CRYOS étudie les processus qui façonnent la neige et l'atmosphère dans les régions montagneuses et polaires, ainsi que leur rôle dans le changement climatique. CRYOS travaille également sur la gestion des risques et l'optimisation de la production d'énergie renouvelable en terrain alpin en se basant sur son expertise des processus liés au vent, à l'eau et aux radiations.
Sujets de recherche
1
Nous étudions les processus à l’interface de la neige et de la glace avec l’atmosphère pour comprendre et quantifier les bilans énergétiques et massiques qui changent dans un climat qui se réchauffe. Les résultats aideront à prévoir le changement climatique et à s’y adapter, dans les secteurs des risques naturels, du tourisme alpin, de l’agriculture et de la production d’énergie renouvelable.
2
Le laboratoire étudie le potentiel des ressources éoliennes et solaires pour la production d’énergie renouvelable dans les régions montagneuses, en mettant l’accent sur l’optimisation, par exemple en équilibrant mieux la production estivale et hivernale et en augmentant la production d’énergie en hiver pour réduire le déficit de production saisonnier.
3
CRYOS développe et applique des modèles numériques basés sur la physique pour la neige, le pergélisol et la basse atmosphère, qui sont utilisés dans la recherche théorique et appliquée. Ces modèles permettent de faire des prévisions et de simuler des scénarios d’événements et de changements possibles dans les régions alpines et polaires.
Nos projets clés
SWEET EDGE
Dans le cadre du programme "SWiss Energy research for the Energy Transition", EDGE cherche à fournir des preuves scientifiques permettant d'accélérer la croissance des énergies renouvelables décentralisées d'origine locale en Suisse, afin de contribuer à la réalisation des objectifs en matière d'énergies renouvelables en 2035 et 2050.
Office fédéral de l'énergie (OFEN) - Universités de Genève, Berne, ETH Zürich, HSLU Lucern, ZHAW (chefs de projet)
MatterHEX
Une collaboration entre la Suisse, l'Allemagne et les États-Unis avec un travail expérimental sur le terrain à Zermatt, en Valais. Le projet a étudié les processus complexes d'écoulement et de formation des nuages autour du Cervin et a intégré les résultats dans des modèles numériques afin d'améliorer les prévisions météorologiques alpines.
Gemeinde Zermatt, Air Zermatt, Universität Mainz (DE), University of Utah, Salt Lake City (US)
Neige de l'Antarctique
CRYOS mesure et modélise le bilan de l'énergie et de masse à la surface de l'inlandsis de l'Antarctique de l'Est (station Princess Elisabeth) et dans les hautes montagnes. En 2024, les installations ont été complétées par un lidar de vent et une série d'anémomètres. L'étude a conduit à l'élaboration d'un atlas des vents en Antarctique.
FNS (CH) ; Fondation polaire internationale (BE) ; Institut Alfred Wegener (DE)
Nos résultats et highlights
1
Montrer combien d’importations d’électricité peuvent être évitées et combien de revenus supplémentaires peuvent être générés si les ressources hydroélectriques sont utilisées de manière optimale dans un futur mix énergétique plus renouvelable.
2
Subvention Synergie du CER SnowShifts sur les futurs climats d’enneigement
3
Projets d’initiatives conjointes UrbanTwin et Speed2Zero
4
Spin-Off de Sunwell
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
Équipe actuelle : 16 (1 professeur, 7 scientifiques seniors (post-doc et collaborateurs scientifiques), 7 étudiants en doctorat, 1 collaborateur administratif,)
Présentation d'un membre spécifique de l'équipe
Yael Frischholz est étudiant en dernière année de doctorat. Ses recherches font parfaitement le lien entre les sciences cryosphériques et l’optimisation de la production d’énergie renouvelable. Les approches innovantes de Yael, les avancées techniques et numériques améliorent les cartes de rayonnement solaire pour le terrain alpin et contribuent à l’objectif de la transition énergétique suisse à long terme.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Les membres de CRYOS travaillent de manière très autonome sous une direction scientifique ciblée. Ils acquièrent une expertise en science et ingénierie de l’environnement, en travail sur le terrain et en déploiement d’instruments, en modélisation numérique, y compris en Machine Learning, en communication scientifique et en vulgarisation.
Autres
Brandon van Schaik, boursier Marie-Curie : Améliorer l’évaluation de l’énergie éolienne en Suisse et en Antarctique
Impacts régionaux et sociaux
1
Faits et informations sur les conséquences locales du changement climatique. Propositions pour atténuer les conséquences du changement climatique et solutions pour mieux s’y adapter.
