The key role of geosciences for the global challenge of sustainable developpement: the agenda 2030 Mme Carole Larose Professeure Lycée Corneille (ac de Normandie) et professeure associée IFE-ENS-Lyon

rue du Maulévrier 76000 Rouen Tél : 02 35 07 08 80 Fax : 02 35 07 47 28

carole.larose(at)ac-normandie.fr M Gérard Vidal IFÉ-ENS de Lyon

19 allée de Fontenay 69007 Lyon Tél : 04 26 73 11 00 Fax : 04 26 73 11 45

gerard.vidal(at)ens-lyon.fr IFÉ-ENS de Lyon Ce livret est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International 2023 Carole Larose Les journées du GIFT 2023 (Geoscience Information For Teachers) se sont tenues à Vienne en Autriche du 23 au 28 avril 2023. Elles se déroulent en même temps que la plus grande réunion pour les Géosciences en Europe qui regroupe plus de 16 000 scientifiques venus de 133 pays. Le parallélisme entre les deux événements permettent donc aux professeurs de côtoyer les scientifiques, de participer aux conférences du soir avec eux. Les journées dédiées aux professeurs s'articulent entre conférences et petits ateliers. Cette production présente les notes prises au cours de ce stage ainsi que des liens vers les ressources (les vidéos des conférences, les liens vers les sites d'intérêt). Ce sont des ressources très intéressantes pour enrichir nos cours avec nos élèves. Le GIFT permet de réunir des professeurs de très nombreux pays du monde, nous étions environ 80 professeurs du primaire, du secondaire ou encore du supérieur. Il est organisé en même temps que l'assemblée générale EGU (European Geosciences Union), pour plus d'informations, consultez ce lien. Les échanges lors de ces journées se sont déroulés en langue anglaise.

2023 Photo de la Team française Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. De gauche à droite: Emmanuelle Jamart, Nicolas Fayemendy, Carole Larose, Inès Frey, David Grandclément, Eugénie Blaszczyk.

Programme des journées Ce programme rédigé en anglais présente les différents intervenants et un rapide résumé des conférences et ateliers proposés. Ces journées ont commencé par une visite du muséum d'histoire naturelle. Il est situé sur une très belle place dans le quartier des musées de Vienne.

2023 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Le musée d'histoire naturelle fait face au musée des beaux Arts

Il a été construit pour abriter les très riches collections des Hasbourg et son architecture est néo-renaissance.

2023 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Des escaliers majestueux

le musée propose une étonnante collection de minéraux et pierres précieuses, une salle des dinosaures et surtout la plus ancienne et la plus grande collection au monde de météorites.

2023 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Environ 1100 météorites sont exposées

La visite s'est poursuivie sur le toit du musée, la vue sur la ville de Vienne est vraiment époustouflante.

2023 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. visite guidée du toit du musée.

Les conférences étant en anglais, le petit résumé en Français vous permettra d'avoir un déroulé des propos du conférencier ou conférencière.

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L'introduction est faite par Jean-Luc Berenguer du comité d'éducation à l'EGU. le lien vers la vidéo d'introduction du GIFT (youtube) /> la video sous-titrée en français.

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Jonghwi Park. Paris. le lien vers la présentation.

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le lien vers la vidéo à 11 minutes après l'introduction (youtube). la video avec sous-titres.

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Mme Park présente les principales différences entre les objectifs du MDGs Millennium Development Goals en 2000 versus SDGs Sustainable Development Goals en 2015: 8 objectifs versus 17, le monde est devenu plus complexe et le nombre d’objectifs a donc augmenté, les axes prioritaires sont la fin de la pauvreté et l’éducation comme une clé essentielle. L’éducation pour tous était un des objectifs de MDGS et l’objectif a été atteint : 52 % d’élèves en 1990 contre 80% qui finissent leur scolarité primaire dans le sub-sahara. Mais, il y a malheureusement des effets de bord car la proportion d’élèves n’atteignant pas le minimum requis en mathématique et lecture est de 84 et 88% contre 56 et 58% dans le monde. C'est pour cette raison que les objectifs de SDGs sont davantage axés sur la qualité de l’éducation. Un des objectifs du SDG est de développer l’enseignement du développement durable (objectif 4.7). 56% des pays seulement ont l’enseignement du CC dans leur programme. Park donne des ressources pour mieux comprendre les enjeux de cet enseignement. le lien vers la ressource unesdoc Il faut surtout essayer de contextualiser cet enseignement, les problématiques sont différentes en fonction des pays et des régions. Il existe un réseau de centre d’expertise dans le monde entier mais aussi 3 en France qui peut aider sur ces thématiques. le lien vers la ressource rcenetwork Enfin, il faut nous demander, comment intégrer de façon efficace pour nos élèves, l’intelligence artificielle. Laurent Bopp, Ecole Normale Supérieure Paris le lien vers la présentation.

