LE RÔLE DES TRÈS GRANDS ÉQUIPEMENTS DANS LA RECHERCHE
PUBLIQUE OU PRIVÉE, EN FRANCE ET EN EUROPE

PREMIÈRE PARTIE - LA MONTÉE DES BESOINS EN GRANDS ÉQUIPEMENTS DANS TOUTES LES DISCIPLINES SCIENTIFIQUES (suite)

XIII - Océanographie **
1. Les équipements lourds de l'océanographie
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2. Les équipements océanographiques de la nomenclature actuelle des TGE
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3. Les besoins prévisibles
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XIV - Météorologie **
1. Les équipements lourds de la météorologie
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2. Les équipements de la nomenclature actuelle des TGE
**
3. Les besoins prévisibles
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XV - Astronomie au sol **
1. Les TGE actuels de l'astronomie au sol
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2. L'évolution et le niveau actuel des dépenses pour l'astronomie au sol
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3. Les besoins prévisibles de l'astronomie au sol
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du rapport

Suite du rapport


 

XIII - Océanographie

L'océanographie est sans doute l'une des disciplines scientifiques qui, depuis quelques années, connaît le développement le plus rapide, avec un élargissement considérable de ses centres d'intérêt et un rôle majeur à jouer dans la compréhension de l'un des défis majeurs de notre temps, le changement climatique.

Des difficultés existent certes dans le recensement des moyens indispensables de la discipline et dans la mise en place de financements pérennes.

Mais de nouveaux besoins d'investissement apparaissent dans la perspective de constituer une chaîne complète d'observations, composée de bouées de mesure, de navires de toutes tailles, de satellites et de centres de calculs.

La satisfaction de ces besoins est essentielle pour franchir un palier dans la connaissance des océans, éléments clés pour l'avenir de la planète.

1. Les équipements lourds de l'océanographie

Les moyens d'observation lourds jouent un rôle capital en océanographie et se composent de la flotte hauturière, de satellites, de la flotte côtière, de bassins d'essai et de réseaux de bouées d'observation.

La flotte française hauturière de l'IFREMER comprend actuellement l'Atalante, le Suroît, le Thalassa et le Nadir, tous navires de plus de 50 mètres, auxquels il faut rajouter le navire polaire polyvalent Marion Dufresne de l'IFRTP, le plus grand du monde.

La flotte océanographique hauturière représente un investissement cumulé de 500 millions de francs par navire. La plus grande partie de ce montant est à financer sur une période de 5 ans correspondant à la durée de construction du navire, le reliquat correspondant à la modernisation dont la date ne peut être déterminée à l'avance avec précision.

Le coût annuel d'opération d'un navire hauturier est de l'ordre de 30 à 50 millions de francs, à quoi il faut ajouter les coûts scientifiques.

Le coût d'investissement des satellites s'étage de 50 millions à 2 milliards de francs, selon leur complexité et selon qu'ils appartiennent ou non à une série de même nature. Leur durée de vie moyenne est de 5 ans. Le coût d'opération d'un satellite revient à 30 millions de francs par an.

Les réseaux d'observation, principalement les bouées dont chaque exemplaire représente un investissement de 300 000 francs environ, peuvent atteindre un total de 300 millions de francs, comme dans le cas des 3000 bouées du système ARGO, dont le coût annuel d'opération s'élève à 30 millions de francs.

Autre infrastructure indispensable, les moyens de calcul se chiffrent à 30 millions de francs environ pour les investissements et à 20 millions de francs par an en exploitation, si l'on estime les besoins de calcul de l'océanographie au tiers de ceux de l'IDRIS.

A ces très grands équipements, il faut bien entendu ajouter d'autres grands outils, comme les bassins d'essais ou d'élevage, la flotte côtière avec ses navires de 20 à 40 mètres, dont 3 appartiennent à l'IFREMER, 4 à l'INSU, 2 à l'IRD (Institut de recherche pour le développement), 1 à l'IFRTP.

