Les enjeux liés à l’environnement sont, avec la santé, les enjeux les plus vitaux de notre  société, et la contribution de notre Fédération d’Ingénierie doit être de tout premier plan dans ce domaine, intégrant dans une approche systémique les questions cruciales de l’énergie et des risques environnementaux. Comme le montre le nombre d’URs et de structures impliquées dans ces activités (ci-dessus), le champs couvert est vaste, et s’appuie pleinement sur les 4 domaines d’excellence de notre Fédération, en lien également avec des laboratoires de SHS ou relevant des fédérations de Physique et de Chimie notamment.
En premier lieu, la problématique de l’énergie est à elle seule un enjeu trans-disciplinaire. Pourtant, certains sites universitaires ont choisi d'approcher les enjeux de l'énergie sur un positionnement très spécialisé s'appuyant généralement sur une vision par filière (hydraulique, nucléaire, solaire, …). A l’opposé, le paysage qu'offre le site de Lyon SaintÉtienne constitue une mosaïque de compétences imbriquées et complémentaires qui peuvent s'agréger pour construire tous les maillons de la chaîne de l'énergie. C'est ce paysage composite qui confère au site Lyon-St Etienne la capacité de développer des recherches allant des aspects fondamentaux aux plus appliqués, du chercheur à l'utilisateur, de l'échelle locale aux systèmes en passant par leurs composants, pour des applications sociétales immédiates et futures.
Optimiser dynamiquement et sur la durée la production, la consommation, la conversion, le stockage et la distribution d'énergie, en particulier d'énergie renouvelable, à l'échelle de grands ensembles (territoires) comportant des sites industriels ou tertiaires et des bâtiments d'habitation est un enjeu de la transition énergétique. Atteindre un tel objectif requiert le développement et la caractérisation de matériaux adaptés/adaptables, de composants, systèmes ou procédés innovants et à haut rendement, fiables et durables, en particulier, lorsque l'optimisation des performances ou des fonctionnalités conduisent à un fonctionnement en conditions sévères mettant en jeu de fortes densité d'énergie et des contraintes d’intégration. La conception des objets manufacturés devra toujours inclure une telle recherche globale d’efficacité énergétique durable et à un coût acceptable. On retrouve ici l’approche transverse d’éco-conception dans laquelle s’inscrit pleinement notre Fédération. Par ailleurs, assurer la maîtrise de tels systèmes complexes passe par le déploiement de réseaux de capteurs (en particulier autonomes) pour un monitoring des ensembles et de leurs sous-ensembles, par la gestion de réseaux multisources via des stratégies de contrôle-commande intelligentes, ou encore le contrôle des surfaces des éléments actifs. L'appropriation et l'acceptabilité de ces technologies passent par le développement d'une Ingénierie de leur perception à destination des usages et des usagers. Ce sont tous les systèmes de la chaîne énergétique sur le territoire considéré, à toutes les échelles et pour tous substrats, qui sont concernés. Ils doivent être abordés dans une démarche pluri-disciplinaire qui porte déjà ses fruits sur le site Lyon-St Etienne (e.g. labex IMU ou iMUST construits sur l'interface entre différentes disciplines, ITE
IDEEL, etc.).
De nombreuses entités du site ont déjà des éléments de visibilité susceptibles de permettre des progrès vers cet objectif : Equipex DURASOL ou MANUTECH USD, plateformes MINIBAT, Nanolyon, PROVADEMSE, MECATHERM, Technopôle Lumière – Lumen, etc. Ils seront fédérés au sein d'une méta-plateforme qui permettra de coordonner l'ensemble de leurs activités académiques tout en présentant une offre globale du site Lyon St-Étienne à destination du monde socio-économique dans le domaine de l'énergie. Elle permettra l'émergence et la maturation de projets fédératifs et à large spectre, allant du matériau et sa structuration multi-échelle au système complet, de l'amont à l'aval.
