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Se donner les moyens de l'excellence : la recherche polaire française à la veille de l'année polaire internationale

 

2. La mesure de la gravité et du magnétisme terrestre

L'observation du magnétisme terrestre et de la gravité est aussi placée sous la responsabilité de l'université de Strasbourg I.

Sur Kerguelen, Crozet, Amsterdam et en terre Adélie, sont effectuées des mesures absolues du champ magnétique terrestre et de ses variations. Elles visent à mieux connaître l'intérieur de notre planète. Ces mesures sont transmises mondialement via le réseau Intermagnet. Dumont d'Urville se trouve à proximité du pôle magnétique, là ou les lignes de champ terrestre sont verticales. De plus, le pôle magnétique est en déplacement assez rapide vers le Nord (il était situé à l'intérieur du continent au milieu du 19e siècle). Il est donc très intéressant de le suivre, les pôles magnétiques s'étant déjà inversés plusieurs fois dans l'histoire de la Terre.

Une station devrait être construite sur Dôme C et exploitée en collaboration avec l'Instituto Nazionale di Geofisica y volcanologia (INGV) de Rome. L'objectif est de disposer d'une station de niveau international intégrable au réseau Intermagnet.

De manière non permanente, un programme de recherche vise également à effectuer des mesures du champ de gravité absolue dans les îles subantarctiques et en Antarctique grâce à un gravimètre absolu portable. Elles doivent permettre des mesures de marégraphie et contribuer à la connaissance du géoïde local19(*). Elles devraient aussi permettre d'apprécier les variations interannuelles et de les comparer aux mesures effectuées depuis l'espace.

3. L'étude de la stratosphère et le suivi de la couche d'ozone

La découverte du trou de la couche d'ozone en 1985 à Halley Bay par Joe Farman, Brian Gardiner et Jon Shanklin (cf. Farman et al., Nature, 1985) a ouvert tout un champ de recherches, visant à la fois à le mesurer et à en comprendre toujours plus finement les mécanismes.


· La quantification du trou de la couche d'ozone

Depuis 1985, le trou de la couche d'ozone stratosphérique20(*) est un phénomène récurrent et saisonnier (au printemps austral). La couche d'ozone peut diminuer de 60 à 70 % au-dessus de l'Antarctique.

Les mécanismes conduisant à l'apparition du trou d'ozone sont maintenant bien identifiés :

- augmentation de l'abondance des composés halogénés dans la stratosphère sur longue période,

- masses polaires isolées en hiver en raison du vortex (cf. ci-dessous projet Vorcore),

- refroidissement intense (température inférieure à -80°C),

- activation des composés chlorés,

- perte d'ozone de 4 à 5 % par jour à partir de septembre, aboutissant à la destruction totale ou quasi totale à une altitude comprise en 14 et 22 km.

Variabilité interannuelle du trou de la couche d'ozone

Source : Sophie Godin-Beekmann (IPSL-SA, CNRS-UMPC-UVSQ)

La France participe au réseau international de surveillance à travers un Observatoire de recherche en environnement (ORE) placé sous la responsabilité du Service d'aéronomie (IPSL-UPMC-CNRS). Ce réseau scientifique a été créé à la suite de la signature du protocole de Montréal de 1987, qui organise le retour à leur niveau naturel des émissions de CFC21(*).

L'impact du trou de la couche d'ozone peut être très important puisqu'il provoque l'augmentation du rayonnement UV reçu sur terre qui est la cause de cancers de la peau, de cataractes, de troubles immunitaires et de dommages sur l'ensemble des organismes vivants.

Les mesures effectuées par les chercheurs visent donc à suivre l'évolution de ce phénomène et tentent de prévoir sa résorption. Elles doivent permettre de mesurer l'impact du protocole de Montréal et, compte tenu de son succès, des autres accords internationaux qui l'ont renforcé.

Evolution prévisible du trou de la couche d'ozone en Antarctique

Source : Sophie Godin-Beekmann (IPSL-SA, CNRS-UMPC-UVSQ)


· La compréhension des mécanismes

Le projet Vorcore est l'un des projets significatifs des recherches menées en France sur la basse stratosphère arctique et antarctique par ballon-sonde de longue durée.

L'objectif du projet Vorcore était d'étudier la dynamique du tourbillon antarctique avec des ballons-sondes pour comprendre la formation du trou d'ozone au printemps austral, mesurant l'imperméabilité du vortex polaire et donc sa porosité à petite échelle.

Il est un bon exemple de la complémentarité des recherches entre l'Arctique et l'Antarctique. Une campagne de tests a été menée en Arctique entre 2000 et 2002 et la campagne de mesure a eu lieu en septembre 2005 à partir de la station américaine de McMurdo. Il est donc aussi un bon exemple de la coopération internationale et de la qualité des relations entretenues avec plusieurs partenaires. La NSF a en en effet accepté d'emmener, sur la station américaine, neuf Français lors de la première rotation de fin septembre. Huit autres stations ont accepté de faire des lancers de ballons couplés au passage des ballons Vorcore pour compléter les mesures.

Les campagnes arctiques de 2000 à 2002 se sont déroulées à partir de la base suédoise de Kiruna. Elles ont été confrontées à des difficultés pour obtenir les autorisations de survol des différents territoires.

27 ballons ont été lancés du 5 septembre au 25 octobre, dont le dernier a été détruit le 1er février. Ils ont volé 63 jours en moyenne et recueilli 150 000 observations.

* 19 Le géoïde est une représentation de la surface terrestre plus précise que l'approximation sphérique ou ellipsoïdale. Le géoïde étant une surface équipotentielle de pesanteur particulière, il sert de zéro de référence pour les mesures précises.

* 20 Le problème de l'ozone stratosphérique n'a aucun rapport avec les phénomènes de pic d'ozone constatés dans les régions urbaines fortement polluées. L'ozone situé au niveau du sol et celui situé au niveau de la stratosphère n'ont pas de lien. On le comprend mieux si l'on tient compte des différentes couches de l'atmosphère :

- troposphère : 0-12 km d'altitude

- stratosphère : 12 à 45 km d'altitude

- mésosphère : 45 à 90 km d'altitude

- à partir de 90 km : ionosphère.

* 21 Chlorofluorocarbone.