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Volcan islandais : adaptation d'un laser "Lidar" pour observer les cendres volcaniques
CEA
Publié le vendredi 21 mai 2010
Le Lidar - Light Detection and Ranging - utilisé a été mis au point en 2004 par le CEA avec la participation du CNRS, pour contrôler la pollution de l’atmosphère par les particules. Il est désormais commercialisé par la société Leosphere.
Le principe de mesure repose sur l’émission d’un faisceau laser vers la zone à étudier, puis l’analyse de la partie du signal rétrodiffusée vers l'instrument par les particules présentes dans l'atmosphère. Les mesures sont réalisées dans l’ultraviolet, à une longueur d’onde de 355 nanomètres, sans danger pour l'œil. Une fois le faisceau laser émis vers l’aérosol, les quantités de photons "réfléchis" et leur temps de retour permettent de déterminer la présence de particules et leur altitude.
L’embarquement sur avion permet d’obtenir à la demande, pendant quelques heures, des observations des zones d’intérêt pour la gestion du trafic aérien, alors que les mesures des lidars basés au sol caractérisent l'évolution dans le temps mais en un point unique. Ainsi, à bord du Falcon 20, le lidar du CEA a fourni des mesures jusqu’à 8 000 mètres d’altitude.
Légende photo : Vue du lidar installé dans l’avion de l'unité Safire. Le hublot en silice permet de ne pas altérer la qualité du faisceau laser.
© CEA
Les mesures effectuées le 20 avril 2010 ont permis de localiser les couches résiduelles du panache de cendres volcaniques de Eyjafjöll dans certaines parties de l'espace aérien français choisies par Météo-France et la Direction Générale de l'Aviation Civile. Le lidar apporte des enseignements sur la présence (ou non) et certaines propriétés optiques des cendres, mais ne permet pas, seul, de déterminer leur nature chimique et leur concentration. Il faut pour cela disposer de mesures chimiques et granulométriques complémentaires réalisées par un autre avion, l'ATR 42 de Météo-France. Des vols coordonnés des deux avions ont été organisés par l’unité Safire le 11 mai 2010 pour permettre aux équipes scientifiques du CEA, du CNRS, de l'Ineris et de Météo-France de définir les méthodes qui permettront d'extraire le maximum d'informations des observations lidar et des prélèvements in situ.
Pour en savoir plus sur les mesures environnementales, la pollution atmosphérique particulaire, les techniques de surveillance du Lidar, lire le magazine clefs CEA consacré à la Terre et l'environnement.