Les nouveaux instruments développés par le GON Lidar visent à garantir
la continuité des séries de mesures atmosphériques initiées il y a plus de 30
ans dans deux observatoires français : l’Observatoire
de Haute-Provence (OHP) et l’Observatoire de Physique de
l’Atmosphère de La Réunion (OPAR), deux sites stratégiques clés pour la
validation des missions spatiales d’observation de la Terre.
TAMARIN, première réalisation du GON Lidar
Le lidar TAMARIN est destiné à équiper l’OPAR, sur l’île de La
Réunion. Sa conception s’appuie sur l’expérience acquise par le CEA dans le
développement de lidars dédiés à l’étude des événements météorologiques
extrêmes et de l’évolution du climat du système Terre.
Actuellement en phase de test au LSCE (CEA-CNRS-UVSQ), TAMARIN sera livré à La
Réunion à l’automne 2026. L’instrument, installé dans un espace total d’environ
9 m², comprend actuellement trois télescopes complémentaires (cinq prévus dans
la version opérationnelle) : un dédié à l’observation de la basse à la moyenne
troposphère tropicale ; deux autres couvrant la moyenne troposphère jusqu’à la
mésosphère, soit environ 80 km d’altitude.
Comment fonctionne TAMARIN ?
Un lidar (Light Detection and Ranging) fonctionne comme un radar optique : il émet des impulsions laser vers l'atmosphère et analyse la lumière rétrodiffusée par les molécules d'air, les aérosols ou les nuages. TAMARIN exploite la diffusion Raman (phénomène physique par lequel une petite partie de la lumière diffusée par une molécule change de longueur d'onde après interaction avec elle) pour mesurer la vapeur d'eau jusqu'à 18 km d'altitude. Ces canaux Raman permettent également de restituer avec précision les propriétés optiques des aérosols et des nuages, essentielles pour étudier, par exemple, l'impact stratosphérique des éruptions volcaniques.
L'instrument intègre plusieurs techniques développées par le CEA, notamment pour la séparation spectrale et la recombinaison des champs de vue des différents télescopes. Totalement automatisé, il est interfacé avec l'automate de l'observatoire pour gérer à la fois la sécurité et les dispositifs fonctionnels (comme les trappes des salles lidar). Cette automatisation permet à des opérateurs distants de contrôler et d'exploiter l'instrument.
Un démarrage prometteur avant l'exploration stratosphérique
Les premières mesures obtenues en novembre 2025 montrent que TAMARIN détecte avec une grande fidélité un cirrus (nuage présent dans la couche supérieure de la haute troposphère, formé de cristaux de glace) entre 9 et 12 km d'altitude et restitue la vapeur d'eau avec un bruit faible, confirmant sa conformité aux exigences du cahier des charges d'ACTRIS-EU pour les mesures troposphériques. Le contenu en vapeur d'eau est également restitué jusqu'à la tropopause, interface entre la troposphère et la stratosphère.
Les essais vont désormais s'étendre à la stratosphère. Les canaux élastiques de TAMARIN devraient permettre de sonder l'atmosphère bien au-delà de la stratopause, au-dessus de 40 km d'altitude.