2. Les équipements océanographiques de la nomenclature actuelle des TGE

Dans la nomenclature des TGE, on retient pour l'océanographie la flotte et les satellites TOPEX-POSEIDON, PROTEUS-JASON, POLDER et ERS1 et ERS2.

S'agissant de la flotte, les données communiquées par le ministère de la recherche montrent que les dépenses d'exploitation représentent la plus grande part de la dépense totale.

On constate une diminution tendancielle des dépenses de construction, depuis 1992. Le point bas de cette évolution a été atteint en 1999. Toutefois, les autorisations de programme retrouvent un niveau de 60 millions de francs dans le projet de loi de finances pour 2001 et devraient se maintenir à ce niveau en 2002, selon les indications données à vos Rapporteurs.

Tableau 1 : Evolution des dépenses relatives à la flotte océanographique TGE1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

Flotte

(TGE scientifique)

personnel

5

4

4

5

6

6

8

7

5

6

6

exploitation

147

151

159

182

180

175

178

178

187

174

185

construction

46

37

93

60

50

49

54

34

11

10

20

total

198

192

256

247

236

230

240

219

203

190

211

Ces chiffres doivent être rapprochés de ceux fournis par l'IFREMER quant à la flotte qu'il gère.

Tableau 2 : Plan de renouvellement de la flotte de l'IFREMER de 1995 à 20002

millions de francs

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Total

AP financées par le BCRD

15

35,2

199,95

48,00

0

0

118,15

AP financées par les recettes propres

 

 

7,56

 

 

 

7,56

Total AP capitalisées

 

 

 

 

 

 

125,71

Les autres TGE océanographiques sont des satellites.

TOPEX-POSEIDON, satellite de topographie des océans, lancé en 1992 en coopération avec les Etats-Unis, a représenté une dépense de construction pour la France de 700 millions de francs et fonctionne toujours.

Tableau 3 : Evolution des dépenses relatives au satellite TOPEX-POSEIDON3

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

TOPEX-POSEIDON

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

12

12

 

 

 

 

exploitation

 

 

6

15

11

18

21

20

15

11

17

construction

189

216

142

89

68

 

 

 

 

 

 

total

189

216

148

104

79

30

33

20

15

11

17

Son successeur, PROTEUS-JASON, qui sera lancé au printemps 2001, représente une dépense de construction cumulée de près 600 millions de francs, intégrant le coût de développement de la plate-forme multi-usages PROTEUS qui sera amorti sur d'autres programmes.

Tableau 4 : Evolution des dépenses relatives au satellite PROTEUS-JASON4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

PROTEUS-JASON

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

37

52

150

78

180

98

total

 

 

 

 

 

37

52

150

78

180

98

Autres TGE apportant une contribution à l'océanographie, les satellites ERS-1, lancé en 1991, et ERS-2, lancé en 1995, ont pour objet la surveillance permanente et tout temps des océans, des terres émergées et des glaces polaires, grâce à l'utilisation de techniques radars. Leur coût total de construction atteint 795 millions de francs.

Tableau 5 : Evolution des dépenses relatives aux satellites ERS1 et ERS25

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ERS1 et ERS2

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

12

12

 

 

 

 

exploitation

23

23

43

42

46

53

48

48

42

43

16

construction

86

105

161

185

175

76

7

 

 

 

 

total

109

128

204

227

221

141

67

48

42

43

16

On citera pour mémoire le programme POLDER intégré aux TGE pour la seule année 1996, et qui correspond à un instrument de surveillance du phytoplancton embarqué par le satellite japonais ADEOS-2, lancé à la mi-2001.

Tableau 6 : Evolution des dépenses relatives à l'équipement POLDER6

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

POLDER

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

On citera également pour mémoire les dépenses relatives à WOCE (World Ocean Circulation Experiment).

Tableau 7 : Dépenses relatives au TGE océanographique WOCE7

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

WOCE

(TGE scientifique)

personnel

4

4

4

4

7

55

exploitation

2

2

7

4

8

9

construction

5

4

8

7

7

3

total

11

10

19

15

22

67

Ces très grands équipements ont représenté en 1999 une dépense de 424 millions de francs, dépense qui connaît une diminution tendancielle depuis 1992 (voir graphique suivant).