2
Contribution à la gestion des ressources en eau locales et des risques naturels. Évaluation et potentiel des sources d’énergie renouvelables dans les régions alpines.
3
Données et simulations de scénarios pour les stations de ski et le tourisme de montagne en général. Connaissances, données et simulations pour le secteur de l’hydroélectricité. Soutien au développement des ressources photovoltaïques et éoliennes dans les hautes Alpes.
4
Meilleur climat urbain à Sion.
Perspectives et défis
Principales priorités
Résoudre les problèmes urgents de la transition énergétique en Suisse et faciliter la contribution des zones de montagne
Améliorer les estimations de la neige et des précipitations dans les environnements extrêmes et prévoir les changements non linéaires des climats de neige
Contribuer à la gestion des risques naturels dans le canton du Valais, comme pour les événements pluie-neige.
Principaux défis
La plupart des cours sont dispensés sur le campus de l’EPFL à Lausanne, ce qui pose des problèmes aux étudiants, aux assistants et aux enseignants. L’enseignement basé sur des projets et les cours en bloc pourraient être proposés à Sion. L’hébergement à court terme des étudiants et du personnel enseignant pourrait être une solution partielle.
Partenariats futurs
Canton VS, Ville de Sion, et entreprises locales pour des projets d’étudiants diplômés ou des thèses de recherche.
Comprendre les processus physiques, chimiques et biologiques couplés dans les cours d'eau de haute montagne dans le contexte du changement climatique.
Sujets de recherche
1
Comprendre les secrets de la vie microbienne dans les cours d’eau de haute montagne.
2
Décrypter les contributions des cours d’eau du monde au cycle global du carbone
3
Prévoir l’avenir des cours d’eau alimentés par les glaciers à mesure que ceux-ci diminuent sous l’effet du changement climatique
Nos projets clés
Expédition sur les glaciers kirghizes
Expédition d'échantillonnage des glaciers et des cours d'eau kirghizes dans le but de comprendre l'écologie microbienne de ces écosystèmes en voie de disparition.
HydroMet Kyrgyzstan, CAIAG
Géorisques en haute montagne
Atelier sur les géorisques de haute montagne liés à la fonte des glaciers
Centre bhoutanais de météorologie et d'hydrologie, Programme d'intendance des glaciers
Expédition glaciaire au Tadjikistan
Expédition au Tadjikistan pour étudier la biogéochimie des cours d'eau alimentés par les glaciers dans la région du Pamir.
Nos résultats et highlights
1
Projet Vanishing Glaciers, Fondation NOMIS
2
Médaille Vladimir Ivanovich Vernadsky de l’Union européenne des géosciences à Tom Battin
3
FNS Paradoxon : Le succès d’un producteur primaire dominant dans les cours d’eau de haute montagne ; SNSF Water4All BREATHE : des capteurs aux nouveaux indicateurs de la qualité de l’eau ;
4
Publications dans Nature, Nature Geoscience, Nature Microbiology, etc
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
15-22
Compétences développées par l'équipe scientifique
Pensée critique, rigueur scientifique, bases de la science des écosystèmes aquatiques, de la biogéochimie et de l’écologie microbienne
Autres
L’équipe RIVER est pluridisciplinaire et comprend des experts en technologie des capteurs, en biologie moléculaire, en bioinformatique, en glaciologie, en écologie et en évolution
Impacts régionaux et sociaux
1
Les glaciers sont plus que de l’eau gelée : une nouvelle frontière pour la recherche
2
La valeur des ruisseaux et des rivières va au-delà de la valeur de l’énergie hydroélectrique. RIVER met en évidence la valeur des processus écosystémiques des cours d’eau de haute montagne, y compris leur biodiversité unique, la qualité de l’eau, etc.
3
RIVIERE échantillonnée et étudiée dans le cadre d’un effort sans précédent pour les cours d’eau alimentés par des glaciers dans le monde entier
Perspectives et défis
Priorité 1
La création d’une biobanque axée sur la recherche afin de sauvegarder, d’exploiter et d’explorer la biodiversité microbienne des écosystèmes glacés dans le monde entier.
Priorité 2
Établir un réseau de capteurs de la qualité de l’eau en Valais en incluant les acteurs clés.
Principaux défis
Obtenir des fonds pour la recherche à long terme, qui comprend souvent la surveillance des variables environnementales. Les systèmes de surveillance devraient faire partie de l’infrastructure, ce qui faciliterait l’obtention de fonds de tiers.