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C’est un mois particulier pour parler de l’augmentation de température des océans : en avril 2023, la température de surface a atteint 21 degrés en moyenne sur Terre. La biomasse des océans est très petite (6%) comparée à celle des continents mais près de la moitié de l’oxygène (48.5%) est produit par les organismes aquatiques grâce à la photosynthèse (NPP net primary production ). L’océan est important dans le cycle carbone car c’est un grand réservoir de carbone (50 fois plus grand que l’atmosphère). La pêche et le tourisme représente des menaces mais aussi beaucoup d’argent est en jeu. La connaissance et la protection des océans est l’un des objectifs du SDG le point 14. Le changement climatique altère les propriétés physiques et chimiques de l’océan donc la distribution des espèces et le fonctionnement des écosystèmes. La température a augmenté de 0.9 degrés depuis 1850 et le niveau de l’eau a augmenté de 20 cm depuis 1900 et ces valeurs sont en accélération. La glace a réduit de moitié de la surface, l’été en Arctique. L’océan s’acidifie, le pH a diminué de 0.1 à cause de l’augmentation de CO2 qui lorsqu’il se dissout dans la mer fabrique du HCO3- mais moins de CO32- nécessaire à la formation des squelettes calcaires de nombreux organismes marins comme les coraux, le phytoplancton, les bivalves…. De plus, on constate une désoxygénation de l’océan 2% et le dioxygène ne pénètre plus dans l’océan profond entrainant une anoxie et des évènements mortels pour certains organismes. Un exemple avec les copépodes entre 1958 et 2005: ces espèces ont migré vers le Nord à cause de l’augmentation des températures de l'eau de surface. Les organismes doivent migrer pour rester dans des eaux à la même température principalement vers les pôles: 50 km en moyenne pour un organisme marin de surface et 30 km pour les organismes benthiques. Mais certaines espèces, les coraux en particulier, ne peuvent pas migrer et ils meurent. Les vagues de chaleur, principalement dans l’océan Pacifique ont un impact grave sur les écosystèmes marins. Le scénario le plus optimiste livre une augmentation de température de 0.7°C et pour le pH une diminution de 0.07, le plus pessimiste 2.7°C et une diminution de pH 0.33 en 2100 comparé à 2000. Lorsque la température augmente, l’océan est plus stratifié et il y a moins d’aliments qui remontent à la surface pour le phytoplancton ce qui diminue les stocks de poissons avec des contrastes importants en fonction de la latitude. L’océan doit faire face à des menaces humaines : pollution plastique, surpêche et eutrophisation… Nous connaissons les solutions : régulation des pêches, création de zones protégées... Voici quelques sites ressources pour les professeurs: Le lien vers le site office for climate education OCE Le lien vers adopt a float, projet multidisciplinaire Le lien vers le site Copernicus Le lien vers le site IPCC Atlas Clara VasconcelosUniversity of Porto, Portugal le lien vers la présentation.

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Un des objectifs de SDGs, le numéro 4 est la qualité de l’éducation. Malala Yousfzay a gagné de nombreux prix et fait de nombreuses conférences et interview télévisée, elle a dit : un enfant, un professeur, un livre et un stylo. Elle pense que l’éducation est la solution pour changer le monde: les enfants sont égaux quand ils vont à l’école, ils doivent vivre ensemble. Cible 4.1: école primaire et secondaire. le graphique montre que dans la moitié des pays, moins d’un enfant sur deux a un cursus complet pour l’école secondaire avant cet objectif . Depuis 2013, 4 sur 5 enfants commencent l’école secondaire mais les riches complètent à 76 % leur cursus versus 31 % pour les plus pauvres. Cible 4.5 : éliminer les inégalités de genre et pour les personnes handicapés, une école inclusive. Seulement 50% des enfants handicapés vont à l’école dans les pays développés. La statégie pour l'UNICEF est « every child learns » pour 2019-2030 avec trois axes principaux: l'accès équitable aux apprentissages l'amélioration des apprentissages et des compétences pour tous l'amélioration de la protection des enfants dans des contextes diffciles Présentation d'un exemple avec les migrants au Rwanda. Cible 4.7 : le rôle des professeurs dans l’enseignement du développement durable. Dans les universités, il n’y a pas cet enseignement dans le cursus universitaire. Le poster "geosciences for the future" montre seulement 4 objectifs pour l’éducation. Cible 4.A : augmenter le nombre de professeurs qualifiés et répondre à des situations d'urgence. Certains professeurs se font tués à l’école: en 11 ans 2 295 professeurs ont été tués au Nigéria. Pendant la pandémie, les professeurs ont construits de nouveaux cours pour faire face à la situation, cependant on estime à environ 147 millions d'enfants qui ont eu accès à seulement la moitié des cours entre 2020 et 2022 . Au Nigeria, 42% de filles contre 58% de garçons vont à l’école. La guerre en Ukraine pour 3 millions d’enfants dont certains sont des zones sans internet. 37% des filles dans le sub Sahara sont mariées avant 18 ans sans le choisir. Les enfants qui ont une mauvaise alimentation et pas d’eau et doivent répondre aux besoins élémentaires de la famille. Certains enfants passent leur temps à aller chercher de l’eau, d’autres enfants sont exploités dans les mines pour extraire des minéraux nécessaires pour la fabrication des téléphones portables. Traffic d’enfants pour le sexe. Améliorer la formation des professeurs est la meilleure arme pour changer le monde (Nelson Mandela). Nous pouvons développer les compétences en géosciences des professeurs en utilisant leurs sens, les outils numériques, les simulations et certaines applications comme Google Earth. Lena Abrahamsson (Luleå University of Technology) le lien vers la présentation.