Figure 1 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE océanographiques

Avec l'augmentation des dépenses relatives à l'ensemble des TGE techniques, qui elle-même est la principale cause de celle des TGE scientifiques et techniques, la baisse en valeur absolue des dépenses des TGE de l'océanographie se retrouve en valeur relative.

Figure 2 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'océanographie, par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Ainsi, en 1999, les dépenses relatives aux TGE de l'océanographie ont représenté 9,3 % du total, contre 17,8 % en 1990.

3. Les besoins prévisibles

La France a engagé depuis 1995 un effort de modernisation de sa flotte hauturière, effort qui est sans équivalent en Europe.

Mais la suppression des autorisations de programme dans les lois de finances pour 1999 et 2000 pour la flotte hauturière est venue interrompre un processus de capitalisation essentiel pour la continuation de son plan de modernisation. Les 70 millions de francs prévus pour 2001 et 2002 ne constituent pas un rattrapage suffisant, puisqu'un processus continu de modernisation et de renouvellement régulier de la flotte hauturière exige à lui seul des autorisations de programme annuelles de ce montant. Par ailleurs, le financement du renouvellement de l'un des navires de façade doit être prévu.

Différentes critiques ont pu être émises dans le passé sur l'incapacité de l'océanographie en tant que discipline de prévoir et planifier le renouvellement de sa flotte hauturière, voire côtière.

Mais les années récentes témoignent d'un bel effort de prévision et d'élargissement des perspectives, avec la participation de l'Espagne au financement du Thalassa, navire spécialisé dans la recherche halieutique.

En réalité, la difficulté essentielle constatée pour l'océanographie provient de l'absence de capitalisation des autorisations de programme, qui seule pourrait garantir un financement régulier de grands équipements comme les navires océanographiques.

Par ailleurs, la France dispose avec le navire polaire Marion Dufresne d'un navire à bien des égards unique au monde. Or il lui revient deux missions, l'une de souveraineté et de soutien logistique dans les Territoires des Terres australes et antarctiques françaises (Taaf) et l'autre de recherche scientifique.

Ces deux missions entrent régulièrement en conflit. En tout état de cause, il semble que le Marion Dufresne puisse être rentabilisé d'une manière plus satisfaisante qu'actuellement en étant déchargé de certaines de ses rotations logistiques. Ceci impliquerait soit la construction d'un nouveau bâtiment spécialisé dans la logistique soit des dépenses récurrentes d'affrètement.

Enfin, les stations marines constituent un réseau d'équipements lourds dont la rénovation et la modernisation trop longtemps différée s'imposent d'urgence. La flotte côtière et le réseau de bouées de l'INSU nécessitent également une modernisation urgente.

L'INSU estime au total le besoin d'investissement à 100 millions de francs par an sur 4 ans.

Compte tenu des atouts de la position géographique de la France, de la qualité de sa recherche, et de l'importance de l'océanographie pour l'étude du changement climatique, les besoins de l'océanographie ne sauraient être sous-estimés mais au contraire placés au premier rang des très grands projets de la Nation.

XIV - Météorologie

La prévision et ses débouchés opérationnels sont bien sûr le premier moteur des recherches conduites dans le domaine de la météorologie.

Parallèlement, l'étude du changement climatique et donc de l'environnement planétaire prend une importance accrue. Enfin, la recherche atmosphérique doit aussi répondre aux interrogations sur l'évolution de la couche d'ozone, sur la qualité de l'air et doit contribuer à la prévention des risques naturels.

Au plan scientifique, la météorologie est une discipline où les interactions entre la recherche et l'opérationnel sont fortes et permanentes.

La dualité recherche - opérationnel se retrouve dans les équipements lourds de la météorologie.

Certains délivrent un service continu à destination d'un grand nombre d'utilisateurs. D'autres produisent des mesures à destination de la seule communauté scientifique.

