Six grands défis de société qui challengent le CNRS

« Construire l’intelligence artificielle (IA) de demain représente une multitude d’enjeux scientifiques, éthiques et environnementaux. Avec toutes les disciplines qu’il couvre, le CNRS est la seule institution française voire européenne qui peut traiter ces questions dans leur ensemble, sans simplement les juxtaposer mais de manière intégrée, avec deux piliers fondamentaux et complémentaires : les sciences pour l’IA et l’IA pour les sciences. »
Jamal Atif, chargé de mission à l’INS2I, et Alexandre Legris, directeur adjoint scientifique de l’INC, coordinateurs du défi.

Les enjeux : Données massives, algorithmes complexes, automatisation, robotique, sciences ouvertes ou participatives… Le développement du numérique et l’intelligence artificielle vont révolutionner le fonctionnement de la société dans de nombreux domaines mais aussi la manière dont les équipes du CNRS et de ses partenaires font de la recherche et produisent de la connaissance dans l’ensemble des champs scientifiques.

La valeur ajoutée du CNRS : Pouvoir mettre en relation les chercheurs et chercheuses en IA avec des disciplines variées pour faire émerger ensemble de nouvelles façons de faire de la recherche aux interfaces, afin que les disciplines bénéficient de la puissance de l’IA tout en développant l’IA de demain.

Une action concrète : Création d’un centre pluridisciplinaire IA, afin de mettre en réseaux les scientifiques intéressés et de structurer la communauté autour de colloques, webinaires, séminaires, hackathons, etc. Un webinaire public de lancement de la programmation thématique du centre, établie en concertation avec les instituts du CNRS, sera organisé d’ici fin 2021.
Un appel à projet de la MITI est également prévu pour des mobilités de chercheurs ou la mise en place de thèses bidisciplinaires dès 2022.

Une question aux coordinateurs : quelles seront les grandes problématiques traitées par ce centre IA ?
Jamal Atif & Alexandre Legris : Avec la prolifération des masses de données, l’IA a un rôle fort à jouer pour accélérer les découvertes scientifiques en repoussant les frontières de l’ensemble des sciences. Mais elle manque aujourd’hui de fondements théoriques avec souvent des algorithmes complexes et opaques, utilisés en boîte noire, gourmands en énergie. Or l’IA et les algorithmes de recommandation pénètrent de plus en plus toutes les strates de la société, de nos téléphones à la recherche de nouvelles configurations moléculaires pour de meilleurs médicaments, en passant par la médecine personnalisée, la conduite autonome, la prévision de séismes ou encore, peut-être dans le futur, des prises de décision judiciaire. Face à cette mise en données du monde, la société exige à raison des algorithmes plus efficients, moins gourmands, dont on peut interpréter le fonctionnement avec précision pour en retirer toute discrimination, promouvoir l’équité et préserver la vie privée. Une IA plus responsable et éthique. Avec la création de ce centre dédié, le CNRS s’empare de ces deux enjeux complémentaires : l’IA pour les sciences – et toutes peuvent en bénéficier – et les sciences – notamment mathématiques, physique statistique et SHS – pour l’IA. Le Centre sera un espace pour faire se rencontrer des chercheurs et chercheuses de toutes les disciplines, sous la forme sans doute d’un hôtel à projets dont le conseil scientifique et le CNRS auront fixé les défis scientifiques prioritaires. La démarche du CNRS reste aussi de se laisser guider par la curiosité, la volonté de mieux comprendre et de mieux formaliser la question avant de s’intéresser aux applications concrètes qui viendront peut-être dans un second temps. Le Centre s’attachera donc aussi à investiguer des champs scientifiques ouverts.

« Les scientifiques travaillent depuis longtemps sur les problématiques liées à l’environnement ou à la santé. En ajoutant le défi "santé et environnement" dans son COP, le CNRS montre son implication, donne de la visibilité aux nombreuses facettes de ces recherches et veut accroître la dynamique des recherches qui s’intéressent aux interactions entre les deux thématiques, un véritable enjeu de société »
Anne-Marie Gué, coordinatrice du défi.