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ENGIE Encouraging Girls to STUDY Geosciences and Engineering est un projet mené entre 2020 et 2022 dans 25 institutions dans 21 pays. Il a fourni des ressources pour les professeurs. On constate que les % de femmes dans les métiers des géosciences sont inférieurs à celui des hommes: Sciences de la Terre 35 à 60% de femmes Sciences de l’environnement 40 à 70 % Géo et ingénieurs de mines 15 à 45 % Des études montrent que les très jeunes filles et garçons sont intéressés de façon égale par les géosciences mais quelques années plus tard ce n’est plus le cas. L’égalité des genres est importante pour les compagnies pour développer les différentes compétences nécessaires pour un bon environnement de travail. Cependant l’inégalité des genres existe aussi dans la société en général comme dans la société du travail. On constate 2 types de problèmes : Le pourcentage de femmes et d'hommes non équivalent Le type de poste: les hommes dominent les postes les plus importants. il y a confusion entre le genre et les compétences. Si tu es un homme, tu dois avoir plus de compétences en technologie par exemple et les hommes préfèrent travailler avec les hommes. Un projet nommé « Attract » est en développement pour un travail égalitaire dans les mines. Il y a maintenant des nouvelles conditions pour travailler dans les mines et de nouveaux types de travail, de nouveaux rôles ce qui devraient favoriser l’égalité des genres. En 1900 1% femmes dans les géosciences, en 2005 4% et en 2022 20 % femmes en Suède mais il reste des réticences car le genre masculin reste encore très présent. Il reste donc de nombreux challenges : Sensibiliser les jeunes filles dès le plus jeune âge Eviter les stéréotypes Rendre les géosciences accessibles Montrer la diversité des métiers en géosciences Luigi De Filippis (Spallanzani Scientific High-School, Tivoli, Italy) le lien vers la présentation.

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L’agenda 2030 est une grande opportunité pour les professeurs d’enseigner le développement durable et de montrer le rôle important de l’école. En Italie, par exemple, les professeurs ne sont pas qualifiés pour enseigner la géologie. Cette présentation propose un exemple d'enseignement des géosciences dans une école de 1400 élèves et 120 professeurs équipée avec des instruments de mesure pour les séismes et la météorologie. Dans cette école, il y a 6 laboratoires pour les sciences et aussi un musée avec des roches. Les élèves ont pu assister à des conférences scientifiques et créer des liens avec l’université ainsi que d’autres écoles à l’étranger. Ils ont aussi pu étudier sur le terrain, sur le Stromboli. Antonija Bogadi (SYNYO Gmbh, Vienna, Austria) le lien vers la présentation.

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C’est une compétition pour les élèves, le projet a démarré en mai 2022 en partant du constat de l’inégalité entre les compétences et les besoins. 3 axes dans le projet: System thinking: permet aux élèves et étudiants de comprendre comment les différentes parts d'un système interagissent entre elles et de devenir meilleur dans la résolution des problèmes Inquiery based learning: CircularCityChallenge CCC fournit des ressources aux professeurs et aux élèves Participaritory contest: un concours avec des groupes de 3 élèves et un professeur pour proposer un problème local, rencontrer des partenaires et répondre au problème posé Le concours démarre en septembre 2023 jusqu’en juillet 2024. Jarmo Sybren Kikstra. Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) Laxenburg, Austria le lien vers la présentation.

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Les systèmes d’énergie satisfont les besoins humains et proviennent de différentes sources (gaz, soleil, uranium, charbon biomasse…). Il faut souvent transformer cette énergie puis la distribuer et enfin l’utiliser mais seulement l’énergie utile pas l’énergie parasite (bruit ou chaleur par exemple d’un chauffage). Le système climatique est étroitement lié aux systèmes d’énergie. Concernant le changement climatique, les émissions ont continué d’augmenter car les énergies utilisées sont principalement des énergies fossiles. Pour limiter les émissions il faut prendre des décisions politiques et limiter voire stopper les énergies fossiles. Les coûts des énergies telle le photovoltaïque et les batteries électriques pour les voitures a beaucoup diminué. L’énergie solaire et éolienne seraient les meilleures options pour le coût et la rentabilité. Si nous voulons maintenir, en fonction des scénarios, une augmentation des températures à 1.5° 2° ou 3° ou 4° , les émissions venant de la combustion du pétrole doivent être drastiquement réduites et il ne faut plus de combustion par le charbon. La meilleure option est d’augmenter l’électricité. La terre doit aussi être utilisée pour les cultures et faire de la biomassse pour l’énergie et moins pour les animaux donc pour l’alimentation. Nous devons aussi réduire les besoins en énergie, pour faire de la nourriture, moins de transport, moins de bâtiments. Les possibilités d’atténuation du changement climatique sont de trois ordres : Eviter de voyager Utiliser les transports publics plutôt que sa voiture Améliorer l’efficacité des voitures Les écarts entre les pays sont très importants et il est cependant essentiel d’atteindre les mêmes objectifs. Pour cela, certains pays doivent faire des efforts et certains autres comme le Sub Sahara par exemple, doivent se développer pour atteindre la même cible. Il faut pour cela : Plus de croissance dans les pays en développement Plus d'égalité Organiser les infrastructures La nécessité de politique climatique holistique Fink, Andreas H. Professor of Meteorology. Institute of Meteorology and Climate Research. Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany le lien vers la présentation.