Toutes les informations recueillies par les différents outils contribuent au demeurant à perfectionner la connaissance de l'atmosphère.

1. Les équipements lourds de la météorologie

Il existe quatre types de grands équipements pour la recherche atmosphérique : la flotte aérienne, les satellites, les réseaux d'observation et les calculateurs.

La flotte aérienne a pour fonctions l'observation et l'échantillonnage.

Les avions représentent la première composante de la flotte aérienne. L'investissement correspondant s'élève à 150 millions de francs, pour des équipements dont la durée de vie est de 10 ans en moyenne. Les dépenses de fonctionnement s'élèvent à 15 millions de francs par an, en budget consolidé. Au total, sur une période de 10 ans, la dépense consolidée s'élève à 300-400 millions de francs.

Les ballons atmosphériques, seconde composante aérienne, entraînent une dépense de fonctionnement de 80 millions de francs par an, dont la moitié correspond aux activités de test des équipements satellitaires du CNES.

Deuxième type de très grands équipements de la météorologie, les satellites météorologiques répondent au double objectif de l'observation globale et de la mise en cohérence des données et jouent à ce double titre un rôle désormais fondamental.

Les dépenses d'investissement par satellite varient de 50 millions à 3 milliards de francs, pour une durée de vie moyenne de 5 ans, qui va de 3 à 10 ans. L'intervalle de coût rend compte des différences de nombre et de complexité des fonctions des satellites.

Le coût annuel consolidé d'opération d'un engin de ce type est de l'ordre de 30 millions de francs.

Les réseaux d'observation ont pour objet la surveillance et la validation des modèles.

Leur intérêt est de pouvoir fournir des séries longues, indispensables par exemple pour distinguer les parts respectives de la variabilité naturelle et de la variabilité anthropique du climat et approfondir la compréhension des systèmes incluant l'atmosphère.

En réalité, il est impossible de découpler l'approche par les observations au sol et l'approche satellitaire.

L'investissement total qu'il est nécessaire de faire dans les réseaux d'observation au sol atteint 100 millions de francs pour avoir des installations pérennes sur une dizaine d'années. Le coût annuel de fonctionnement de ces réseaux représente quant à lui une dépense de 25 millions de francs en budget consolidé. Bien évidemment, les réseaux d'observation n'ont d'intérêt que s'ils sont insérés dans une coopération européenne et internationale.

Les calculateurs de puissance sont le quatrième type d'équipements lourds indispensables aux recherches atmosphériques.

Leur fonction est de prendre en charge les modèles de simulation météorologique et de produire les prévisions correspondantes à court ou à long terme. S'il est difficile d'attribuer à la seule recherche atmosphérique l'usage d'ordinateurs employés par ailleurs pour des études liées au couplage de l'atmosphère avec les océans et la biosphère par exemple, on peut néanmoins estimer le coût d'investissement cumulé à 40 millions de francs pour disposer, sur une durée de 5 ans, des ressources de calcul suffisantes, correspondant à une seule machine dédiée ou à du temps de calcul fourni par plusieurs ordinateurs distincts, comme c'est plutôt le cas actuellement. Du fait de l'explosion des besoins en temps de calcul et de l'évolution rapide de ce type d'équipement, la durée de vie de cet investissement semble être de l'ordre de 3 à 4 ans.

Les grands équipements de la recherche atmosphérique ont une fonction d'intégration fondamentale. Mais ils ne sauraient dispenser du développement d'outils de plus petite dimension.

Les capteurs de télédétection sont omniprésents dans les satellites et la flotte aérienne, mais aussi dans les réseaux d'observation terrestre. L'augmentation de sensibilité de ces dispositifs est un objectif permanent, de même que l'élargissement de la gamme des mesures qu'ils peuvent effectuer. Les algorithmes de restitution des variables géophysiques à partir des mesures doivent aussi faire l'objet de développements constants, ce qui peut avoir des débouchés pour les services à forte valeur ajoutée dans le domaine de l'informatique. Enfin, l'évolution technique doit être permanente pour une automatisation et une miniaturisation accrues des composants et une accélération de la transmission de données. Ces développements innovants trouvent un cadre optimal dans une coopération européenne et internationale, qui permet des progrès plus rapides et compatibles.

