Introduction

Les ressources sont comprises comme toute matérialité nécessaire au fonctionnement des sociétés humaines : produits agricoles, minérales, fossiles, surface de sol, hydrique … Elles sont soumises à une triple pression : d’une part leur exposition au changement climatique, d’autre part la prise en compte de leur éventuelle finitude liée à leur exploitation, et enfin à la nécessité de réduire l’usage de certaines d’entre elles en raison de leur externalités négatives sur l’environnement local (pollution) ou sur le système Terre (climat, biodiversité,…). Au-delà de leur production, ces ressources sont aussi redistribuées par exemple via le commerce, ou au contraire accaparées.

S’intéresser aux ressources c’est donc s’intéresser à leur extraction (ressources minérales ou fossiles) ou à leur production (agriculture, bois, fibres végétales,…), aux externalités de cette extraction / production, à leur disponibilité dans le temps et à leur finitude, aux modalités de leur gestion et aux échanges.

L’équipe s’intéresse avant tout aux ressources minérales impliquées dans les machines technologiques, aux ressources agricoles et aux conflits d’usage entre capacité nourricière et production de biomasse, aux ressources forestières, et à l’usage du sol et à sa structuration. Chaque type de ressource implique des processus locaux mais aussi globaux et nécessitent une approche multi-scalaire construites sur l’analyse de données et sur la modélisation.

Responsable d’équipe

François Moriconi-Ebrard (DR)

Suivi des changements de la couverture forestière et du fonctionnement saisonnier de la végétation naturelle et agricole

Les recherches concernent l’observation par la télédétection de la végétation, naturelle comme agricole, prise d’une part comme une composante essentielle des grands cycles biogéochimiques soumise aux variations climatiques, et d’autre part comme une ressource pour les activités humaines. Elles sont conduites avec des collègues de plusieurs disciplines : géographes, économistes, modélisateurs des cycles biogéochimiques, écologues, biologistes.

1/ Forêts communautaires au Népal

Le Népal a mis en place une décentralisation de la gestion forestière, en confiant aux communautés locales des droits exclusifs d’utilisation de ses produits, notamment comme source d’énergie domestique. Le projet, en collaboration avec l’Ecole d’Economie de Paris, a pour objectif d’en évaluer les effets sociaux et écologiques, en particulier sur l’étendue et la santé des forêts népalaises par la télédétection. Projets : ANR GolFor-DeepN (fin : septembre 2024), CNES TOSCA ForCoNep.

District de Ghorka, Népal. Source : Delbart (mars 2024).

Charge de bois « énergie ». District de Ghorka, Népal (mars 2024).

Transport de ressources fourragères, District de Chitwan, Népal. Source : Delbart (novembre 2018).

Composition colorée image Sentinel-2, Népal.

2/ Dégradation forestière en Afrique

La dégradation forestière peut être définie comme la baisse de la qualité du couvert forestier sans réduction des surfaces boisées, en réponse à des facteurs externes diverses, anthropiques ou climatiques. Aux côtés de la déforestation elle est une source majeure d’émission de CO2 vers l’atmosphère. Elle est néanmoins mal quantifiée, en raison de la diversité des modalités de la dégradation, et en raison de la difficulté à la distinguer clairement dans les images satellites. Nous développons des méthodes de télédétection pour cartographier la dégradation forestière dans des contextes climatiques différents, depuis la Guinée (Vo Quang et al. 2022, 2025) au bassin du Congo. Collaboration : IGN FI. Projets : One Forest Vision Initiative.

Comparaison d’algorithmes de détection des forêts dégradées en Guinée, à partir des images Sentinel-2 (Source : Vo Quang et al. 2025).

