© Cadam / CEA

L‘aéroport de Brétigny dans l'Essonne est une base aérienne toute simple : des bâtiments préfabriqués, une piste d'atterrissage et des hangars abritant quelques avions. L'un d'eux, un Piper Aztec, appartenant à Météo France, effectue régulièrement des missions pour le LSCE. Tous les quinze jours, lorsque le temps le permet, cet avion de six places, dont trois sont occupées par des instruments de mesure, réalise des prélèvements au-dessus de la forêt d'Orléans, entre 100 mètres et 3 000 mètres d'altitude. Un petit dispositif situé à l'avant de l'avion pompe l'air ambiant, qui, après filtration et séchage, est envoyé dans un flacon. L'altitude, l'humidité, l'heure de prélèvement, la position de l'avion, sa vitesse, ainsi que celle du vent, sont minutieusement consignées.
Objectif : déterminer les variations saisonnières de différents gaz, notamment le gaz carbonique, afin de mieux comprendre le cycle du carbone.


Des prélevements rigoureusement analysés

Les flacons d'un litre ainsi récoltés sont familiers à Michel Ramonet, chargé de recherche CNRS au LSCE. Il en détient plusieurs centaines dans les sous-sols de son laboratoire. Des prélèvements d'air sont en effet effectués chaque semaine, selon un protocole rigoureux, dans douze sites répartis dans le monde, et, de manière itinérante, par le navire scientifique Marion Dufresne de l'Institut français de recherche et technologie polaires, ainsi que par des bateaux commerciaux. « Le LSCE possède ainsi le troisième réseau mondial de suivi du dioxyde de carbone », souligne le chercheur. Il s'agit du réseau RAMCES (Réseau atmosphérique de mesure des composés à effet de serre). Quelque 2 000 échantillons d'air sont ainsi analysés chaque année : concentrations en dioxyde de carbone (Co₂), en méthane (CH₄), en oxyde nitreux (N₂O), en hexafluorocarbone (CF₆), en monoxyde de carbone (CO), mais aussi des mesures des rapports isotopiques du carbone et de l'oxygène dans le Co₂. « Nous disposons aussi de trois sites de mesures en continu : l'Île Amsterdam, dans l'océan Indien, Mace Head, en Irlande, et l'observatoire du Puy de Dôme, précise Michel Ramonet. Ces mesures sont beaucoup plus exigeantes que celles effectuées ponctuellement, mais elles nous renseignent sur les variations à court terme des teneurs en gaz. Elles nous donnent ainsi accès aux flux régionaux des gaz à effet de serre avant que les circulations de masses d'air ne diffusent ces signaux. » RAMCES coexiste avec deux autres réseaux, l'un américain, l'autre australien. Au total, une centaine de sites de prélèvements et de mesures continues participent à l'amélioration de nos connaissances sur le cycle du carbone. Ils doivent être proches des sources carbonées, tout en étant suffisamment distants pour ne pas être perturbés localement, d'où l'avantage des prélèvements aéroportés.

Réseau International de prélèvements atmosphériques. © LSCE

Développement de nouvelles stations de prélevement

Les mesures de gaz à effet de serre alimentent des modèles de transport atmosphérique qui permettent d'estimer le bilan des échanges de CO₂ de grandes régions. Depuis quelques années, à la suite du protocole de Kyoto (1997) qui prévoit des réductions d'émission de gaz à effet de serre par les grands pays industrialisés, l'estimation des sources et des puits de carbone reçoit un éclairage politique et médiatique très important. L'enjeu est également de pouvoir vérifier, à l'horizon 2010, que les différents pays signataires du protocole respectent bien leurs engagements de diminuer leur émission de CO₂.
« Pour réduire les incertitudes sur le cycle du carbone, note Philippe Ciais, spécialiste en la matière , il faut faire passer nos réseaux de suivi atmosphérique vers un stade plus opérationnel, en augmentant notamment le nombre de stations au-dessus des continents pour comprendre le rôle de la végétation et des sols. » Ainsi, deux nouveaux sites de prélèvement aéroportés pour RAMCES sont en projet pour 2001 : l'un en Hongrie et l'autre en Écosse. À plus long terme, il est prévu d'équiper des avions de ligne qui permettront de quadriller le ciel européen à la recherche des sources et puits régionaux.