2. Les équipements de la nomenclature actuelle des TGE

La nomenclature actuelle des TGE comprend quatre équipements relatifs à la météorologie, dont un seul appartenant à la catégorie des TGE scientifiques et trois appartenant à la catégorie des TGE techniques.

Le seul TGE scientifique de la météorologie est le satellite ENVISAT, développé dans le cadre de l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce satellite de très grande taille, doté d'un grand nombre d'instruments, qui sera lancé en juillet 2001, a pour objectif l'étude de la surface des océans et l'analyse des composants de l'atmosphère.

ENVISAT représente un investissement total de 2,5 milliards d'euros, soit 16,4 milliards de francs, dont près de 2,5 milliards de francs à la charge de la France.

A la fin de l'année 2000, le total des sommes versées par la France depuis 1993 approchera un montant de 2 milliards de francs.

Tableau 8 : Dépenses de la France pour ENVISAT8

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

ENVISAT

personnel

 

 

 

 

 

8

8

 

 

 

 

(TGE scientifique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

143

256

279

351

291

241

257

169

 

total

 

 

 

143

256

287

359

291

241

257

169

Le coût d'ENVISAT est reconnu comme rédhibitoire. Il est au demeurant assorti d'un risque énorme en cas d'échec du lancement.

C'est pour mettre fin à de tels aléas que l'ESA a développé les concepts de plates-formes communes, de mini-satellites et de micro-satellites pour diminuer les coûts. Par ailleurs, les programmes facultatifs, qui ne rassemblent pas obligatoirement tous les partenaires de l'ESA, ont été développés et peuvent être d'une ambition limitée au contraire des premiers programmes obligatoires qui devaient rassembler une participation de tous les membres.

Considéré comme un TGE technique, EUMETSAT correspond à la participation française à cette organisation internationale de 17 Etats européens qui a pris le relais de l'ESA en 1986 pour l'exploitation des trois satellites géostationnaires de météorologie Meteosat.

Le coût cumulé de la construction des satellites Meteosat s'établit pour la France à 989 millions de francs, le coût annuel d'exploitation étant de 220 millions de francs pour 2000. En réalité, la distinction entre les coûts de construction et les coûts d'exploitation, qui est faite dans les comptes du ministère de la recherche, ne correspond pas au renouvellement auquel il a été procédé pour les satellites Meteosat.

Tableau 9 : Dépenses correspondant aux satellites METEOSAT et à la participation française à EUMETSAT9

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

EUMETSAT

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

200

214

214

220

 

construction

92

93

139

197

217

225

223

 

 

 

 

 

total

92

93

139

197

217

225

223

200

214

214

220

Les deux autres TGE techniques relatifs à la météorologie correspondent à la préparation de la nouvelle génération de satellites de recherche sur l'atmosphère.

Le programme MSG (Meteosat Seconde Generation) prendra la suite des satellites Meteosat 5, 6 et 7, à partir de 2002.

Tableau 10 : Dépenses relatives aux programmes Meteosat Seconde Génération (MSG) et METOP10

millions de francs

dépenses

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

MSG

personnel

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

212

195

182

 

total

 

 

 

212

195

182

METOP

personnel

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

37

75

210

 

total

 

 

 

37

75

210

Le programme METOP correspond aux premiers satellites météorologiques défilants sur orbite polaire que l'ESA lancera en 2003. Ces satellites auront une exploitation couplée et un partage des tâches avec ceux de mêmes caractéristiques de la NOAA américaine.

Figure 3 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de la météorologie

On trouvera ci-après l'évolution depuis 1990 des dépenses relatives aux TGE de la météorologie, telles qu'elles sont consignées par le ministère de la recherche, en pourcentage des dépenses totales consacrées aux TGE.

