M2 Etude des Climats de la Terre / Studying the Climates of the Earth
Résumé : Le M2 ECLAT forme des spécialistes du climat de la Terre, des changements climatiques et de leurs conséquences, avec une compréhension des mécanismes à l’œuvre à travers le temps (sous-parcours VCOM) ou plus spécifiquement sur le changement climatique actuel et les scénarios d’atténuation et d’adaptation (sous-parcours CLARE).
Le changement climatique est un enjeu majeur pour les générations actuelles et à venir qui fait partie à ce titre des 17 objectifs de développement durable définis par l’UNESCO. Appréhender le changement climatique et produire des projections robustes pour les siècles à venir est une tâche complexe car multi-composante, multi-échelle et multidisciplinaire.
Multi-Composante et Multi-échelle. En effet, pour bien se projeter dans le futur, il faut avant tout comprendre le système climatique qui est un système complexe multi-composantes en interactions : océans, atmosphère, surfaces continentales, hydrosphère, et biosphère. Pour cela, les archives naturelles comme la glace ou les sédiments marins offrent des possibilités d’investigation formidable pour reconstruire les climats du passé grâce aux modèles de climat et pour améliorer ces modèles, outils indispensables pour se projeter dans le futur climatique. Depuis la révolution industrielle, les observations directes du système climatique complètent les archives naturelles pour documenter finement spatialement et temporellement les évolutions contemporaines du climat grâce à un ensemble croissant de moyens expérimentaux in-situ et satellitaires et des modèles régionaux à globaux.
Multi-disciplinaire. La compréhension du système climatique et de ses évolutions s’appuie sur plusieurs disciplines :
- la physique qui permet d’expliquer les écoulements des enveloppes fluides de la Terre (air, eau), les échanges d’énergie, les interactions rayonnement-matière, les aspects ondulatoires de phénomènes naturels;
- les sciences de la Terre qui apportent les outils géophysiques et géochimiques permettant de documenter les interactions existantes entre les composantes du système climatique, les grands cycles biogéochimiques (carbone, azote, …), le cycle de l’eau, à partir des archives climatiques continentales et marines (paléoclimatologie, géochronomètres) et des observations contemporaines.
- Les mathématiques appliquées qui fournissent des méthodes de quantification numériques et statistiques (simulation numérique, machine learning, problèmes inverses)
- la chimie qui permet de comprendre des éléments clé pour le climat et la vie sur Terre comme les gaz à effet de serre, la couche d’ozone, et la pollution atmosphérique;
- les sciences humaines et sociales qui apportent leur expertise sur les scénarios socio-économique des transformations à opérer et sur la question de l’adaptation.
L’objectif du M2 ECLAT est de fournir une formation par la recherche de haut niveau et pluridisciplinaire centrée sur le système climatique et la physique du changement climatique (groupe I du GIEC), en apportant un renforcement sur les méthodes d’analyse et de simulation ou une ouverture sur les impacts, et les solutions d’adaptation et d’atténuation (groupe II et III du GIEC). Le sous-parcours Variabilité du climat : Observation, Modélisation (VCOM) est destiné aux étudiants et élèves ingénieur de géosciences et de physique s’intéressant au système climatique et à sa variabilité naturelle passé et présente, aux questions d’observation et de modélisation pour l’analyse des climats passés, présent, et futurs. Le sous-parcours CLimat, Adaptation, Atténuation, Ressources, Énergie (CLARE) est destiné aux étudiants physiciens et aux élèves ingénieurs s’intéressant à la physique du climat et aux questions d’atténuation et d’adaptation reliées au changement climatique anthropique.
Du point de vue pédagogique, l’étude des climats de la Terre repose sur des outils communs entre les sciences de la Terre et la physique : une approche systémique des problèmes, l’analyse de systèmes complexes, la modélisation et la simulation numérique, les observations et l’instrumentation associée (spectrométrie de masse, interférométrie, radar, lidar, …). Les enseignants-chercheurs impliqués dans le M2 ECLAT sont des spécialistes de la physique et la chimie de l’atmosphère (processus dynamiques et chimiques, méthodes de mesures, mathématiques appliquées), ou des sciences de la Terre (géochimie, géochronologie, sédimentologie, paléoclimatologie).
Ainsi, le M2 ECLAT est une formation qui intègre la physique et les sciences de la Terre pour donner aux étudiants les outils et les méthodes nécessaires pour étudier, analyser et comprendre les climats passés et actuels de la Terre, et se projeter dans le futur. Le master s’appuie sur un potentiel de recherche exceptionnel réunissant des laboratoires de tout premier plan international dans l’étude du climat, des paléoclimats, et du changement climatique.
