La ressource en eau et sa gestion raisonnée
Le réchauffement climatique et le changement d’utilisation des terres ont entraîné des modifications du cycle hydrologique. L’eau est une ressource majeure qu’il faut surveiller, quantifier et qualifier. Il faut donc s’intéresser à divers paramètres comme les flux d’eau, le métabolisme des rivières, le devenir de la matière organique... Une sonde multi-paramètre, développée selon les principes de science ouverte, permettra de définir l’ensemble des variables standard dans les écosystèmes aquatiques (température, conductivité, turbidité, pH, concentration en O2, CO2, nitrate…) pour un coût 10 fois inférieur aux sondes du marché. Pour sa part, la caméra hyperspectrale mettra en évidence la présence éventuelle d’un stress hydrique, qui intègre la notion d’état de santé des bassins versants étudiés.

Le capital sol et la préservation de la fertilité du sol
Le sol est une source ultime de nutriments pour les écosystèmes, il est donc nécessaire de comprendre ses transformations et interactions avec le vivant. Parmi les capteurs développés, la caméra hyperspectrale, permet d’obtenir des profils de couleur extrêmement précis. Elle permet notamment d’observer la teneur en chlorophylle ou d’autres traits des végétaux dans un espace donné, susceptibles de nous renseigner par exemple sur des carences en nutriments ou sur l’exposition à un polluant chimique.
Un travail de cartographie et de mesures des flux de gaz à effet de serre peut être réalisé pour définir les interactions avec les communautés de micro-organismes.

Les pressions chimiques sur l’environnement
Les sources de contamination par composés chimiques se sont multipliées depuis l’intensification des activités industrielles et agricoles et avec la croissance démographique. Les polluants sont d’origines diverses et peuvent être disséminés à diverses échelles de temps, par l’eau, les organismes vivants ou les vents. Des capteurs passifs permettront notamment de définir la concentration, la dispersion et la bioaccumulation des contaminants rejetés par l’Homme (par exemple, les éléments traces métalliques, les HAP, les pesticides), et ainsi renseigner sur les taux de contaminants et les niveaux de stress chimique des milieux auxquels on s’intéresse.

La transformation des habitats et ses conséquences sur la biodiversité
L’anthropisation du paysage cause une diminution des espaces habitables pour une biodiversité qui est déjà en déclin. L’objectif est donc d’observer les réponses des écosystèmes suite aux perturbations de leurs milieux. Des pièges photos et des capteurs biologging (embarqués sur les animaux) permettent de repérer des espèces, connaître leurs comportements (déplacements, nourriture, etc.) et d’obtenir plus de données sur leur habitat. Ces deux technologies sont équipées d’outils d’intelligence artificielle pour cibler les informations pertinentes parmi la masse de données enregistrées : les logiciels sont entraînés grâce à de larges bases de données contenant des dizaines de milliers de photos d’espèces animales. Les capteurs pourront ainsi transmettre directement des données précises sur la présence d’une espèce animale dans un milieu spécifique, ce qui représente un gain de temps et d’énergie.