Figure 4 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la météorologie, par rapport au total des dépenses des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles

L'importance croissante de la météorologie résulte d'une série de facteurs qui semblent incontournables.

La demande de prévisions émane tant de secteurs économiques que de la population. La protection de l'environnement et l'étude du changement climatique obligent tout à la fois à un effort de recherche considérable et au respect d'obligations internationales passant par une surveillance accrue de l'atmosphère.

Les efforts d'investissement à faire à l'avenir pour la météorologie présentent la caractéristique de devoir couvrir toute la chaîne des moyens de mesure et de traitement des données.

S'agissant des satellites de météorologie, tant le dispositif de révélation et de formulation des besoins de la communauté scientifique que le programme des années à venir paraissent satisfaisants.

Les programmes MSG et METOP permettront une avancée significative dans le domaine de la météorologie. Dans le domaine de la recherche sur l'atmosphère, la rationalisation de la démarche effectuée après ENVISAT permettra, semble-t-il, des avancées importantes avec l'instrument complexe IASI sur EPS1-METOP, et les projets ADEOS2, ODIN (satellite franco-suédois d'étude des composants de l'atmosphère), PICASSO-CENA (satellite franco-américain d'étude des nuages élevés), AEOLUS (satellite de l'ESA d'étude des vents en air clair), SMOS (étude de l'humidité des sols et de la biosphère).

La situation paraît en revanche défavorable pour la flotte aérienne et en particulier pour les avions météorologiques. La dépense cumulée d'investissement et de fonctionnement de la flotte aérienne météorologique s'élève à 300-400 millions de francs sur une période de 10 ans, montant auquel il faut ajouter les dépenses relatives aux ballons atmosphériques.

On peut s'interroger sur les raisons pour lesquelles cet équipement ne figure pas dans la catégorie des TGE.

En tout état de cause, les avions doivent être renouvelés tous les 10-15 ans mais il n'existe pas pour autant de financement récurrent pour prendre en charge cette opération.

Météo-France se heurte à l'heure actuelle à des difficultés considérables pour financer l'achat de deux avions de taille moyenne, au demeurant d'occasion.

Deuxième insuffisance, la France dispose d'un parc d'avions météorologiques trop réduit par rapport aux autres grands pays mais aussi par rapport aux recherches à conduire, qui exigeraient par exemple un gros porteur pour l'étude des phénomènes atmosphériques turbulents comme les cyclones.

Un autre maillon essentiel de la recherche sur l'atmosphère est constitué par les réseaux d'observation et de surveillance. Ces réseaux nécessitent un renouvellement et un perfectionnement continus, correspondant à une dépense de 100 millions de francs pour une période de 5 à 10 ans.

Le besoin existe donc d'un financement pluriannuel identifié. En outre, un renforcement des effectifs des personnels qui les desservent est indispensable, le corps du CNAP pouvant être élargi à cette fin.

Enfin, il faut citer les besoins relatifs au traitement des données. Les transmissions de données toujours plus nombreuses doivent pouvoir être accélérées grâce à des réseaux à haut débit.

Il s'agit également de disposer des facilités de stockage correspondantes, avec des compétences pour la mise en forme et la restitution des données aux usagers. Il faut enfin des calculateurs de puissance pour la simulation numérique.

A cet égard, tout indique que la génération actuelle des ordinateurs d'une puissance de l'ordre de quelques dizaines de gigaflops (milliard d'opérations par seconde) devra être remplacée dans les trois ans à venir par des calculateurs d'une puissance mille fois supérieure (teraflops)si l'on veut rester compétitif par rapport aux moyens mis en _uvre aux Etats-Unis et au Japon.

Plus sans doute que toute autre discipline, la météorologie nécessite une régularité de fonctionnement et donc de financements, puisque aussi bien, la constitution de séries longues de mesures de tous types est une contrainte absolue de cette discipline.

XV - Astronomie au sol

Dans le budget annuel consolidé de l'astronomie au sens large, qui s'est élevé à environ 1,5 milliard de francs en 1998, la part des TGE représente 770 millions de francs.