Communs aux deux sous-parcours
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Un bon niveau dans une ou plusieurs disciplines scientifiques de base (sciences de la Terre, physique, mathématiques, chimie, biologie) est nécessaire pour accéder au M2 ECLAT, ce qui déterminera ensuite le sous-parcours et le choix des options.
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Connaissances de base sur le système climatique
Sous-parcours VCOM (Variabilité du Climat : Observation, Modélisation)
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Sciences de la Terre
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Bases de physique et chimie
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Goût pour la mise en pratique des sciences et pour la modélisation
Sous-parcours CLARE (CLimat, Adaptation, Atténuation, ressources, Energie)
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Physique dont physique des fluides, systèmes complexes, physico-chimie (non exhaustif)
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Mathématiques appliquées dont bases robustes en statistiques
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Informatique dont maitrise d’un langage et de méthodes de programmation
Stage long (> 4 mois) en laboratoire de recherche ou en entreprise
Stage de terrain d'une semaine pour le sous-parcours VCOM
Projet encadré dans le cadre du sous-parcours CLARE
Compétences communes aux deux sous-parcours
- Conceptualiser, structurer et conduire un projet scientifique individuel ou en équipe et mener une analyse critique des résultats, en s’appuyant sur le vocabulaire scientifique adapté en français et en anglais pour décrire la problématique.
- Communiquer les résultats de leurs travaux, en français et en anglais, tant à l’oral qu'à l’écrit.
- Partager une connaissance commune du système climatique
- Exercer une veille scientifique et technique dans les domaines du climat et de l’énergie en analysant les documents pertinents
Sous-parcours VCOM :
- Analyser les éléments des variabilités naturelles et forcées des climats de la Terre, à différentes échelles de temps (climats actuels et passés, saisonnier à décennal), en restituant de manière structurée leurs imbrications ;
- Mobiliser les outils pertinents (analyse, théorie, expérimentation) pour extraire l'information à l'intérieur d'un ensemble d'observations, en identifiant les paramètres pertinents, en formulant les hypothèses et les approximations adaptées ;
- Mener des comparaisons modèles - données pour quantifier les mécanismes climatiques impliqués (rétroactions, forçages, non linéarités du système, …), pour contraindre les modèles numériques de climat tout en analysant les mesures obtenues par instrumentation (télédétection, prélèvements in situ, spectroscopie) avec leurs points forts et leurs faiblesses.
Sous-parcours CLARE :
- Construire une démarche scientifique relative au changement climatique, à ses impacts et aux solutions pour y remédier, en s’appuyant sur des méthodes robustes, quantitatives, et en faisant preuve d'esprit critique
- Restituer les notions fondamentales et les ordres de grandeur associés à la dynamique du climat, aux cycles biogéochimiques, au changement climatique et à ses impacts, à la modélisation et l’observation du système Terre, aux solutions d’adaptation et d’atténuation et aux ressources nécessaires,
- Mettre en œuvre des méthodes quantitatives numériques (e.g. simulations numériques, machine learning, inversions) ou expérimentales (terrain, analyses) appropriées pour traiter les questions scientifiques existantes et à venir sur le changement climatique.
- Répondre aux demandes sociétales liées au changement et à la variabilité climatique sur la base de simulations, d'observations, en contribuant au développement de services co-construits avec les utilisateurs (entreprises, collectivités, agences, …) ; notamment autour des questions d’atténuation et d’adaptation, en lien avec les sciences humaines et sociales.
Les débouchés du M2 ECLAT sont de deux types : 1/ poursuite en thèse et 2/ intégration d'entreprises et de bureaux d'études en relation avec les métiers des géosciences, de la physique du climat et de l'environnement, ou des services climatiques.
Le M2 ECLAT propose une offre de formation en lien étroit avec le secteur industriel (enseignement par des ingénieur de l'industrie, stage de recherche et doctorat en R&D). Les étudiants issus de cette formation pourront ainsi être recrutés dans la recherche publique (Universités, CNRS,...) ou privée, dans les entreprises relevant du secteur spatial (CNES, ACRI-ST, CLS), dans les grandes entreprises de tous secteurs et plus généralement dans les établissements publics ou privés et les collectivités qui sont soucieuses d'intégrer des spécialistes de l'environnement global et des risques climatiques.
