Les activités scientifiques de l’ESE couvrent un large panel de recherches fondamentales et appliquées en écologie et en évolution, notamment la systématique et l’évolution des plantes et des micro-organismes, la génétique et la dynamique des populations, l’écologie des communautés, l’écologie de la conservation, l’écotoxicologie, l’écophysiologie végétale et les cycles biogéochimiques. Ces activités de recherches reposent sur une synergie entre observations, expérimentation et modélisation mathématique, en tant qu’outil de compréhension, de synthèse et de prédiction. Un des objectifs majeurs des recherches menées à l’ESE est d’étudier la biodiversité, la dynamique, l’évolution et le fonctionnement des écosystèmes. Cela inclut en particulier, la réaction des écosystèmes et des espèces qui les composent aux changements d’environnement qu’ils soient anthropiques ou non.

Le laboratoire, situé sur le campus de l’Université Paris-Sud à Orsay, compte environ 120 personnels permanents, post-doc et doctorants (voir l’organigramme).

Les axes de recherche sont :

 -L’Ecophysiologie Végétale, depuis la compréhension, la quantification et la modélisation des mécanismes régissant les échanges de carbone, d’eau et d’azote aux échelles organe et plante, en incluant l’utilisation et le développement d’outils de biospectroscopie et de télédétection, jusqu’à l’étude et la modélisation du fonctionnement des couverts végétaux en réponse aux changements climatiques.

 -La Biologie Evolutive, depuis la biodiversité des grains de pollen, des chromosomes ou des systèmes de reproduction dans une espèce ou un genre, jusqu’à la reconstitution de l’histoire des complexes d’espèces cultivées en Afrique ou forestières en Europe, avec des implications dans les problèmes de biologie de la conservation ou dans l’étude des interactions entre les plantes et leurs pathogènes ou pollinisateurs.

 -l’Ecologie des Communautés, depuis l’étude fine des interactions entre les plantes et les organismes du sol jusqu’aux relations entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes, en passant par la modélisation en dynamique des populations, avec des applications en biologie de la conservation.

Certains aspects des travaux menés dans l’unité sont ancrés dans le domaine de la science fondamentale. D’autres viennent en réponse aux questions posées par le public et les décideurs comme :

• quels sont les risques environnementaux posés par les cultures de plantes transgéniques ?
• quels seront les effets des changements globaux sur les écosystèmes ?
• quels sont les effets des polluants sur les organismes aquatiques ?

Innovation et transfert de technologie :

L’ensemble de ces travaux - appliqués et fondamentaux - font l’objet d’efforts de valorisation. La recherche sur la fluorescence des plantes et sur l’opto-électronique à l’ESE a ainsi été à la base du lancement de la start-up FORCE-A en 2005, qui compte aujourd’hui 25 salariés. FORCE-A se consacre à la conception, à la production et à la vente de capteurs optiques de végétation et de services associés dans le domaine de l’agriculture de précision et de recherche sur le végétal. La collaboration entre l’ESE et FORCE-A a débouché sur le dépôt de 4 brevets internationaux, codétenus par FORCE-A, le CNRS et l’université Paris-Sud. Les chercheurs de l’ESE travaillent également sur des projets de recherche en collaboration avec des entreprises privées telles que Suez Environnement, Veolia et Vinci, en relation avec l’ingéniérie écologique dans les systèmes urbains. Des chercheurs de l’ESE appartiennent aussi aux conseils scientifiques d’institutions telles que l’Office National des Forêts (ONF) pour les Réserves Biologiques domaniales dirigées de la forêt de Rambouillet, le Conseil de l’Environnement d’EDF, le Haut conseil des Biotechnologies (HCB), le conseil scientifique de l’ONEMA, les conseils scientifiques de la Réserves de biosphère de la forêt de Fontainebleau-Gâtinais et de la Réserve de biosphère de Camargue-Delta du Rhône (UNESCO-MAB), et au comité d’experts spécialisés « Eau » de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES). L’ESE fait également partie du comité scientifique du Parc naturel régional de la Haute Vallée de Chevreuse.

Plateformes :

 l’ESE développe et gère un site de mesures intensives à proximité de la forêt de Fontainebleau. Il s’agit d’une tour à flux lourdement équipée (eddy-covariance) pour mesurer les échanges de CO2 et de vapeur d’eau entre la forêt et l’atmosphère. Cette plateforme labellisée Très grande infrastructure de recherche (TGI-R) fait partie du réseau Européen ICOS (Integrated Carbon Observation System).

 l’ESE est également partenaire de l’Équipement d’Excellence (Equipex) PLANAQUA installé sur le site du Centre de Recherche en Ecologie Expérimentale et Prédictive à Foljuif (77).

Fédérations de recherche :

L’ESE participe à plusieurs structures fédératives de recherche, notamment le GIS « Climat, Environnement et Société », l’IFR 87 « La plante et son Environnement », et la fondation de recherches IDEEV « Institut Diversité, Ecologie et Evolution du Vivant ».

Enseignements en Master :

Jane Lecomte et Marc Girondot, chercheurs à l’ESE, sont responsables du Master Environnement de l’Université Paris-Sud. Dans le cadre de ce Master, Claire Damesin, Jane Lecomte, Nathalie Frascaria et Kamel Soudani et sont co-responsables de la spécialité "Ecologie, Biodiversité, Evolution" (EBE) cohabilitée entre l’Université Paris-Sud, l’Université Pierre et Marie Curie, AgroParisTech, ENS-Ulm et le Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris. Yves Lévi, chercheur à l’ESE, est co-responsable d’une autre spécialité du master Environnement intitulée «  Santé Publique et Risques Environnementaux", cohabilitée entre l’Université Paris-Sud, l’Université René Descartes, l’Ecole des Hautes Etudes en Santé Publique et l’Université Nancy Henri Poincaré.

Ecoles doctorales :

La grande majorité des étudiants travaillant à l’ESE viennent soit de l’école doctorale "Sciences du végétal, du gène à l’écosystème" dont Jacqui Shykoff, chercheur à l’ESE, est actuellement directrice, soit de l’école doctorale "Gènes, Génomes, Cellules" de l’Université Paris-Sud ou bien de l’école doctorale ABIES d’AgroParisTech.