Le projet CLIMIBIO est structuré en 5 groupes de travail (work-package; notés WP) décrits brièvement ci-dessous.

Les études de la dynamique de l’atmosphère s’appuient sur un savoir-faire exceptionnel en région Nord-Pas de Calais dans le domaine des outils de caractérisation, de détection et de quantification d’espèces chimiques, notamment par diagnostics optiques, et de la modélisation. Ces outils feront l’objet de développements innovants dans le cadre du WP1 dans le but de détecter et quantifier, en laboratoire, en campagne de terrain, aéroportée ou satellitaire, les espèces gazeuses, les aérosols organiques secondaires et primaires, les gouttelettes ou cristaux nuageux impliqués dans la transformation physique et chimique de ces milieux et dans la perturbation des bilans d’énergie au sol et en altitude.

L’un des objectifs du WP2 est d’étudier la transformation de l’atmosphère du point de vue de la réactivité chimique en phase homogène ou dans des processus de chimie hétérogène impliquant les aérosols. Le second objectif est de mieux caractériser les composants atmosphériques ayant un impact sur la dynamique atmosphérique et le climat. Au-delà des gaz à effet de serre et les gaz réactifs, on s’intéressera en particulier aux composants dont les impacts, en termes de contraintes ou de rétroactions climatiques, restent des sources majeures d’incertitude, c’est à dire les aérosols, les nuages et leurs interactions. L’évolution des systèmes nuageux, y compris les systèmes précipitants, et les effets directs et indirects des aérosols, seront analysés dans ce WP.

Le WP3 s'intéresse à comprendre et évaluer l'impact du changement climatique et des perturbations des milieux sur la biodiversité et sur la santé humaine en s'attachant à prévoir la dynamique d’adaptation des systèmes naturels et humains ainsi que des territoires. Pour anticiper la dynamique d'adaptation des systèmes naturels, une approche de modélisation des changements d'aires de distribution des espèces sera menée avec l'objectif d'intégrer plusieurs facteurs d'interactions entre espèces. Les prédictions de ces modèles seront testées à partir de données obtenues par l'approche d'observation des changements contemporains de la biodiversité en région (WP4). Le volet santé humaine sera axé sur l'analyse des réponses immunitaires, cellulaires et tissulaires aux changements environnementaux, notamment à travers l'incidence sur des pathologies pulmonaires et digestives. Il comportera également un volet de développement de biomarqueurs d'exposition et de marqueurs génétiques et épigénétiques de susceptibilité aux menaces d'origine environnementale, et d'application de ces marqueurs sur des échantillons issus de populations "contrôles" ou à risque. Il s’agit aussi de s’interroger sur les risques environnementaux (biodiversité, gestion de l’eau et inondation), et d'analyser les initiatives qui permettent de prendre en compte ces risques et d’en limiter les effets au niveau des territoires. Enfin l’impact des effets du changement climatique sur les inégalités économiques et sociales sera étudié.

Le WP4 sera dédié à la mise en place d'une stratégie d’observation régionale, d’identification des déterminants et des impacts à partir d’observations régionales multidisciplinaires (campagnes de mesure) qui porteront sur le climat, la pollution atmosphérique, la santé et la société. Ces données alimenteront différents modèles dans la perspective de mieux appréhender des événements de pic de pollution, changement climatique notamment en région, constituant des outils d’aide à la décision et orientation des actions.

Le WP5 étudie des moyens d’action visant à limiter les émissions de polluants ou GES à la source et à atténuer les effets du changement climatique sur la biodiversité. On étudiera le mécanisme de formation des espèces sensibles sur le plan climatique dans des dispositifs de combustion de laboratoire et industriels brûlant différents carburants, notamment des biocarburants et la biomasse, l’objectif étant de proposer des stratégies de réduction à la source de ces espèces sensibles et du CO2. Par ailleurs nous développons des méthodes innovantes de captation de CO2 et de limitation de la formation des trainées de condensation d’avion. Pour éviter l'érosion de la biodiversité, préjudiciable au bon fonctionnement des écosystèmes, les mesures d’atténuation seront axées principalement sur la préservation du potentiel adaptatif des espèces et sur le renforcement des corridors de migration, au travers d’une approche couplée de génétique des populations et d’écologie du paysage. Pour favoriser la mise en place des mesures d’adaptation et d’atténuation, nous proposons d’étudier les impacts sociaux du changement climatique et d’analyser les synergies entre ces deux types de mesures par le biais d’enquête de perception, de participation et de représentation.