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Pour les modèles climatiques, il y a un problème de valeur limite, pour la prévision météo et climatique, le problème est de définir la valeur initiale et c’est le plus difficile. Les plus froids étés sur la période 1993-2022 en Suisse sont tout de même plus chaud qu’en 1850. Les vagues de chaleur sont plus fréquentes et avec une plus grande intensité. Les vagues de chaleur ont des conséquences dramatiques, il existe une température et une humidité pour lesquels les humains meurent au-delà 35 °C pendant 6 heures (the wet bulb temperature). Il y aura beaucoup de « deadly days », des jours mortels dans le futur et plus dans les régions chaudes et humides. On constate toujours un excès de la mortalité: 15000 morts en 2022, 70000 en 2003 lors des vagues de chaleur. Il faudrait pouvoir prédire ces vagues de chaleur. Mais les prédictions sont limitées à cause du système chaotique du climat. De petites incertitudes peuvent conduire à des prévisions erronées au bout de quelques jours. Il faut donc se rapprocher de la valeur intrinsèque du système. Cette valeur intrinsèque dépend de l’échelle de temps considérée et de la latitude : au niveau des tropiques par exemple, les 60% de prévisions utiles sont atteints que sur une très petite période de temps (24 heures) au lieu de 4 jours pour les moyennes latitudes. Définir les conditions initiales est donc primordial mais celles-ci sont incertaines. Les conditions initiales et les modèles sont imparfaits et la prévision dépend de ces deux paramètres. Les prévisions sont des probabilités. Pour prévoir les vagues de chaleur, il faut bien comprendre la convection des masses d’air dans l’atmosphère. Il faut essayer de calculer le déplacement des masses d’air et le blocage au-dessus d’une zone et la descente par subsidence. Pour avoir une vague de chaleur en Europe, il faut en amont des précipitations sur l'ouest Atlantique et le sud-ouest de la péninsule ibérique. Les erreurs de prédiction sont souvent liées à des erreurs sur un temps précédant la prédiction. Les processus qui mènent aux vagues de chaleur se décomposent en 3 processus élémentaires : Adiabatique Diabatique Advectif Les prévisions des vagues de chaleur peuvent se faire sur des jours, mois ou année, au-delà ce sont les projections climatiques. Il reste donc de nombreuses questions de recherche comme comprendre les processus menant à des vagues de chaleur ou les jours chauds d’été. Quoiqu’il en soit, l’Europe va expérimenter des vagues de chaleur de plus en plus nombreuses et il faut absolument s’y préparer. Hubert H.G. Savenije. ProfessorDelft University of Technology. The Netherlands lien vers la présentation

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Le cycle d’évaporation des terres est plus important que l’évaporation de l’eau des océans. L’eau des rivières ne va pas toute jusqu’à l’océan mais aussi dans le sous-sol. On doit considérer tous les éléments d’un bassin hydrologique, tous les éléments sont connectés (Alexander von Humbolt), la Terre est un système en vie comme les êtres vivants (les flux entrants sont de faible entropie et les flux sortants de haute entropie). Les physiciens ont tendance à séparer le monde en éléments plus petits sans voir la totalité. La nouvelle théorie considère la totalité du système, toutes les lois physiques, les lois de l’entropie et la seconde loi de la thermodynamique, le mouvement dans un seul sens et la loi des fractales (la loi des structures), l’ajustement des paramètres du modèle car l’écosystème est vivant et donc suit les lois de l’évolution du système. Il y a de nombreux paramètres mais les équations restent simples telles celles incluant les exponentielles. Le système Terre se rapproche de la limite Carnot qui est l’optimum d’énergie récupérée pour un travail donné. Le but est donc de construire un modèle avec des équations simples proche de la limite Carnot pour un bassin hydrologique. Les paramètres à considérer sont: La capacité d'infiltration Le cloisonnement Le stockage de la zone racine Les caractéristiques dominantes de drainage et de ruissellement Dans un bassin hydrologique, il faut donc pouvoir déterminer la quantité d’eau stockée dans le sous-sol et cela dépend de la pente et de l’endroit par rapport au point bas de la rivière. Pour connaitre la quantité d’eau stockée dans le sous-sol, on peut se baser sur la profondeur des racines mais cela ne suffit pas car on ne peut pas connaître réellement la profondeur et la surface réelle des racines. Le mieux est de connaitre la transpiration des plantes car les plantes adaptent leur système racinaire à leurs besoins en eau. Les étudiants ont cartographié le monde en utilisant cette méthode, c’est-à-dire en évaluant la transpiration qui est un indicateur de la capacité de stockage de l’eau. Ils ont découvert que la quantité d’eau stockée dans le sol des forêts tropicales est faible avec une très grande présence d’arbres, les arbres ne subissent pas le stress hydrique. Lorsque les capacités de stockage dans le sous-sol augmentent, les arbres subissent davantage de stress. Les étudiants ont fait des études en Afrique et Amérique équatoriale pour comprendre comment les arbres étaient en mesure de résister à la sécheresse. Ils ont découvert que les arbres du Sud, plus soumis à la sècheresse, sont aussi capables de stocker davantage d'eau que ceux du Nord, non soumis au même stress. Les modèles sont en perpétuel évolution car le système hydrologique est vivant. Alberto Montanari. Professor of Water Engineering and Hydrology University of Bologna lien vers la présentation

