Il est impératif de replacer le réchauffement mondial du dernier siècle dans un contexte temporel plus large afin d’en déterminer la singularité et de distinguer les causes sous-jacentes, naturelles et anthropiques. Les variations paléoclimatiques peuvent servir à tester de multiples hypothèses avec une fiabilité des enregistrements généralement suffisante. Les thèmes abordés dans les enseignements concernent les forçages climatiques, les rôles respectifs de l’océan et du cycle du carbone, l’histoire climatique des premiers âges de la Terre à la période moderne, incluant les climats extrêmes et les analogues actuels.
Edouard Bard conduit des recherches à l'interface de la climatologie, de l'océanographie et de la géologie. L'objectif essentiel est de comprendre le fonctionnement naturel du système océan-atmosphère-cryosphère-biosphère sur des échelles de temps allant de quelques décennies à plusieurs millions d'années. Les variations du système climatique font intervenir des mécanismes aux constantes de temps très différentes, il est donc crucial d'avoir une perspective à long terme pour pouvoir distinguer les effets des forçages climatiques selon leurs origines géologiques, astronomiques et anthropiques. Une autre caractéristique de cette recherche est le va-et-vient des informations entre les périodes récentes et plus anciennes, y compris les environnements modernes.
Pour ces recherches, Edouard Bard et son équipe utilisent la géochimie pour déterminer l'ampleur et la chronologie des variations climatiques. De nouvelles méthodes quantitatives leur ont permis de reconstituer les environnements passés à partir d’archives variées comme les sédiments océaniques, les coraux, les stalagmites, les sédiments lacustres et les glaces polaires. Le fil conducteur est la volonté d'étudier les mêmes phénomènes climatiques, par exemple les glaciations, à l'aide de techniques complémentaires et novatrices, de géochimie organique, inorganique et isotopique, ainsi que de géochronologie isotopique. Pour étudier le passé, ils utilisent des « machines à remonter le temps » – c'est-à-dire des spectromètres de masse complexes pour mesurer les isotopes radioactifs et ainsi dater précisément les variations climatiques enregistrées dans les différentes archives.