Les enjeux : Comme l’ont montré plusieurs épisodes infectieux d’origine zoonotique (HIV, H5N1, Ebola, SARS-CoV-1, MERS-CoV, peste, CoViD-19 pour ne citer qu’eux), les interactions entre perturbations environnementales, exploitations écosystémiques et populations humaines peuvent conduire à la genèse de risques sanitaires globalisés. Au risque microbiologique lié aux maladies infectieuses, il convient d’ajouter le risque chimique lié à la pollution de l’air, de l’eau ou de l’alimentation. Aujourd’hui, la problématique « Santé Environnement » doit être appréhendée dans sa globalité, du changement climatique à l’augmentation de la population humaine et des exploitations animales,  en passant par la promiscuité grandissante avec les animaux sauvages… Dans ce contexte, les évolutions majeures de l’environnement qui ont et auront un impact sur la santé humaine sont nombreuses, et il est indispensable d’étudier ces phénomènes, selon une démarche multidisciplinaire, intégrant tous leurs aspects, y compris humains, juridiques ou politiques, pour que les sociétés puissent s’adapter.

La valeur ajoutée du CNRS : Le CNRS mobilise les communautés scientifiques pour analyser la santé humaine, animale et des écosystèmes dans une approche pragmatique, holistique, transdisciplinaire et multisectorielle. La mise en place d’Observatoires pluridisciplinaires en santé et environnement permettra de voir émerger et/ou de documenter les situations à risque en mobilisant toutes les expertises disciplinaires de notre organisme – de l’écologie et les sciences de l’environnement à l’économie, la psychologie ou encore la biologie. Le but : développer une démarche intégrative, reposant aussi sur une observation à long terme et à grande échelle sur sites naturels, et pouvant s’adosser le cas échéant sur les service nationaux d’observation, Observatoires déjà existants et labellisés.

Une action concrète : Un appel à projet porté par la MITI sera lancé avant la fin de l’année pour soutenir l’ouverture pluridisciplinaire d’observatoires existants et disposant déjà de corpus de données, au-delà des instituts traditionnellement impliquées (INEE, INSU, INSHS). Plusieurs observatoires ou réseaux d’observation se sont déclarés intéressés. Une animation de cette communauté élargie sera organisée, notamment afin d’harmoniser la collecte et la bancarisation de données fiables et interopérables, voire d’échantillons biologiques ou environnementaux, qui constitueront une ressource collective, notamment pour des analyses rétroactives. Les enjeux étant mondiaux, des possibilités d’action avec les International Research Laboratories du CNRS, notamment iGLOBES, ont déjà été identifiées.

Une question à Régis Ferrière, directeur de l’IRL iGLOBES : quel pourra être le rôle de votre unité dans l’avancée de la résolution des problématiques « santé & environnement » ?
Régis Ferrière : iGLOBES et l’Observatoire Homme-Milieu International « Pima County ». collaborent avec l’Université d’Arizona, en pointe sur les thématiques « environnement & santé ». Nous sommes placés dans un contexte exceptionnel pour traiter ces questions : le climat aride du sud-ouest américain engendre des questions de santé publique et de biomédecine spécifiques, impliquant en premier lieu l’exposition des populations urbaines et rurales à des conditions thermiques extrêmes (durée et pics des vagues de chaleur), mais aussi la quantité et qualité des ressources en eau, la qualité de l'air (en lien avec les affections respiratoires), et la qualité des paysages, dans toutes leurs dimensions sensorielles. Les problèmes épidémiologiques comme des maladies infectieuses à vecteurs (moustiques) se posent aussi dans un contexte particulier (transfrontalier, grandes inégalités des populations dans les risques et les réponses). L'exploitation à très grande échelle des ressources minières de la région exacerbe certains de ces problèmes, et globalement le bouleversement climatique, auquel le sud-ouest américain est particulièrement exposé, nous place en état d’urgence face aux enjeux de santé qui lui sont liés. Mais cet environnement est aussi source d'opportunités pour la recherche sur la santé humaine : plantes médicinales uniques, découverte de nouvelles molécules dans les traitements du cancer, connaissances ancestrales des populations amérindiennes à comprendre, préserver et valoriser avec un enjeu fort de justice environnementale. Un point de vue anthropologique adopté par iGLOBES concerne la question de notre relation à la nature et de son évolution, alors que notre espèce subit les conséquences environnementales désastreuses de ses choix et de ses actes. Dans ce contexte, nous avons aussi accès à un outil expérimental unique, le programme Biosphere 2 de l’Université d’Arizona, où s’étudie la fragilité et la résilience du système que forme l’humain dans la biosphère. Ce modèle d’un « mini-monde » clos aux ressources limitées permet d’interroger le concept « OneHealth » en croisant approches théoriques et empiriques, aux interfaces de multiples disciplines, des sciences humaines aux sciences planétaires.

