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XV - ASTRONOMIE AU SOL

Dans le budget annuel consolidé de l'astronomie au sens large, qui s'est élevé à environ 1,5 milliard de francs en 1998, la part des TGE représente 770 millions de francs.

Les TGE au sol comptent pour 200 millions de francs par an, dont 130 millions de francs de contribution à l'ESO (European Southern Observatory).

Au vrai, les TGE constituent un élément clé de la visibilité internationale de l'astronomie française. 70 à 75 % des publications scientifiques les plus citées de la discipline sont issues de travaux conduits dans leur cadre.

1. Les TGE actuels de l'astronomie au sol

Les très grands équipements au sol de l'astronomie et de l'astrophysique, comprennent d'une part la participation française à l'ESO (European Southern Observatory), d'autre part les instruments de l'INSU-CNRS que sont l'IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique), le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) et enfin les projets VIRGO et AUGER, qui ne relèvent toutefois pas directement de l'INSU.

La participation française à l'ESO, organisation intergouvernementale créée en 1962 et rassemblant 8 pays européens, lui permet d'accéder, moyennant une contribution de 26,2 % au budget de l'organisation, au plus grand observatoire du monde situé au Chili.

Les 14 télescopes optiques et le radiotélescope de La Silla sont désormais complétés par le VLT (Very Large Telescope) situé sur le mont Paranal dans le désert d'Atacama, au Nord du Chili. Le VLT est un ensemble de 4 télescopes couplés de 8,2 m de diamètre chacun, récemment entrés en fonction.

La France a joué un rôle clé pour la fabrication des télescopes du VLT et des instruments focaux. Elle est un des leaders pour la réalisation et la mise au point du VLTI, mode interférométrique du VLT, une technique qui associe les 4 télescopes de 8,2 m et 3 petits télescopes mobiles additionnels afin d'obtenir une très haute résolution angulaire.

Les objectifs à court terme de l'astronomie française à l'ESO sont d'une part l'exploitation du VLT et d'autre part la finition du VLTI qui devrait être mis en service en 2002-2003.

Autre poste de dépenses de l'astronomie au sol, l'IRAM (Institut de radio-astronomie millimétrique) est un institut plurinational, fondé en 1974 par le CNRS et la Max Planck Gesellschaft, rejoints ensuite par l'IGN espagnol en 1990.

L'IRAM dispose de deux installations, d'une part une antenne de 30 m en Espagne dans la Sierra Nevada et d'autre part l'interféromètre du plateau de Bure situé près de Grenoble.

L'expérience acquise par l'IRAM en interférométrie, notamment dans le traitement des données, constitue un atout majeur pour la participation de la France au projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Au reste, des liens très étroits entre ALMA et l'IRAM, d'une part, et l'ESO, d'autre part, sont envisagés, qui permettront de donner une dimension européenne à ce projet.

Le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) en service depuis 1979 à Hawaii, est constitué d'un télescope de 3,6 m de diamètre.

Le CFHT connaît depuis quelques années une spécialisation progressive dans l'imagerie à grand champ, avec la caméra dans le visible MEGAPRIME. Il est envisagé de réaliser une caméra grand champ infrarouge WIRCAM en coopération internationale.

2. L'évolution et le niveau actuel des dépenses pour l'astronomie au sol

La participation française à l'ESO constitue le premier et le principal des très grands équipements de l'astronomie au sol. La dépense correspondante a doublé entre 1990 et 1996, pendant la période de construction du télescope VLT.

Tableau 11 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE ESO 11

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ESO

(TGE scientifique)

personnel

24

28

29

29

40

48

46

37

46

46

46

exploitation

23

25

25

44

20

23

30

25

33

33

33

construction

15

34

41

46

42

48

55

66

45

45

45

total

62

87

95

119

102

119

131

128

124

124

124

La part de la France dans la construction des équipements additionnels permettant au VLT de fonctionner en mode interférométrique a représenté au total un montant de 51 millions de francs, essentiellement en dépenses de personnel.