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L’eau est nécessaire à la vie mais peut également représenter une menace et conduire à des désastres (inondations, mauvaises décisions politiques comme pour le lac Aral). L’eau est sous le stress de l’action du réchauffement climatique. On utilise plus d’eau que la ressource disponible. C’est donc un grand challenge et il faut trouver des solutions. Malgré une bonne connaissance du cycle de l’eau, de nombreux aspects restent inconnus. L’hydrologie est une science récente et n’explique pas tout, en particulier sur les flux, la répartition des eaux de pluie entre écoulement en surface et infiltration… Pour étudier ce cycle, il faut aussi considérer les sciences sociales (présence de l’homme), travailler avec les climatologues… Connaitre la quantité d’eau du sous-sol disponible est très compliqué. Les études sur le cycle de l’eau sont récentes. Il est facile de mesurer les précipitations. En Italie, qui fut un des premiers pays à s’intéresser au problème de l’eau, les données sérieuses datent 1725 et à l'aide d'instruments à partir de 1850. On peut construire des graphiques et montrer une grande variabilité des précipitations, les sécheresses de longue durée étaient plus fréquentes avant 1940. Depuis 2020, il y a une grande sécheresse en Italie et les demandes en eau sont aussi plus grandes. Ce que nous ne comprenons pas vraiment: l’eau de pluie peut s’infiltrer ou couler à la surface mais on ne connait pas vraiment la quantité d’eau infiltrée. De plus, il y a souvent plusieurs couches dans le sous-sol et il est difficile d’évaluer le temps de recharge chaque couche. Les humains ont un impact car l’eau pompée en grande quantité dans le sous-sol assèche les nappes. Avec des traceurs, ou en récupérant la sève des arbres, on peut évaluer le trajet de l’eau. L’urbanisation a un impact et une nouvelle science appelée la socio-hydrologie est née pour comprendre comment l’urbanisation peut être introduit dans le modèle. Quelles connaissances a –t-on accumulé ? La quantité d’eau est constante sur Terre mais seulement 3% d’eau est utilisable, avec une population qui augmente et une répartition inégale. Sur les 3% , seul 1% est disponible en surface. On constate une très grande augmentation de la demande en eau après 1940 et 70% est utilisée pour l’agriculture. Certains pays souffrent déjà du stress hydrique. En Italie, si on considère le cas de la rivière Pô, il y a pour le moment équilibre mais il n’est pas sûr que la situation continue dans le futur. Il faut à la fois considérer la densité de population et les besoins en eau et l’Italie est pour le moment à la limite, elle doit donc avoir une politique efficace et résiliente pour l’exploitation de l’eau. Certains régions (la Californie) ou pays (l’Australie) sont déjà soumis à un stress hydrique important. Les demandes de plus en plus importantes en eau, le changement climatique, les sécheresses plus longues et plus fréquentes menacent la sécurité de l’eau. La solution passe par une meilleure éducation du public sur ces problématiques. Ressources pour les professeurs: Le site de Alberto Montanari le lien vers le site USGS Science for a changing world Paolo Papale. Research Director Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Pisa, Italy Chair, Class of Exact Sciences, Academia Europaea lien vers la présentation

