Workshop du Service National d’Observation INDAAF en Côte d’Ivoire

 

 

Le Workshop du Service National d’Observation (SNO) INDAAF (International Network to study Deposition and Atmospheric chemistry in AFrica) co-organisé par le LAERO (Toulouse), le LISA (Créteil), iEES-Paris (Bondy) et le LASMES (Abidjan) s’est tenu du 1er au 5 novembre 2021 en Côte d’Ivoire. Grâce au soutien de l’OMP, l’OSU EFLUVE, du LAERO, du LISA et de l’IRD, il a rassemblé une quarantaine de personnels scientifiques et techniques français et de 7 pays africains (Bénin, Cameroun, Côte d’Ivoire, Niger, Mali, Sénégal, Tunisie) impliqués dans le SNO. Le workshop a comporté trois journées d’atelier technique à la station géophysique de Lamto (site INDAAF Côte d’Ivoire) et deux demi-journées scientifiques à l’Université Félix Houphouët Boigny d’Abidjan.

 

 

 

 

 

La session technique était composée de présentations orales de l’instrumentation par les responsables techniques du SNO et de séances pratiques autour des instruments déployés sur le site de Lamto : des collecteurs passifs pour la mesure de concentration en gaz, un collecteur de pluies pour l’analyse chimique, des prélèvements d’aérosols par classe de taille pour l’analyse chimique, une microbalance électronique (TEOM) pour le mesures des concentrations en PM10 (particules <10µm), une station météorologique. Une formation spécifique sur un système de transmission automatique des données (financement UPEC) a été dispensée pour les opérateurs des stations sahéliennes. Les dispositifs et l’instrumentation des SNOs ICOS (Tour de prélèvement et instrument PICARRO) et AERONET/PHOTONS (Photomètre solaire/lunaire) déployés sur le site de Lamto ont également été présentés respectivement par Marc Delmotte (LSCE, Saclay) et Thierry Podvin (LOA, Lille). Ce format a permis aux opérateurs de s’investir de façon active dans la formation, de décrire les problèmes rencontrés dans la gestion quotidienne des stations et de discuter des meilleures solutions pour les résoudre avec l'ensemble des participants.

 

 

 

 

La session scientifique a été ouverte par le Pr. Arsène Kobea directeur du LASMES et directeur de cabinet du ministre de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche de Côte d’Ivoire, Mr. Fred Eboko représentant de l’IRD en Côte d’Ivoire, le Pr. Véronique Yoboué, Vice-présidente de l’Université FHB en charge de la Planification et des Relations Internationales, et le Pr. Patrice Coll, directeur du LISA et représentant Matthias Beekman directeur de l’OSU EFLUVE, avec des interventions en distanciel de Mr. Mike Toplis, directeur de l’OMP, Mr. Sylvain Coquillat, directeur du LAERO, Mr. Stéphane Sauvage, directeur de l’Infrastructure de Recherche ACTRIS-Fr et Mr. Paolo Laj, responsable scientifique de l’IR ACTRIS-EU. Les présentations faites par des chercheurs et des étudiants en thèse français et africains ont porté principalement sur des travaux d’analyse et d’interprétation des données acquises par le SNO INDAAF. Les programmes de recherche ou de formation en lien avec le SNO ont également été présentés (H2020-MSCA-RISE INSA ; LMI Nexus, IRD ; CEA-CCBAD).

 

 

Le SNO INDAAF est labellisé par l’INSU-CNRS, soutenu par l’OSU EFLUVE, l’OMP et l’IRD et fait partie de l’Infrastructure de Recherche ACTRIS-Fr.