« Face à l’urgence du changement climatique, encore une fois démontrée par le dernier rapport du GIEC, de plus en plus de chercheurs et chercheuses se tournent vers des thématiques en lien avec le sujet. Par l’interdisciplinarité qui fait sa spécificité, le CNRS veut les rendre plus visibles et contribuer à faire émerger de nouvelles synergies et des travaux originaux en les mettant en relation. Pour cela, nous étudions avec intérêt les travaux des différents instituts du CNRS mais aussi ce qui se fait à l’international. Il faut être efficace et faire tout ce que nous pouvons pour accélérer les collaborations, afin d’avancer dans la résolution de ce défi majeur. »
Stéphanie Vermeersch et Philippe Lecheminant, directrice et directeur adjoints scientifiques respectivement de l’INSHS et de l’INP, coordinateurs du défi.

Les enjeux : L’étude du changement climatique, la recherche de solutions pour le limiter ou s’y adapter sont des défis résolument systémiques et donc transdisciplinaires, allant des sciences du climat et de l’énergie à l’écologie et aux sciences sociales et politiques, à toutes les échelles d’observation, d’expérimentation et de modélisation.

La valeur ajoutée du CNRS : La mise en relation entre disciplines et équipes qui voudraient se coordonner pour produire une recherche de qualité, au croisement de thématiques des différents instituts mais aussi sur les domaines encore peu étudiés aujourd’hui.

Une action concrète : Une cartographie des forces de recherche sur le changement climatique de chaque institut du CNRS permettra d’identifier les questions les plus pertinentes à traiter en interdisciplinarité.
Avec l’aide de la MITI, un outil est aussi en cours de développement, afin que les scientifiques puissent visualiser les forces de recherche du CNRS et être mis en relation avec d’autres scientifiques ayant l’expertise ou les données dont ils ont besoin pour développer leur projet ou pour construire une réponse commune aux appels à projets nationaux et internationaux sur le sujet. Une sorte d’application de rencontre scientifique dont le modèle, venu du Stockholm Environment Institute, est connu sous le terme « connectivity hub ».

Une question à Sukaina Bharwani, responsable du PLACARD1  Connectivity Hub du Stockholm Environment Institute : pourquoi avoir développé cet outil et quels en sont les principaux enseignements et résultats ?
Sukaina Bharwani : Notre « connectivity hub » permet de visualiser les connaissances sur l’adaptation au changement climatique et la réduction des risques de catastrophe. Sur ce vaste sujet, il existe de nombreuses données dispersées dans les organismes de recherche et des centaines d’articles sont publiés chaque année. Conçu comme un outil de « recherche et découverte », le « connectivity hub » met toutes ces informations en perspective pour visualiser rapidement qui travaille sur quel sujet et dans quelle organisation. Il permet à l’utilisateur ou l’utilisatrice de parcourir une masse importante d’informations en suivant des liens logiques, afin de trouver la donnée qu’ils cherchent ou de découvrir une relation qu’ils n’avaient pas envisagée entre leur domaine d’étude et celui d’un autre scientifique, par exemple. Le hub utilise aujourd’hui les données de cinq plateformes européennes, ce qui nous a permis d’organiser un début de taxonomie, afin de mieux faire communiquer les différentes disciplines en créant un vocabulaire commun et des liens entre les termes employés par chacun. Ces termes sont associés à des définitions, des synonymes et des notes sur leur utilisation dans différentes communautés, ce qui forme un glossaire de grande valeur. S’il est trop tôt pour identifier des résultats concrets des mises en relation permises par notre outil, nous sommes en négociation pour augmenter le nombre de plateformes sources. Plus nous aurons de données, meilleure sera la taxonomie et plus il sera facile de partager des informations et de créer des liens pour accélérer la recherche sur l’adaptation.

• 1https://www.placard-network.eu/ Pour plus d’informations, contactez Sukaina Bharwani sukaina.bharwani@sei.org