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Etudier l’historique de la science vulcanologie est nécessaire pour mieux comprendre les enjeux du futur. Dans les années 1970, on utilise les données de: la stratigraphie : historique des éruptions la pétrologie : les produits des éruptions et les relations entre les minéraux et leur formation Les scientifiques peuvent ainsi mieux comprendre les mécanismes des éruptions, sont alors en capacité de reconstituer les conditions physiques et chimiques de la formation des magmas et comprendre leur évolution. Dans les années 1980: expérimenter pour reconstituer les conditions P/T en laboratoire et mieux comprendre la viscosité des magmas et leur lien avec la nature des éruptions, la cristallisation fractionnée réaliser des enquêtes début des modèles numériques Les années 2000, c’est le moment des instruments plus perfectionnés qui permettent: d'enregistrer les signaux d’une éruption pour la prévoir l’installation de stations sismiques partout dans le monde, des stations GPS, des accéléromètres de mesurer les déformations des volcans de commencer à modéliser les dynamiques de réaliser des statistiques et probabilités Maintenant toutes ces techniques sont utilisées ensembles, de nombreuses données sont produites et il faut analyser toutes ces données pour améliorer la communication envers les populations. Pour les années à venir 2030: améliorer la coopération pour une BIG Science comme des projets qui ont mené au séquençage du génome, le télescope Hubble … L’approche BIG science permettra: des observations directes de compléter les données d'établir des modèles compétents La plus grande éruption a été le Toba caldera à Sumatra, il y a 74 000 ans et les conséquences ont été un climat très froid pendant 10 ans et 1000 ans de climat froid avec de nombreuses extinctions d’espèces. Les modèles prévoient qu’il soit possible d’avoir des éruptions encore plus destructives que celles dans le passé. Ces super éruptions sont extrêmement dévastatrices et sont une menace pour la civilisation humaine. Les modèles prévoient ces super éruptions et la probabilité que l’une d’entre elles ait lieu dans l’année, dans les 10 ans, 100 ans (0.1%) ce qui peut sembler peu mais les populations ne sont pas prêtes. Le projet KMT (Krafla Magma Testbed) souhaiterait développer des instruments capables de mesurer directement dans la chambre magmatique dans le Krafla caldera en Islande. le lien vers le site KMT (Krafla Magma Testbed Nous n’avons toujours pas de scénarios pour simuler les éruptions à l’échelle mondiale et cependant la science vulcanologie a besoin de données globales, de modèles ce qui nécessitent des moyens financiers. Domenico Giardini. Department of Earth SciencesETH ZurichEnergy Science Center (ESC)NO H 69.1Sonneggstrasse 58092 ZürichSwitzerland lien vers la présentation

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Historiquement : • Séismes et Religion : Les personnes pensaient que les séismes étaient une punition des Dieux • Séismes et Philosophie: après le désastre de 1755 à Lisbone, Voltaire et Rousseau dénient la divine providence. De nos jours, on définit les menaces des séismes: elles dépendent des zones géographiques, des populations qui y vivent. Les populations vivent de plus en plus dans des mégacités (8 mégacités en 1950 contre 60 en 2015), on estime qu’en 2020 la population urbaine dépasse la population rurale et en 2050, elle représentera 80%. Si les séismes atteignent ces citées, cela peut engendrer de nombreux morts cependant on constate une réduction du nombre de morts et des conséquences moindres sur les infrastructures grâce à une amélioration des constructions. Sur un plan strictement économique, les reconstructions sont très coûteuses environ 2 fois plus que si l’on anticipe des constructions parasismiques. En 1985, 30 000 personnes sont mortes près de Mexico. Cette mégacité comprend actuellement 25 millions habitants et s’est installée dans le lit d’un ancien lac ce qui amplifie la propagation des ondes sismiques. En 2011, le séisme de Tohoku provoque un énorme tsunami non attendu avec cette ampleur et a détruit de nombreuses infrastructures, les conséquences ont été catastrophiques avec une population pourtant bien préparée aux risques sismiques. En 2008, à Sichan en Chine, le jeu d’une faille connue mais d’une ampleur inattendue a dévasté de nombreuses villes près de la faille et fait 80 000 victimes car les immeubles étaient mal construits. En 2009, à Port au prince en Haïti est complètement détruit et 10% de la population est atteinte. Dans les pays moins développés, les conséquences sont toujours plus graves. En 2023, le séisme en Turquie a provoqué 60 000 victimes, le fait d’avoir de bonnes constructions parasismiques est une aide mais il reste encore beaucoup de chemin à parcourir On peut prévoir les répliques après un séisme sur quelques jours, au-delà c’est plus difficile. Les séismes durent peu de temps mais se préparent longtemps avant et le but est d’enregistrer l’activité des failles. Il existe une cartographie des failles, des anciens séismes, les effets locaux comme à Mexico (ancien lac), la valeur ajoutée économique, la vulnérabilité des bâtiments (s’ils sont bien construits ou non) et on peut lier les données pour fournir une carte des risques pour la population. Le projet appelé ESHM20 permet de cartographier les aléas sismiques et les risques sismiques et ainsi de faire des préconisations sur la résistance des matériaux à utiliser. On connait la localisation des failles et on sait qu’il y a une probabilité dans certaines régions mais la prévision reste compliquée et les populations dans les zones non concernées ne sont pas toujours sensibilisées au fait qu’il faille protéger les infrastructures sur un long terme (500 ans par exemple). De plus, les populations non concernées ne se sentent pas impliquées, cependant, cela ne veut pas dire que la zone ne sera pas à risque dans le temps surtout si elle-même est proche d’une zone à risque. Il faut garder la mémoire des anciens séismes pour ne pas installer les populations sur ces zones, un exemple dans la vallée du Rhône: un séisme est arrivé en 1855, l'urbanisation de la zone a été interdite puis vers 1940, le Rhône a été séparé en deux canaux pour diminuer le risque d’inondation et la population s’est installée entre les deux dans une zone à risque sismique. Il en est de même pour la ville de Messine reconstruite de nombreuses fois. Le risque 0 n’existe pas mais les populations doivent connaitre les risques et être préparées. Les ateliers proposés durant la cession sont présentés ci-dessous Berenguer Jean-Luc. Science Teacher – EGU Education team member. GEOAZUR Laboratory (University Côte d’Azur), France

