Démocratiser la modélisation pour renforcer la confiance au sein d’une communauté élargie
L’érosion des sols est l’une des formes les plus répandues de dégradation des terres en Europe. Pourtant, elle reste une «crise silencieuse» car ses effets sont progressifs, continus et souvent invisibles jusqu’à ce qu’il soit trop tard. Contrairement à l’eau, le sol est rarement perçu comme une ressource que l’on «consomme» dans la production alimentaire. Comme toute ressource naturelle, sa qualité n’est pourtant pas illimitée, elle doit être entretenue et protégée. Mais où se situent les zones les plus dégradées et comment anticiper leur évolution face au changement climatique et aux exigences de production alimentaire? Répondre à ces questions requiert des outils de modélisation à la fois précis, et accessibles à des utilisateurs de tous horizons techniques. Pour les utilisateurs non techniques, les modèles apparaissent souvent comme une «boîte noire», creusant un fossé entre modélisateurs et décideurs, au détriment de la communication, de la collaboration et de la confiance dans les résultats du modèle. C’est là qu’intervient le projet iMPACt-erosion(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Pour combler ce fossé, nous proposons une approche visant à démocratiser la modélisation de l’hydrologie et de l’érosion des sols, qui met l’accent sur l’apprentissage par l’interaction, autrement dit l’apprentissage par la pratique», explique le chercheur principal du projet, Andres Peñuela(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), basé à l’université de Cordoue(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne. Le projet s’est ainsi attaché à identifier les processus contrôlant l’érosion des sols, ainsi que les zones et périodes les plus vulnérables, afin de définir des stratégies d’atténuation ciblées et efficaces jusqu’en 2100.
De l’exposition des racines aux radionucléides des retombées: l’étalonnage environnemental pour fiabiliser les modèles
Les chercheurs se sont appuyés sur une variété d’indicateurs pour consolider leur modélisation. Ils ont étudié l’exposition des racines au fil du temps et les particules microscopiques dispersées lors des essais nucléaires des années 1960, qu’ils ont utilisées comme référence pour tester la précision de leurs modèles. L’exposition des racines constitue un indicateur visible de dégradation des sols, mais aussi une véritable archive historique. En mesurant les monticules formés autour des arbres, c’est-à-dire la différence de hauteur entre le niveau du sol au moment de la plantation et celui observé aujourd’hui, l’équipe peut reconstituer les pertes de sol sur plusieurs décennies. Elle a complété ces analyses par l’étude des radionucléides issus des retombées atmosphériques, dispersés à l’échelle mondiale lors des essais nucléaires du début des années 1960 et désormais présents de façon durable dans les sols. En mesurant et en comparant la concentration de ces particules, iMPACt-erosion peut estimer les taux d’érosion à long terme depuis le milieu du 20e siècle. «Ces données historiques ne se contentent pas d’enregistrer les dégradations passées, elles révèlent le coût réel de l’intensification de l’agriculture au cours des dernières décennies. Elles constituent également un point de référence essentiel pour évaluer et ajuster nos modèles mathématiques», explique Andres Peñuela. «Nous savons qu’ils reflètent fidèlement les processus environnementaux uniques d’un lieu spécifique. C’est cette rigueur qui transforme ces modèle, initialement rétrospectifs, en outils fiables pour anticiper les tendances environnementales futures.»
Démocratiser la modélisation via des explications accessibles
Le projet s’inscrit dans une démarche d’ouverture, visant à diffuser ses outils et résultats auprès d’un public aussi large que possible. L’équipe a publié une boîte à outils(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) destinée à accompagner les utilisateurs dans les principales étapes de la modélisation. Pour Andres Peñuela, l’intégration de la visualisation interactive transforme le processus de modélisation en un véritable parcours d’apprentissage et d’exploration. «L’intérêt majeur, c’est que cette approche est reproductible. Elle peut être appliquée à différents domaines et démystifie le concept de modélisation quel que soit le champ d’application. Lorsque les utilisateurs peuvent visualiser le fonctionnement des modèles et interagir avec ceux-ci, ils comprennent mieux les résultats et leur font davantage confiance, ce qui permet de lever les réticences.» L’équipe proposera également iMPACT-explore(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), un ensemble de Notebooks permettant de simuler et d’analyser des systèmes d’érosion des sols dans différents contextes et scénarios, d’évaluer l’efficacité des stratégies d’atténuation et d’identifier les facteurs les plus déterminants.