Partenariats futurs
Académie chinoise des sciences, Institut Pasteur Paris
Laboratoire de science informatique environnementale et d’observation de la Terre (ECEO)
Prof. Devis Tuia
Environmental Computational Science and Earth Observation (ECEO)
À l'ECEO, nous développons des technologies pour surveiller la Terre à l'aide de données numériques. Nous utilisons des données provenant de sources multiples (du smartphone au satellite) et développons des algorithmes permettant la surveillance spatio-temporelle de notre Terre en évolution. Nous étudions les processus terrestres, les écosystèmes sous-marins et la dynamique des écosystèmes, par exemple dans le cadre de la conservation des animaux et de la surveillance des forêts.
Sujets de recherche
1
Développer des algorithmes d’IA pour exploiter les données numériques relatives à la Terre
2
Surveiller les écosystèmes menacés, tels que les récifs coralliens ou les forêts tropicales
3
Cartographier la répartition des espèces (animales et végétales) et la manière dont elles se répartissent dans l’espace et dans le temps, en particulier dans le contexte du changement climatique
Nos projets clés
DeepSDM
En collaboration avec l'ETH, le MILa et le MIT (entre autres), nous développons une technologie d'IA pour cartographier dans l'espace et dans le temps la répartition des espèces (menacées)
ETH MIT MILA Ohio State University
Surveillance des récifs coralliens en mer Rouge
Nous développons une technologie d'apprentissage automatique pour cartographier les récifs coralliens à l'aide de la détection rapprochée, nous soutenons les programmes de surveillance locaux et nous renforçons les capacités des pays de la mer Rouge grâce à des ateliers spécialisés
Centre transnational de la mer Rouge (EPFL) Université de Djibouti Université de la mer Rouge
Surveillance de la ligne d'arbre
Surveiller les forêts alpines en Suisse à l'aide de 80 ans de photographies aériennes. Nous développons des outils d'IA pour cartographier et surveiller l'extension de la limite supérieure des forêts suisses et étudier les changements dans la dynamique forestière dus au changement climatique
Institut IDIAP Swisstopo UNIL /Jardin des plantes
Nos résultats et highlights
1
Compétition de la mission de surveillance des coraux à Djibouti (2023) et en Erythrée (2024), incluant des ateliers de formation pour les scientifiques locaux. Publication de notre carte mondiale de l’Antarctique pour la glace bleue
2
D. Tuia, élevé au rang de Fellow de l’IEEE
3
Agence spatiale européenne, Toward a Foundation Model for Multi-Sensor Earth Observation Data with Language Semantics, Open Space Innovation Program Marie Curie European Doctoral Network WildDrone
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
18 personnes
Compétences développées par l'équipe scientifique
Algorithmes d’apprentissage automatique pour comprendre les processus environnementaux Systèmes de surveillance à faible coût basés sur des pièges photographiques (projet Mammalps avec le parc national suisse), des caméras GoPro (surveillance des récifs coralliens) et des drones à voilure fixe (projet WildDrone, testé au Kenya et en Namibie en 2025)
Impacts régionaux et sociaux
1
Nous fournissons des algorithmes reproductibles et des preuves scientifiques à grande échelle de l’évolution de plusieurs écosystèmes critiques de la Terre
2
Nous collaborons avec plusieurs services du Canton (Géoinformation, Forets, Agriculture) pour les soutenir dans leurs efforts de surveillance, en particulier pour les mettre à l’échelle et les automatiser
3
Grâce à des collaborations avec l’industrie (Swisstopo, AXA), nous développons des technologies essentielles pour rendre leurs routiens d’analyse de données plus efficaces et plus précis
4
Nous formons la prochaine génération d’ingénieurs environnementaux à la maîtrise des données et nous les préparons à relever les défis futurs de la surveillance des processus, qui sont fortement influencés par les problèmes de big data et les systèmes complexes et multimodaux
Perspectives et défis
Principales opportunités
La démocratisation de l’IA est une grande opportunité pour diffuser plus largement notre technologie Le grand intérêt du Valais pour la technologie de l’IA nous permet de nous connecter avec plusieurs acteurs régionaux clés
Partenariats futurs
Extension de notre technologie corallienne à d’autres récifs du monde, en vue d’un système de surveillance géré par les citoyens Extension de notre technologie de cartographie de la glace bleue à d’autres problèmes liés à la dynamique polaire
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