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Comment trouver des données, les instruments pour comprendre les données et ensuite comment utiliser ces données avec les élèves ? Premier exemple : séisme récent en Turquie Février 2023 Les données peuvent être trouvées sur le site suivant: le lien vers le site EduMed Il faut donc interroger la data base : choisir la période et la zone géographique et soumettre la demande. On obtient un grand nombre de données si la période choisie est longue, on peut télécharger les données et les afficher en carte avec Tectoglob ou Google earth. Les élèves se posent des questions sur les raisons du grand nombre de séismes dans la région choisie par le professeur ou par eux-mêmes. On peut importer une image dans tectoglob sous le format kmz, par exemple une image de la carte géologique de la région et si croise les données, on peut voir dans l’exemple choisi 2 groupes de séismes c’est-à-dire vraisemblablement le jeu de 2 failles responsables des séismes. On peut ainsi affiner la résolution du problème . Les données GPS nous permettent de visualiser les déplacements de la zone: en cliquant sur la flèche, on a accès au déplacement ainsi qu'au graphique montrant les déplacements en longitude, en latitude et en altitude. Si vous avez plusieurs vecteurs GPS, l’un des vecteurs peut servir de référence et permet de comprendre le déplacement absolu d’une zone par rapport au point fixé. Le plus important est de savoir prédire les séismes pour introduire la notion d’aléas et de risque. Mais c’est difficile de prévoir quand et même où. Les élèves doivent aussi comprendre qu’il y a une loi (Omori) qui prédit très bien les séismes moins importants qui se produisent après le séisme le plus important. Il y a une autre loi (Gutenberg Richter) qui prédit les magnitudes des chocs postérieurs. Avec tectoglob, les élèves ont aussi accès aux sismogrammes. Deuxième exemple: l'hydrologie dans le bassin méditerranéen le lien vers le site EduMed Les données csv peuvent être téléchargées pour être travaillées. Pour visualiser csv datas, il faut un outil: avec CSV data visualization, les élèves obtiennent les graphiques des précipitations, du niveau de l’eau en surface, en profondeur et la température de l’eau. Ils peuvent comprendre qu’en début de saison, il peut pleuvoir beaucoup mais que l’eau ruisselle et ne va pas en profondeur ou aussi comment l’eau souterraine revient en surface dans la rivière. On peut essayer de prévoir le temps avec le site VENTUSKY. le lien vers le site VENTUSKY Il y a de nombreux paramètres étudiés (température, précipitation, vent …) . Les professeurs peuvent aussi avoir accès à des archives de données sur ce site. Stephen MackoEGU Education Committee .

