Services Nationaux d'Observation

En sciences de l'Univers, les observations régulières sur de longues périodes ont été et apparaissent de plus en plus comme un dispositif incontournable en recherche fondamentale et en réponse à des engagements contractuels envers l'Etat. En effet, pour chacun des milieux naturels, il faut comprendre les mécanismes fondamentaux de fonctionnement, prévoir les évolutions possibles à différentes échelles de temps et construire des modèles qui devront assimiler des données fiables.

Pour mener à bien ces recherches et répondre aux attentes de la société, la communauté des sciences de l'Univers est investie d'une "mission de service" qui consiste en l'observation systématique des phénomènes naturels, afin de suivre leur évolution, la comprendre et la modéliser. Cette mission est le fondement des prévisions qui constituent l'étape ultime de l'effort scientifique.

Les sciences de l'Univers nécessitent la réalisation d'une grande variété de moyens d'observations, leur mise en œuvre et leur exploitation systématique en coordination avec les différents organismes (ANDRA, BRGM, CEA, CNES, IFREMER, IPEV, INRA, IRD, IRSTEA, LNE, Météo-France, CEA, ...), agences (ADEME, ANR, ESA, ...) et les universités.

L'Institut national des sciences de l'Univers du CNRS, institut de programmes et de moyens, est chargé de définir et de coordonner la politique des moyens d'observation au sein du dispositif de recherche du CNRS et des OSU pour l'astronomie et les sciences de la planète (Terre solide, Océan, Atmosphère, Écosphère).


Source : Services nationaux labellisés [CNRS / INSU]

Éclairement UV

Le rayonnement UV solaire a des effets à la fois bénéfiques (photosynthèse de la vitamine D) et délétères sur la santé humaine (cancer de la peau, cataracte...) ainsi que sur la faune et la flore. Les mesures en routine de l'éclairement solaire spectral et intégré à la surface servent à étudier sa variabilité en relation avec l'évolution de l'atmosphère (ozone, aérosols, nuages). Le LOA a commencé les mesures de rayonnement UV à Villeneuve d'Ascq mi-1998 avec un spectroradiomètre et un radiomètre large bande, et il a intégré le NDACC (ex-NDSC) en 2001. Le LOA est également responsable d'un autre instrument UV faisant partie du NDACC à l'Observatoire de Haute Provence (OHP). L'intérêt des mesures spectrales des UV est qu'elles permettent d'évaluer leurs effets biologiques (via des spectres d'action comme ceux de l'érythème et de l'ADN) et leurs effets dans l'atmosphère (via les fréquences de photolyse d'espèces photochimiquement actives). Elles permettent également d'estimer la colonne totale d'ozone et de caractériser les aérosols dans l'UV en fournissant un spectre de leur épaisseur optique. Les radiomètres large bande, qui sont d'utilisation plus simple, mesurent les éclairements intégrés (érythémateux, UVB et UVA).


Instruments

Le LOA possède deux spectroradiomètres sur le site de Villeneuve d'Ascq. Le plus ancien, opérationnel dès 1998, est un double monochromateur Jobin Yvon HD10, de résolution égale à 0,75 nm, mesurant l'intensité des éclairements spectraux solaires UV dans l'intervalle de longueur d'onde 280-450 nm par pas de 0,5 nm. Il mesure l'éclairement spectral global (direct + diffus), ainsi que l'éclairement diffus, depuis 2003 par interposition d'un disque occultant le soleil. Les mesures sont actuellement effectuées tous les quarts d'heure depuis le lever jusqu'au coucher du soleil, en alternant les mesures de global et de diffus. L'étalonnage qui est effectué environ tous les trois mois en chambre noire devant des lampes traçables jusqu'à des étalons de référence (NIST et NPL) conduit à une incertitude relative sur l'éclairement de 8% pour les longueurs d'onde inférieures à 320 nm, et 5% pour les longueurs d'onde supérieures. L'analyse d'un spectre à l'aide d'une technique d'absorption différentielle permet d'estimer la colonne totale d'ozone avec une incertitude relative d'environ 3% par ciel clair et 7% par ciel nuageux. L'analyse d'un spectre d'éclairement solaire direct, obtenu en retranchant le spectre diffus du spectre global, permet de déterminer le spectre de l'épaisseur optique des aérosols de 330 à 450 nm avec une incertitude absolue d'environ 0.05.

Depuis mars 2008, la station est équipée d'un deuxième instrument, un double monochromateur Bentham DM300 , dont la résolution est de 0.6 nm et qui effectue le même type de mesures.

En octobre 2008 le LOA a installé à L'OHP un spectroradiomètre Bentham DM300, identique à celui de Villeneuve d'Ascq. Cet instrument succède à l'instrument de l'IRSA (Université J. Fourier, Grenoble) qui a fonctionné à Briançon jusque décembre 2005 et qui appartenait au NDACC.

A Villeneuve d'Ascq les mesures spectrales sont complétées par des mesures obtenues au moyen de deux radiomètres large bande. Un pyranomètre UVB-1 de YES qui mesure depuis août 1998 l'éclairement UV solaire intégré sur une bande spectrale allant de 270 à 352nm. Sa réponse spectrale, proche du spectre d'action érythémateux de Diffey, présente une sensibilité assez forte dans les UVB et décroît très rapidement dans les UVA. Ses principaux avantages sont sa grande stabilité temporelle en sensibilité et le faible entretien qu'il nécessite. Il fournit le flux UV érythémateux et les flux UVB intégrés de 280 à 315 nm et de 280 à 320 nm avec une incertitude d'environ 10%. Depuis juin 2007, un autre radiomètre équipe la station, un UV-S-AE-T de Kipp & Zonen qui fournit le flux UV érythémateux et le flux UVA intégré de 315 à 400 nm.

Photons

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