Types d'emplois à Bac+5 et Bac+8 sans que cela soit exhaustif : Chef.fe de projet, Chargé.e d'étude, Chargé.e de mission environnement, Ingénieur.e qualité, Ingénieur.e R&D, Ingénieur.e en instrumentation environnementale, data scientist spécialisé sur le traitement de gros flux données pour le climat (e.g. satellitaires), Expert.e en questions climatiques, Chercheur.se , Enseignant.e - chercheur.se.
Université de Paris-Saclay
Université de Versailles Saint Quentin
Centrale Supélec
ENS Paris Saclay
Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE)
Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS)
GEOsciences Paris Saclay (GEOPS)
Cultures, Environnement, l'Arctique et ses Représentations, Climats (CEARC)
Fédération de Recherche Institut Pierre Simon Laplace (IPSL)
Écologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS)
À l'issue du semestre 1 du M2 ECLAT, les étudiants auront acquis les compétences suivantes:
- Savoir décrire les éléments pertinents des variabilités naturelle et forcée des climats passés et
actuels de la Terre
- Comprendre les méthodes d'observations utilisées pour caractériser les différentes enveloppes de la
Terre (fluides et solide)
- Savoir choisir les outils pertinents (modélisation, théorie, expérimentation) pour extraire l'information
à l'intérieur d'un ensemble d'observations.
| Matières | ECTS | Cours | TD | TP | Cours-TD | Cours-TP | TD-TP | A distance | Projet | Tutorat |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Anglais : méthodes et présentations scientifiques | 3 | 11 | 10 | |||||||
| Climat : Evolutions et Transitions | 3 | 27 | ||||||||
| Cycles du carbone présent et passé | 3 | 18 | 9 | |||||||
| Modèles pour l'étude des climats passé, présents et futurs | 3 | 12 | 6 | 9 | ||||||
| Modélisation numérique : principes et applications | 3 | 9 | 24 | |||||||
| Observation du climat passé : les archives et les indicateurs | 3 | 25 | 3 | |||||||
| Observation du climat présent : de l'in situ aux satellites | 3 | 15 | 6 | 6 | 5 | |||||
| Stage terrain d'observation | 3 | 6 | 12 | 12 | ||||||
| Matières | ECTS | Cours | TD | TP | Cours-TD | Cours-TP | TD-TP | A distance | Projet | Tutorat |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energie, Stockage, ressources et droit de l'Environnement | 3 | 18 | ||||||||
| Géochimie des enveloppes superficielles | 3 | 18 | 9 | |||||||
| Introduction à l'analyse statistique de risques climatiques | 3 | 21 | 6 | |||||||
| Méthodes d'analyses pour les Sciences de la Terre et de l'Environnement | 3 | 6 | 3 | 18 | ||||||
| Physico-chimie des atmosphères planétaires | 3 | 12 | 9 | 6 | ||||||
À l'issue du semestre 2 du M2 ECLAT, les étudiants auront mené avec succès un projet de recherche en sachant choisir les informations pertinentes par des voies variées (bibliographiques, vidéos, vulgarisations et séminaires) tout en gérant les difficultés.
| Matières | ECTS | Cours | TD | TP | Cours-TD | Cours-TP | TD-TP | A distance | Projet | Tutorat |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Accompagnement du projet professionnel | 2 | 20 | ||||||||
| Stage en laboratoire | 27 | 5 | ||||||||
| Traitement de données pour la recherche | 1 | |||||||||
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Lettre de motivation.
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Tous les relevés de notes des années/semestres validés depuis le BAC à la date de la candidature.
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Curriculum Vitae.
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Attestation de niveau d'anglais (obligatoire pour les non anglophones).
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Attestation de français (obligatoire pour les non francophones).
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Dossier VAPP (obligatoire pour toutes les personnes demandant une validation des acquis pour accéder à la formation) https://www.universite-paris-saclay.fr/formation/formation-continue/validation-des-acquis-de-lexperience.
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Fiche de choix de M2 (obligatoire pour les candidats inscrits en M1 à l'Université Paris-Saclay) à télécharger sur https://urlz.fr/i3Lo.
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Document justificatif des candidats exilés ayant un statut de réfugié, protection subsidiaire ou protection temporaire en France ou à l’étranger (facultatif mais recommandé, un seul document à fournir) :
- Carte de séjour mention réfugié du pays du premier asile
- OU récépissé mention réfugié du pays du premier asile
- OU document du Haut Commissariat des Nations unies pour les réfugiés reconnaissant le statut de réfugié
- OU récépissé mention réfugié délivré en France
- OU carte de séjour avec mention réfugié délivré en France
- OU document faisant état du statut de bénéficiaire de la protection subsidiaire en France ou à l’étranger.