Tableau 12 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE VLTI 12

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

VLTI

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

10

9

16

14

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

total

0

0

0

10

9

17

15

0

0

0

0

La dépense annuelle relative au télescope Canada-France-Hawaii ne représente plus qu'un montant de 20 millions de francs par an environ.

Tableau 13 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE CFH 13

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CFH

(TGE scientifique)

personnel

7

9

9

10

10

9

10

2

2

2

2

exploitation

10

10

12

10

10

11

10

18

19

19

18

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

17

19

21

20

20

20

20

20

21

21

20

Les dépenses relatives à l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM) sont d'un peu moins de 40 millions de francs par an.

Tableau 14 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE IRAM 14

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

IRAM

(TGE scientifique)

personnel

17

19

19

17

18

19

19

 

 

 

1

exploitation

13

11

12

16

16

16

16

34

36

36

37

construction

 

 

 

 

3

4

3

4

 

 

 

total

30

30

31

33

37

39

38

38

36

36

38

Depuis 1997, les dépenses annuelles relatives aux TGE de l'astronomie au sol sont stabilisées à 180 millions de francs par an.

Figure 5 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de l'Astronomie au sol

Compte tenu de l'augmentation des dépenses de l'ensemble des TGE scientifiques et techniques, les TGE de l'astronomie au sol ressortissent à 4 % du total, après avoir atteint un maximum de 5,5 % pendant la construction du VLT.

Figure 6 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'Astronomie au sol par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles de l'astronomie au sol

Le programme scientifique du CFHT est assuré jusqu'en 2008. Mais la réflexion est ouverte sur son avenir, qui ne peut toutefois s'envisager que sur un plan international.

Par ailleurs, le moyen terme de l'ESO et de l'IRAM est la réalisation du projet ALMA constitué d'un réseau de 64 antennes de 12 mètres de diamètre chacune, fonctionnant en mode interférométrique dans le domaine millimétrique et submillimétrique, réseau implanté dans le désert d'Atacama.

Ce projet est envisagé en partenariat avec l'ESO et les Etats-Unis, le Japon négociant actuellement sa participation. Son coût total atteindrait 550 millions de dollars, dont la moitié à la charge de l'Europe. Ses objectifs scientifiques concernent pratiquement toutes les thématiques de l'astronomie et de l'astrophysique, à l'exception de l'étude du Soleil, en particulier la cosmologie, l'étude des grandes structures de l'Univers, la structure et la dynamique des galaxies, la planétologie.

Le projet ALMA fait actuellement l'objet d'une pré-étude qui sera finalisée au début 2001, l'éventuelle approbation du projet devant être donnée avant la fin de l'année 2001. En tout état de cause, l'ESO souhaite élargir le nombre de pays membres, notamment au Royaume-Uni, sa participation étant indispensable, afin de diminuer la charge financière pour les 9 membres actuels de l'ESO.

Dans la configuration actuelle de l'ESO, la charge financière cumulée pour la France du projet ALMA pourrait approcher un demi-milliard de francs sur 10 ans.

L'Observatoire Pierre Auger représente un autre projet à moyen terme de l'astronomie au sol.

Il s'agit d'un projet de détecteur de rayons cosmiques de très haute énergie pour explorer un domaine de l'astrophysique qui représente encore une énigme. Bien qu'elles aient été observées, on ne connaît aujourd'hui aucun mécanisme astrophysique capable de produire et d'accélérer des particules à des énergies de l'ordre de 1019 eV. Le projet AUGER a pour ambition de répondre à cette question.

Concrètement, l'Observatoire comprendra deux implantations, l'une dans l'hémisphère Nord en Utah et l'autre dans l'hémisphère Sud en Argentine. Chaque site possédera 1600 stations détectrices constituées d'une cuve remplie de 12 tonnes d'eau, et réparties sur une superficie de 3000 km².

Le coût prévu pour ce projet, qui n'est pas au demeurant formellement décidé, est d'environ 100 millions de dollars, qui pourraient être répartis entre les Etats-Unis, le Japon, l'Australie, l'Amérique latine et l'Europe.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

2 Source : IFREMER, audition du 18 octobre 2000.

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

10 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

11 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

12 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

13 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

14 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000