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L’expédition Challenger a permis de carotter des sédiments et d’isoler des microfossiles. Ce sont de bons indicateurs du changement climatique. Le changement climatique peut être reconstitué de différentes façons, par les instruments de mesure, dans les carottes de glace où sont enfermées des bulles d'air permettant la reconstitution de l'atmosphère et dans les sédiments avec les microfossiles (les plus anciens indicateurs). Les microfossiles concernés sont les foraminifères, les ostracodes, les coccolithophoridés, les diatomées. On peut ainsi reconstituer les températures dans les océans et les anomalies thermiques. Les différents groupes sont affectés par l’acidification actuelle des océans. L’expédition Challenger continue aujourd’hui. Les sédiments sont le livre de l’histoire de la Terre. L’activité proposée a été de réaliser le filtrage des sédiments en vu de trouver des microfossiles. EGU Field Officers Team . lien vers la présentation En 2019, EGU a instauré des représentants dans différents pays « Field officer », il y a 11 personnes formées à ce jour. En France, il s’agit de Guillaume Coupechoux, adresse mail; gcoupechoux21@gmail.com Les activités proposées sont très simples à mettre en œuvre en classe, ou lors d'ateliers scientifiques. Les Field officers publient des articles et ont réalisé des posters pour la session. La base théorique de construction des activités est liées à CASE: Cognitive Acceleration through Science Education programme. Toutes les ressources viennent de Earth Learning Idea: le lien vers le site Earth Learning Idea Un professeur peut s’inscrire et recevoir un mail d’actualité une fois toutes les deux semaines. Voici un exemple de fiche d’activité présentant de petites activités pour mettre en évidence comment les séismes peuvent affecter les édifices: le lien vers la fiche d'activité Giuliana Panieri. Professor UiT – The Arctic University of Norway. Department of Geosciences Pendant le Covid, Giuliana Panieri a créé avec son équipe une expédition virtuelle développé par AKMA projet. Lien vers le site Akma The AKMA VIRTUEL RESEARCH CRUISE lien vers le projet la croisière virtuelle Elle l’utilise pour les étudiants ou des collègues pour les familiariser avec le bateau. Celui-ci peut traverser la glace d’un mètre d’épaisseur mais ne peut pas casser la glace. On peut voir l’intérieur en 3D, la cabine du capitaine du bateau et différents points sont commentés. Le bateau peut ou non bouger. Le capitaine peut arrêter le bateau pour faire des prélèvements. Le bateau est dirigé par un joystick. A l’étage supérieur, il y a des instruments de mesure avec le chef des scientifiques. Il y a un endroit pour manger, une cuisine et deux cuisiniers. Il y 15 personnes dans l’équipage et 44 scientifiques. Il y aussi une plateforme pour un hélicoptère qui est utilisée par l’équipage pour faire de la gymnastique et regarder les ours polaires. L’hélicoptère permet d’évacuer les malades par exemple. Dans la coque du bateau, il y a une ouverture pour permettre à un conteneur pouvant abriter une personne de plonger dans l’eau. Daniela Neumann. Project managerScience on Stage Germany lien vers la présentation Science on stage est un réseau pour toutes les écoles en Europe. Le plus important challenge est de connecter l’école avec les 17 objectifs du développement durable dans la vie courante. Le projet a inclus 20 professeurs de 12 pays pendant plus de deux ans. Il y a maintenant des ressources disponibles pour enseigner le développement durable. Par exemple: comment construire une mini station météo avec Arduino ? le lien vers le site Science on stage Projet de compétition pour les élèves et leurs professeurs sous forme d’un poster ou d’un court film avec une description du projet deadline, le 15 juin 2023. Plus d’infos sur le site Science on stage: le lien vers le site Björn Richter. Editor of Cartography Westermann Textbook Publishers. Georg-Westermann-Allee 66 38104 Braunschweig / Germany Website The diercke international le lien vers le site Cartes disponibles pour les 17 objectifs du développement durable Inscription gratuite pendant deux ans avec le code suivant: 7XKN-K07B-XE2X pour pouvoir profiter de l'utilisation des cartes: lien vers les atlas EGU Field Officers Team lien vers la présentation lien vers le site EGU education Le comité des géosciences est à l’initiative de nombreuses actions comme l’organisation de ce congrès à Vienne mais également : Planet press : lien sur le site planet express Ce site donne accès à des publications récentes, libre de droit mais également des fiches traduites en plusieurs langues dont le français destinées aux enfants, aux parents mais également aux professeurs, un exemple ci-dessous à propos de la fonte accélérée des glaciers alpins et de son utilisation pédagogique : le lien vers la fiche d'activité Des ressources pour l’enseignement: le lien vers les ressources éducatives de l'EGU Une base de donnée qui géolocalise les sites géologiques d’intérêt dans le monde: Le lien vers le site imaggeo Une nouveauté, lier un professeur avec un chercheur. le lien vers l'exemple Daniele Bailo. EPOS IT Officer lien vers la présentation EPOS (European Plate Observing System) est un projet Européen comprenant 25 pays, pour partager des données, des ressources pour les professeurs. Ce sont des ressources gratuites: le lien vers le site EPOS Pour chercher des données, les visualiser et les télécharger. Présentation de différents exemples d’utilisation du site. EGU est avant tout une rencontre de chercheurs du monde entier qui participent eux aussi à de très nombreuses conférences programmées pour ces journées. Ils sont également présents pour exposer leur poster; donnant la possibilité de partager quelques aspects de leurs travaux. Les professeurs invités au GIFT ont également réalisé des posters sur des activités, des projets menés avec leurs élèves.

2023 photo fournie par David Grandclément Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Poster qui présente l'aventure menée par une classe de CE2-CM1-CM2.

Ce poster présente un projet coopérative (coopérative de classe affiliée à l'OCCE) autour d'un sujet de géosciences (la tectonique des plaques). Cette aventure a mené ces élèves coopérateurs de la salle de classe à un séjour en autogestion en Islande pour découvrir volcans et activité volcanique. Le travail théorique a été réalisé en amont de ce séjour. L'organisation du séjour, le choix des activités réalisées et des sites découverts ainsi que la récolte de fond ont été élaborés et menés avec les élèves.

2023 photo fournie par Emmanuelle Jammart Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Sup'sciences est un groupe d'une dizaine d'élèves de terminale, choisis parmi les volontaires du Lycée Branly (Dreux, France).

Cette année, Emmanuelle et ses élèves étudient l'espace avec IRiS (Initiation à la Recherche Astronomique pour les Etudiants), un télescope semi-professionnel construit pour les étudiants et les amateurs afin de réaliser des observations astronomiques spatiales. Il est situé à l'Observatoire de Haute-Provence (OHP), près de Saint-Michel-l'Observatoire, dans les Alpes françaises du Sud. Le télescope est contrôlé à distance par un logiciel très simple d'utilisation. Les images individuelles sont prises à l'aide de filtres optiques (du proche infrarouge à l'ultraviolet). Nos premières images, la nébuleuse de la tête de cheval (IC 474) et la nébuleuse d'Orion (M42) sont très prometteuses. Ces journées ont été un incroyable moment de réactualisation et d'enrichissement des connaissances. Elles ont également permis des échanges très fructueux entre les professeurs de toutes nationalités et avec des chercheurs .