 

Contact : B. Marticorena (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ) , Corinne Galy Lacaux (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ) et J.L. Rajot (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. )

 

 

          

          

 

La naissance des tempêtes de poussière saharienne dévoilée en 3D

Les vastes quantités de poussières soulevées au Sahara modifient fortement les bilans énergétiques terrestres, les processus biogéochimiques, la circulation atmosphérique, la qualité de l’air et la visibilité en Afrique du Nord, mais aussi bien au-delà lorsque les vents les transportent à des milliers de kilomètres. Les tempêtes de poussière sont déclenchées par des mécanismes dynamiques complexes et sporadiques. Leurs naissances sont très mal documentées, étant donné les moyens d’investigation très limités dans les régions désertiques. Les scientifiques étudient les quantités de poussières soulevées dans l’atmosphère et leur parcours vers d’autres régions à partir des observations satellitaires. Or, jusqu’à présent, les mesures satellitaires classiques ne caractérisaient que la répartition bidimensionnelle (2D) des poussières désertiques, soit par une cartographie horizontale, soit par des profils verticaux des poussières uniquement le long de transects.

 

Grâce à une méthode innovante utilisant des mesures satellitaires du sondeur IASI qui passe deux fois par jour au-dessus d’un même lieu, une équipe de chercheurs franco-allemands(1) a pu observer, pour la première fois depuis l’espace, la distribution tridimensionnelle (3D) des poussières lors de la naissance puis de l’évolution de tempêtes au cœur du Sahara. La répartition verticale des poussières a été estimée à partir de leur émission thermique.

 

Ces nouvelles observations satellitaires(2) ont permis de mieux comprendre les mécanismes dynamiques à l’origine des tempêtes de poussière au Sahara durant l’été. Elles ouvrent des perspectives prometteuses pour l’étude des mécanismes de mélange vertical des poussières désertiques, pour l’étude des émissions de poussières (avec moins d’ambiguïté sur la variabilité des poussières près de la surface que les mesures satellitaires traditionnelles en 2D), ainsi que pour la validation et la correction en 3D des modèles numériques de la distribution des poussières.

 

 

Distributions (tridimensionnelle et horizontale) moyenne des trois tempêtes les plus intenses de juin 2011. La surface marron de la distribution 3D représente la distribution des poussières ayant une abondance constante, correspondant à un coefficient d’extinction de poussière de 0,2 km-1 à 10 μm. La distribution horizontale est fournie en fonction de l’épaisseur optique de poussière. Les flèches indiquent la direction et l’intensité du vent proche de la surface. © LISA/IPSL

 

(1) Les laboratoires impliqués sont les suivants : Laboratoire interuniversitaire des systèmes atmosphériques (LISA/IPSL, UPEC / CNRS / Université de Paris), Laboratoire atmosphères et observations spatiales (LATMOS/IPSL, CNRS / UVSQ / Sorbonne Université / CNES), Karlsruher institut für technologie (Institut für meteorologie und klimaforschung, Karlsruhe, Germany) et Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / UVSQ).
(2) issues de l’approche dénommée AEROIASI dont le développement a bénéficié du soutien financier du CNES, du PNTS et de l’ANR, ainsi que de la mise à disposition des données EUMETSAT par le pôle thématique AERIS.

 

 

En savoir plus
Cuesta J., C. Flamant, M. Gaetani, P. Knippertz, A. H. Fink, P. Chazette, M. Eremenko, G. Dufour, C. Di Biagio and P. Formenti, Three dimensional pathways of dust over the Sahara during summer 2011 as revealed by new IASI observations, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, https://doi.org/10.1002/qj.3814, 2020

 

Article détaillé sur the conversation :  https://theconversation.com/comment-naissent-les-tempetes-de-sable-144131

 

Contact
Juan Cuesta (LISA/UPEC/IPSL) : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , 01 82 39 20 64

 

IR-COASTER, a new experiment in preparation at LISA

Article rédigé par Marine Laplace, stagiaire en médiation scientifique au Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques.

 

Tout a commencé avec le projet de fabrication du CubeSat et nanosatellite OGMS-SA (Orbital Grey Measurement System and Software Advancement) du Campus Spatial de l’UPEC (CSU), destiné à former des étudiants en ingénierie spatiale. En parallèle, suite à la mise à l’arrêt du dispositif EXPOSE par l’ESA, le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) souhaitait trouver de nouveaux moyens pour analyser le comportement de molécules organiques soumises aux rayonnements ultra-violets solaires et cosmiques dans l’espace et évaluer leur dégradation. En effet, une grande partie des évolutions chimiques dans le système solaire sont dues aux rayonnements de notre étoile. Par conséquent, pour comprendre ces évolutions il est nécessaire de reproduire les conditions spatiales. Cependant, les conditions réelles de l’espace sont très complexes et donc difficiles à reproduire à l’identique en laboratoire sur Terre d’où l’idée de faire des expériences in situ, directement dans l’espace. Pourquoi pas alors construire un dispositif pour remplacer EXPOSE, mais sous la forme d’un nouveau CubeSat ?