Les TGE au sol comptent pour 200 millions de francs par an, dont 130 millions de francs de contribution à l'ESO (European Southern Observatory).

Au vrai, les TGE constituent un élément clé de la visibilité internationale de l'astronomie française. 70 à 75 % des publications scientifiques les plus citées de la discipline sont issues de travaux conduits dans leur cadre.

1. Les TGE actuels de l'astronomie au sol

Les très grands équipements au sol de l'astronomie et de l'astrophysique, comprennent d'une part la participation française à l'ESO (European Southern Observatory), d'autre part les instruments de l'INSU-CNRS que sont l'IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique), le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) et enfin les projets VIRGO et AUGER, qui ne relèvent toutefois pas directement de l'INSU.

La participation française à l'ESO, organisation intergouvernementale créée en 1962 et rassemblant 8 pays européens, lui permet d'accéder, moyennant une contribution de 26,2 % au budget de l'organisation, au plus grand observatoire du monde situé au Chili.

Les 14 télescopes optiques et le radiotélescope de La Silla sont désormais complétés par le VLT (Very Large Telescope) situé sur le mont Paranal dans le désert d'Atacama, au Nord du Chili. Le VLT est un ensemble de 4 télescopes couplés de 8,2 m de diamètre chacun, récemment entrés en fonction.

La France a joué un rôle clé pour la fabrication des télescopes du VLT et des instruments focaux. Elle est un des leaders pour la réalisation et la mise au point du VLTI, mode interférométrique du VLT, une technique qui associe les 4 télescopes de 8,2 m et 3 petits télescopes mobiles additionnels afin d'obtenir une très haute résolution angulaire.

Les objectifs à court terme de l'astronomie française à l'ESO sont d'une part l'exploitation du VLT et d'autre part la finition du VLTI qui devrait être mis en service en 2002-2003.

Autre poste de dépenses de l'astronomie au sol, l'IRAM (Institut de radio-astronomie millimétrique) est un institut plurinational, fondé en 1974 par le CNRS et la Max Planck Gesellschaft, rejoints ensuite par l'IGN espagnol en 1990.

L'IRAM dispose de deux installations, d'une part une antenne de 30 m en Espagne dans la Sierra Nevada et d'autre part l'interféromètre du plateau de Bure situé près de Grenoble.

L'expérience acquise par l'IRAM en interférométrie, notamment dans le traitement des données, constitue un atout majeur pour la participation de la France au projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Au reste, des liens très étroits entre ALMA et l'IRAM, d'une part, et l'ESO, d'autre part, sont envisagés, qui permettront de donner une dimension européenne à ce projet.

Le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) en service depuis 1979 à Hawaii, est constitué d'un télescope de 3,6 m de diamètre.

Le CFHT connaît depuis quelques années une spécialisation progressive dans l'imagerie à grand champ, avec la caméra dans le visible MEGAPRIME. Il est envisagé de réaliser une caméra grand champ infrarouge WIRCAM en coopération internationale.

2. L'évolution et le niveau actuel des dépenses pour l'astronomie au sol

La participation française à l'ESO constitue le premier et le principal des très grands équipements de l'astronomie au sol. La dépense correspondante a doublé entre 1990 et 1996, pendant la période de construction du télescope VLT.

Tableau 11 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE ESO11

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ESO

(TGE scientifique)

personnel

24

28

29

29

40

48

46

37

46

46

46

exploitation

23

25

25

44

20

23

30

25

33

33

33

construction

15

34

41

46

42

48

55

66

45

45

45

total

62

87

95

119

102

119

131

128

124

124

124

La part de la France dans la construction des équipements additionnels permettant au VLT de fonctionner en mode interférométrique a représenté au total un montant de 51 millions de francs, essentiellement en dépenses de personnel.

Tableau 12 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE VLTI12

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

VLTI

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

10

9

16

14

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

total

0

0

0

10

9

17

15

0

0

0

0

La dépense annuelle relative au télescope Canada-France-Hawaii ne représente plus qu'un montant de 20 millions de francs par an environ.