Ces enjeux liés à l’énergie doivent par ailleurs s’intégrer parfaitement aux enjeux plus globaux liés à l’environnement et aux risques. Le spectre couvert par les équipes concernées de la Fédération est très large, mais ce qui caractérise le site et en constitue sa ligne force est une focalisation sur la question primordiale de l’adaptabilité de la ville et du patrimoine bâti aux changements climatiques et à la pression démographique. En effet, l’enjeu est de toute première importance si l’on considère que la moitié de la population mondiale vit actuellement en zones urbaines, chiffre qui devrait atteindre 75% d’ici 2050. Là encore, les problématiques associées à l’Environnement sont par essence pluridisciplinaires, et les laboratoires de la Fédération interagissent naturellement avec ceux des Fédérations de Physique et de Chimie, sans oublier la composante SHS. Les forces universitaires du site sont appuyées par les EPST comme IRSTEA et IFSTTAR, et les EPIC comme IFPEN. Elles se fédèrent dans des Labex comme IMU, iMUST et CeLyA, dans des fédérations comme l’OTHU, dans le GIS EnvironAlp, les plateformes Provademse et Ecouflu, le PALSE MaPCoD, et participent au pôle de compétitivité AXELERA et à l’ITE Ideel. La question de l’adaptation de la ville est abordée sous l’angle des trois éléments environnants : l’atmosphère, l’eau, et l’espace géographique.
L’Environnement atmosphérique est à aborder sous plusieurs aspects. La qualité de l’air doit être étudiée grâce à la simulation multi-échelle de la pollution atmosphérique et aux méthodes inverses pour l’identification des sources. Ceci implique des mesures basées sur des capteurs spécifiques, souvent à développer, que ces sources soient internes à l’habitat (qualité de l’air intérieur) ou externes (rejets accidentels de polluants, de gaz lourds - courants de gravité). Ces simulations doivent évidemment inclure les risques liés à ces sources domestiques et industrielles, de nature physico-chimiques ou encore sonores, liées aux transports par exemple. Les interactions de l’habitat avec l’atmosphère doivent également être intégrées, plus particulièrement son impact sur l’atmosphère (pertes
énergétiques, rejets).
L’eau dans la ville représente un enjeu de taille, et son étude porte sur trois aspects liés à l’hydrologie, l’hydraulique urbaine et le traitement industriel des eaux. Il s’agit d’appréhender la problématique des systèmes de gestion des eaux en milieu urbain (mesure, modélisation et analyse de performance en matière de gestion des flux d’eau et de polluants et de vieillissement), l’impact des changements climatiques sur ces flux d’eau et en particulier les crues urbaines, et enfin la sécurisation de l’alimentation en eau potable de qualité qui va de pair avec l’épuration avancée des effluents urbains et industriels afin d’éviter la dégradation de la ressource en eau par la présence croissante de substances prioritaires et/ou émergentes.
Enfin, l’espace géographique de la ville peut être envisagé d’abord via la problématique des sols, du point de vue de leur dépollution mais aussi de leur évolution sur le long terme (phénomènes d’érosion des sols, affouillements). Il existe également une dynamique de recherche forte sur la valorisation des déchets et leur recyclage, qui posent des problèmes scientifiques et technologiques nouveaux, en amont (éco-conception, éco-emballage) et en aval (séparation des composants, urban mining, …). Dans le même temps, les étapes de construction, utilisation, réhabilitation et déconstruction, du patrimoine bâti (infrastructures, ouvrages -y compris ouvrages souterrains- et bâtiments) doivent devenir plus durables et prendre en compte la prévention des risques de toute nature (naturels, technologiques, accidentels, terroristes, etc.) et l’impact des changements climatiques. Ceci passe également par l’utilisation de nouvelles approches constructives plus respectueuses de l’environnement, aussi bien au niveau des procédés que du recyclage des matériaux et géomatériaux utilisés.