 

Le projet comporte trois étapes successives (Tableau 1). Tout d’abord, l’envoi du CubeSat OGMS-SA permettant de valider la technologie. Puis IR-COASTER/ISS sera envoyé sur la Station Spatiale Internationale (ISS) pour être exposé à l'extérieur du module européen Columbus. Sa conception a été largement inspirée de l’architecture CubeSat, mais adaptée aux contraintes de la Station Spatiale. Cependant, au niveau de l’orbite de l’ISS, la dégradation des molécules organiques ne se fait pas dans des conditions optimales de simulation de l’environnement spatial à cause du champ magnétique terrestre qui « protège » les molécules organiques du vent solaire et des rayonnements cosmiques. D’où le projet IR-COASTER version CubeSat ou 6U qui aura lieu dans un troisième temps sur une orbite plus éloignée de la Terre, s’affranchissant ainsi du champ magnétique et de sa protection.

 

 

Tableau 1. Descriptif des différentes étapes du projet IR-COASTER

 

« Le problème du spatial c’est que l’on ne peut pas réparer. Une fois que le satellite sera là-haut, il devra être complètement autonome et survivre aux conditions auxquelles il sera confronté. Sur Terre, on peut toujours intervenir pour réparer un problème. De plus, ce type de mission a un coût élevé, donc il faut que le satellite tienne le temps de la mission. » explique Noël Grand, ingénieur, chef de projet au LISA. Il existe des contraintes dues aux vibrations lors du décollage, aux températures, aux risques de corrosion dans l’espace… Et la sécurité des astronautes présents dans l’ISS doit également être assurée. Plusieurs modèles de IR-COASTER sont alors soumis à une multitudes de tests numériques et/ou physiques avant que le modèle de vol soit conçu.

 
Sur EXPOSE, les échantillons étaient analysés uniquement avant le départ, puis une fois de retour sur Terre. Mais sur IR-COASTER/ISS, et dans le CubeSat IR-COASTER/6U, un spectromètre infrarouge plus petit qu’un appareil classique de laboratoire sera embarqué et mesurera l’évolution des échantillons tout au long des expériences. Les molécules sélectionnées pour ces missions sont d’intérêt pour l’exobiologie et l’astrochimie. Dans les cellules vivantes, l’ARN messager est le résultat de la transcription des gènes. Les ARN messager matures sont eux à leur tour traduits en protéines. Ces protéines jouent un rôle primordial dans les structures cellulaires, dans l’immunité ou encore dans le bon fonctionnement des voies métaboliques. C’est pourquoi seront étudiées l’uracile, une base azotée présente dans l’ARN, et la glycine, un des nombreux acides aminés composant les protéines. Elles sont essentielles au vivant, mais aussi détectées dans des météorites et pourraient être apportées sur Terre après un long séjour dans l’espace.

 
En conclusion, ces projets apporteront des données sur l’évolution de la matière organique dans un environnement spatial. Elles permettront de répondre à la question « Comment réagit la matière organique aux rayonnements solaires et cosmiques ? »

 
Pour en savoir plus :  ici le lien de l’article entier sur le site du Campus Spatial de l’UPEC.

 
Merci aux membres de l'équipe travaillant sur ces projets et qui ont contribué à la construction de cet article : Noël Grand, ingénieur et chef de projet, Mathieu Gourichon, ingénieur électronique, Kristian Harge, ingénieur informatique, Lisa Viallon et Florent Mignon, ingénieurs mécanique, Ines Louison, assistante ingénieure en analyse chimique, et enfin Hervé Cottin, professeur d’astrochimie et responsable du projet.

Bibliographie : https://www.csu.u-pec.fr/les-cubesats/ir-coaster/ consulté le 5 mai 2022