Tableau 13 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE CFH13

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CFH

(TGE scientifique)

personnel

7

9

9

10

10

9

10

2

2

2

2

exploitation

10

10

12

10

10

11

10

18

19

19

18

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

17

19

21

20

20

20

20

20

21

21

20

Les dépenses relatives à l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM) sont d'un peu moins de 40 millions de francs par an.

Tableau 14 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE IRAM14

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

IRAM

(TGE scientifique)

personnel

17

19

19

17

18

19

19

 

 

 

1

exploitation

13

11

12

16

16

16

16

34

36

36

37

construction

 

 

 

 

3

4

3

4

 

 

 

total

30

30

31

33

37

39

38

38

36

36

38

Depuis 1997, les dépenses annuelles relatives aux TGE de l'astronomie au sol sont stabilisées à 180 millions de francs par an.

Figure 5 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de l'Astronomie au sol

Compte tenu de l'augmentation des dépenses de l'ensemble des TGE scientifiques et techniques, les TGE de l'astronomie au sol ressortissent à 4 % du total, après avoir atteint un maximum de 5,5 % pendant la construction du VLT.

Figure 6 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'Astronomie au sol par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles de l'astronomie au sol

Le programme scientifique du CFHT est assuré jusqu'en 2008. Mais la réflexion est ouverte sur son avenir, qui ne peut toutefois s'envisager que sur un plan international.

Par ailleurs, le moyen terme de l'ESO et de l'IRAM est la réalisation du projet ALMA constitué d'un réseau de 64 antennes de 12 mètres de diamètre chacune, fonctionnant en mode interférométrique dans le domaine millimétrique et submillimétrique, réseau implanté dans le désert d'Atacama.

Ce projet est envisagé en partenariat avec l'ESO et les Etats-Unis, le Japon négociant actuellement sa participation. Son coût total atteindrait 550 millions de dollars, dont la moitié à la charge de l'Europe. Ses objectifs scientifiques concernent pratiquement toutes les thématiques de l'astronomie et de l'astrophysique, à l'exception de l'étude du Soleil, en particulier la cosmologie, l'étude des grandes structures de l'Univers, la structure et la dynamique des galaxies, la planétologie.

Le projet ALMA fait actuellement l'objet d'une pré-étude qui sera finalisée au début 2001, l'éventuelle approbation du projet devant être donnée avant la fin de l'année 2001. En tout état de cause, l'ESO souhaite élargir le nombre de pays membres, notamment au Royaume-Uni, sa participation étant indispensable, afin de diminuer la charge financière pour les 9 membres actuels de l'ESO.

Dans la configuration actuelle de l'ESO, la charge financière cumulée pour la France du projet ALMA pourrait approcher un demi-milliard de francs sur 10 ans.

L'Observatoire Pierre Auger représente un autre projet à moyen terme de l'astronomie au sol.

Il s'agit d'un projet de détecteur de rayons cosmiques de très haute énergie pour explorer un domaine de l'astrophysique qui représente encore une énigme. Bien qu'elles aient été observées, on ne connaît aujourd'hui aucun mécanisme astrophysique capable de produire et d'accélérer des particules à des énergies de l'ordre de 1019 eV. Le projet AUGER a pour ambition de répondre à cette question.

Concrètement, l'Observatoire comprendra deux implantations, l'une dans l'hémisphère Nord en Utah et l'autre dans l'hémisphère Sud en Argentine. Chaque site possédera 1600 stations détectrices constituées d'une cuve remplie de 12 tonnes d'eau, et réparties sur une superficie de 3000 km².

Le coût prévu pour ce projet, qui n'est pas au demeurant formellement décidé, est d'environ 100 millions de dollars, qui pourraient être répartis entre les Etats-Unis, le Japon, l'Australie, l'Amérique latine et l'Europe.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

2 Source : IFREMER, audition du 18 octobre 2000.

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

10 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

11 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

12 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

13 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

14 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000