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La politique spatiale française: bilan et perspectives

 

D. ATMOSPHÈRE MOYENNE ET CHIMIE ATMOSPHÉRIQUE

L'effort de recherche français sur la dynamique et la physico-chimie de la stratosphère et de la mésosphère reste centré sur l'étude des processus de destruction de l'ozone, des interactions chimie-dynamique, ainsi que sur l'analyse des tendances et bilans à l'échelle globale et régionale. Les observations sont réalisées en utilisant différents vecteurs : ballons stratosphériques, avions porteurs d'instruments et systèmes spatiaux, dont la combinaison est indispensable pour étudier les processus complexes et les mécanismes d'interactions d'échelles. Le CNES et l'INSU développent des instruments spatiaux ou aéroportés et cofinancent le Programme National de Chimie Atmosphérique. Ces activités complètent la contribution de la France au programme Envisat de l'ESA.

Le programme ballon s'appuie sur un ensemble de véhicules et de services opérationnels. Les ballons stratosphériques ouverts (BSO), capables d'embarquer des nacelles avec 500 kg d'équipements, sont largement utilisés pour des vols de courte durée tandis que les Montgolfières Infrarouges (Mir) ont montré leur capacité à faire voler des nacelles équipées de 50 kg d'instruments maximum pendant plus de 60 jours dans des zones tropicales, et pour la première fois au-dessus de l'Arctique pendant 22 jours. Enfin, des ballons sur-pressurisés évoluant à deux altitudes différentes (70 hPa et 50 hPa) sont en cours de développement. Il est prévu de les utiliser pendant la mission Stratéole, campagne de longue durée et d'envergure internationale prévue en Antarctique.

Ces moyens et services sont mis à disposition de la communauté scientifique internationale sur une base commerciale qui permet d'assurer leur pérennité et leur évolution. Depuis une dizaine d'années, la Commission Européenne a coordonné un programme d'étude de (ozone stratosphérique, avec en particulier des campagnes ballons d'envergure en Arctique. Dans le cadre du programme récent Theseo (1998-99) et de son extension Theseo-2000 conduite pour la première fois en coopération avec la NASA (campagne Solve), une trentaine de vols de nacelles scientifiques ont été effectués à Kiruna.

La composante strictement spatiale de ce programme est menée dans le cadre de coopérations. Elle porte sur un ensemble d'instruments destinés à l'étude du forçage solaire, de la dynamique, de la structure thermodynamique et des constituants de la stratosphère.

Le spectromètre Solspec développé par le Service d'Aéronomie du CNRS et l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique, embarqué à plusieurs reprises dans le cadre de missions Atlas, a permis la caractérisation du spectre solaire. Une version est actuellement préparée pour voler à bord de la Station Spatiale Internationale. Ces résultats sont utilisés dans les modèles atmosphériques.

Wind II, un interféromètre franco-canadien qui permet de mesurer les profils de vent et de température dans la stratosphère et la mésosphère depuis 1991 à bord du satellite UARS, collecte toujours des observations. Ses résultats sont actuellement utilisés pour améliorer les modèles de densité atmosphérique en dessous de 200 km, nécessaires pour les calculs d'aéro-freinage de plates-formes spatiales en orbite basse.

Picard a été sélectionné comme deuxième mission micro-satellite. L'objectif de cette mission est la mesure précise du diamètre du soleil, de sa rotation différentielle et de sa constante, de leurs relations et variabilités. L'objectif scientifique est de pouvoir interpréter les mesures historiques de diamètre effectuées depuis le sol (en particulier par l'astronome français J. Picard au XVIIème siècle), de mieux comprendre l'influence du forçage solaire sur le climat de la terre, et la physique solaire. Le lancement est prévu mi-2003, lors du maximum de variabilité du cycle solaire de 11 ans.

Dans le domaine de la chimie stratosphérique, on concentre les efforts sur les techniques d'occultation en participant à l'exploitation des résultats des expériences américaines Poam-2 et 3 embarquées respectivement sur SPOT-3 et SPOT-4. Les travaux portent notamment sur l'évaluation de la qualité des produits scientifiques (ozone, vapeur d'eau, aérosols, dioxyde d'azote). Les produits Poam aux hautes latitudes sont utilisés conjointement avec un modèle de chimie-transport stratosphérique pour quantifier la destruction chimique de l'ozone dans le vortex hivernal arctique.

De plus, la communauté française a participé à la validation et à l'utilisation des observations des instruments Ilas et Img embarqués à bord d'Adeos. Elle se prépare enfin à traiter, valider et utiliser les observations du satellite suédois Odin, dont le lancement est prévu en novembre 2000 et qui permettra en particulier l'observation de l'oxyde de chlore, composé actif de la destruction de l'ozone, et celle des instruments de chimie (Gomos, Mipas et Sciamachy) à bord d'Envisat.

Les campagnes ballons de validation Odin et Envisat seront réalisées en 2001 et 2002. On soutient également les efforts de la communauté française pour l'utilisation de ces données à travers le développement d'une banque de données (Ether) et d'outils d'assimilation des produits spatiaux de niveau 2 en chimie.