3/ Suivi du fonctionnement saisonnier de la végétation

L’avancée des évènements phénologiques printaniers est l’une des réponses des écosystèmes au changement climatique, entrainant des modifications des échanges de carbone d’eau et d’énergie entre la végétation et l’atmosphère. La télédétection permet dans une certaine mesure de suivre l’évolution saisonnière de la végétation et ce sur plusieurs décennies dans certains cas. L’enjeu est de parvenir à relier le signal radiométrique à un évènement phénologique précis. Des méthodes de suivi phénologiques ont été développées à l’échelle de biomes forestiers (Delbart et al. 2005,2006,2007,2008,2015), mais également pour des agrosystèmes dont les variations sont fortement liées aux pratiques agricoles et au choix des cultures (Rivas et al. 2021,2024).  Les projets en cours sont d’une part de s’intéresser à la phénologie des arbres urbains explosés à l’ilot de chaleur urbain, et d’autre part à l’impact des variations phénologies des écosystèmes et des agrosystèmes sur l’absorption de l’énergie solaire.

Cartographie des dates (DOY : day of year) des principaux stades phénologiques du blé en France, issue des données désagrégées du satellite PROBA-V. Source : Rivas et al. 2024.

Thèses soutenues :

• An Vo Quang. Suivi des changements de la végétation en Afrique tropicale et équatoriale par la télédétection : évaluation de l’apport potentiel des nouveaux capteurs satellitaires optiques et radars. Financement : bourse CIFRE. Entreprise : IGN-FI. Soutenue le 13 décembre 2022.

• Henry Rivas. Télédétection des rotations agricoles dans le nord-ouest de la France. Financement : bourse BECAL du gouvernement paraguayen. Soutenue le 15 décembre 2022.

Thème : ressources minérales et matériaux critiques

L’équipe de recherche, dirigée par José Halloy, rassemble des compétences interdisciplinaires :

• Joseph Le Bihan (ingénieur des ponts, doctorant)
• Thomas Lapi (histoire économique, doctorant)
• Florian Vidal (chercheur associé, géopolitique)
• Leo Cazenille (chercheur associé, intelligence artificielle)

La problématique des matériaux critiques, essentielle pour assurer la soutenabilité des technologies contemporaines, soulève des enjeux stratégiques, sociaux, économiques et géopolitiques. Pour y répondre, l’équipe adopte une approche interdisciplinaire intégrant les sciences techniques, les sciences sociales, ainsi que l’analyse des politiques publiques et de la géopolitique.

Approche scientifique

L’étude des matériaux critiques est abordée par le prisme du système Terre et de la notion de métabolisme, en établissant des parallèles entre les cycles naturels, le vivant et les flux de ressources dans les technologies modernes. Dans ce cadre, l’équipe participe activement aux Programmes et Équipements Prioritaires de Recherche (PEPR) sur le recyclage des métaux critiques et stratégiques et sur les énergies renouvelables.

Elle modélise les flux de matériaux nécessaires à la transition énergétique, en se focalisant particulièrement sur l’expansion de la capacité photovoltaïque mondiale. Cette modélisation inclut l’utilisation d’intelligence artificielle (IA) et l’analyse de grandes bases de données scientifiques et technologiques (OpenAlex, Espacenet), permettant d’extraire des informations clés sur les matériaux stratégiques, l’efficacité et la durabilité des technologies. Ces résultats sont croisés avec des référentiels internationaux, tels que le RMIS (Raw Materials Information System).

Collaborations et contributions

Les travaux de l’équipe sont enrichis par des collaborations avec :

• Jean-Michel Dalle (Dauphine PSL), expert en économie et gestion de l’innovation,
• Matthijs den Besten (MBS Montpellier), spécialiste en dynamique de l’innovation et entrepreneuriat.

Ces expertises renforcent l’étude des conditions nécessaires pour accompagner le développement technologique et industriel du secteur des énergies renouvelables, tout en favorisant l’émergence d’une économie circulaire.

Objectifs et impact

En combinant physique des matériaux, intelligence artificielle, économie de l’innovation et géopolitique, l’équipe vise à :

1. Proposer des solutions concrètes pour améliorer la recyclabilité et la soutenabilité des technologies critiques.
2. Modéliser les flux de matériaux à l’échelle mondiale pour répondre aux besoins de la transition énergétique.
3. Élaborer des recommandations stratégiques pour les décideurs, afin d’optimiser les processus industriels et les politiques publiques dans un cadre durable.

L’intégration dans le PEPR Recyclage souligne l’engagement de l’équipe dans une démarche interdisciplinaire, tournée vers la résolution des défis liés aux matériaux critiques et stratégiques dans les énergies renouvelables.