visant à inciter/contraindre d’autres acteurs politiques à l’action ? Des exemples de formes d’engagement et d’actions directes non violentes et de leurs impacts à différentes échelles permettront d’ouvrir la discussion.
Si vous voulez participer à un atelier sur le sujet proposé par Odin Marc en plus de la conférence, merci de remplir ce sondage
À propos de « Partager & Agir »
Et si on s’octroyait un petit espace temps pour essayer chacun·e, et ensemble, de repenser les sciences du climat en réponse aux crises environnementales ?
« Partager & Agir » est un cycle de conférences organisé par Alban Planchat (LMD) au cours duquel les intervenant·e·s seront invité·e·s à nous partager leur(s) retour(s) d’expérience et leur vision tant sur notre manière de partager l’information (à travers l’enseignement, les médias, les réseaux sociaux, les rapports et au sein de la sphère géopolitique) que sur les questions de l’engagement et de l’action. L’objectif étant de coupler une rencontre avec les intervenant·e·s et l’initiation d’échanges collectifs.
Les conférences, ouvertes à tou·te·s, se dérouleront à l’ENS (sauf exception), au département de Géosciences, en présentiel uniquement, et s’étaleront de début octobre 2023 à début 2024.
Laboratoire de Géologie
Date: January 23, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Romain Jolivet (LGENS)
Title: Aseismic slip as the signature of crustal fluid upwelling
CERES
Date: January 17, 2024
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Anna Créti (Chaire Economie du Climat, Université Paris Dauphine – PSL)
Title: Renewables for decarbonizing the electricity sector: which efficient policies
Abstract: We will discuss the state of renewable deployment at the world level, focusing then on Europe. Renewable costs have decreased with a very high learning rate, and this accelerated pattern is also due to different forms of public policies. We will question and compare different forms of subsidies for renewables: feed in tariffs, feed in premia, direct subsides. Their efficiency with respect to carbon pricing can be questioned.
Département de Géosciences
Date: January 16, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Rupert Stuart-Smith (University of Oxford)
Title: Climate science in court: how scientific evidence can clarify states’ and companies’ legal responsibility for climate change
Abstract:
How fast must states cut their greenhouse gas emissions to act in line with the Paris Agreement? To what extent are individual companies responsible for specific climate change impacts, and will they be held liable in court? Growing numbers of courts have been asked to answer questions like these, as the legal system has come to play an increasingly prominent role in global climate governance. But understanding the responsibilities of states and companies for mitigating climate change or compensating those affected by their emissions is not purely a legal endeavour. This seminar will discuss new research exploring how scientific insights and legal logic can clarify the responsibilities of states and companies to mitigate climate change, and how lawyers are leveraging attribution science in an effort to hold major emitters accountable for their contributions to climate change.
CERES
Date: January 10, 2024
Time: 16h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Nadia Maïzi (Auteure principale 6ème rapport du GIEC, Directrice The Transition Institute 1.5, Mines Paris – PSL)
Title: Demande, services et aspects sociaux de la mitigation : genèse d’un chapitre du rapport du GIEC
Abstract: Le troisième groupe de travail du 6ème rapport d’évaluation du GIEC, AR6/WG3, dédié à l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre a publié un nouveau chapitre qui explore explicitement les leviers potentiels de réduction des émissions de gaz à effet de serre côté de la « demande ». En revenant sur sa genèse, nous proposerons un éclairage des résultats proposés par ce chapitre.
Nous saisirons cette occasion pour illustrer le processus de consolidation de la connaissance au cours des exercices d’évaluation successifs conduits par le GIEC. Nous reviendrons également sur le choix du périmètre de ce chapitre, centré sur une discussion autour des potentiels de réduction des émissions de gaz à effet de serre liés aux usages. Nous envisagerons également les enjeux de son articulation et de sa coordination avec les autres chapitres ou travaux proposés par le GIEC.
Enfin, à la lumière de résultats choisis proposés par ce chapitre, nous réfléchirons aux questions qu’il soulève pour le futur, au niveau des travaux de recherche complémentaires à engager.
Département de Géosciences
Date: January 9, 2024
Time: 11h
Location: salle Claude Froidevaux – E314
By: Charles Bosvieux-Onyekwelu (Centre Norbert Elias)
Title: Précarité générale – Témoignage d’un rescapé de l’Université
Abstract: L’université, un navire en train de couler.
Ce livre est un témoignage sur la précarité dans le secteur de l’enseignement supérieur et de la recherche. L’auteur y revient sur la trajectoire qui l’a conduit à être recruté, à 38 ans, comme chercheur au CNRS, après de multiples années à enchaîner les contrats courts.
Plutôt que de voir sa réussite comme un dû, confortée par la légitimité de ses titres scolaires et par une origine sociale favorisant une disposition pour les études longues, Charles Bosvieux-Onyekwelu explique que la précarité n’est pas quelque chose qu’on met derrière soi une fois qu’on en sort. Expérience marquante, ses effets se font sentir jusque dans les transformations néolibérales du travail à l’Université, qui touchent tout le monde, titulaires compris. Écrite avec la rage de s’être tiré de la précarité, cette enquête sociobiographique se demande si ce qui est arrivé à l’auteur n’est pas le symptôme d’une nouvelle condition salariale qui menace l’ensemble du monde du travail. Elle pose la question : doit-on tout accepter au nom d’une embauche à venir que la gloutonnerie du capitalisme rend de plus en plus incertaine ?