L’astronomie et l’astrophysique à l’horizon 2030

Qu’est-ce que représente la communauté AA au sein de l’INSU ? Quelles sont les différentes recherches menées au sein du domaine ?

Benoit Famaey : La communauté AA représente environ un tiers des effectifs permanents de l'INSU, répartis dans 17 UMR principales. Les recherches dans notre domaine couvrent près de 40 ordres de grandeur d'échelles spatiales et temporelles, allant de la taille de l’Univers observable jusqu’à l’échelle subatomique. 

Nos recherches concernent l'étude de processus physiques et chimiques, nombreux et variés, abordés par des méthodologies complémentaires (observations sol et spatiales, s’appuyant sur des développements instrumentaux de pointe, explorations in situ, analyse de grands jeux de données, expérimentation en laboratoire, modélisation, théorie et simulations), combinées pour construire un socle commun de compréhension de l’Univers et de ses composants. 

Plusieurs grands défis thématiques et méthodologiques ont été identifiés dans cette prospective :

Du point de vue méthodologique, maintenir des développements instrumentaux de pointe pour sonder l’Univers, en exploitant et (ré-)ouvrant des fenêtres observationnelles, et poursuivre le développement de méthodes numériques innovantes face au déluge de données massives à venir, allant du calcul haute performance à l'ère de l'exascale en passant par l'intelligence artificielle. 

Du point de vue thématique, du fait des couplages omniprésents d’échelles spatiales et temporelles, aucune classe d'objets ou de processus ne peut être complètement comprise en ignorant ses nombreuses interconnexions avec d'autres. Ainsi, les couplages des systèmes astrophysiques à toutes les échelles d’espace et de temps et l'étude des cycles de la matière représentent un défi en soi. 

Outre les cycles de la matière, la compréhension du cycle de vie des systèmes astrophysiques eux-mêmes, l’Univers, les galaxies (dont la Voie Lactée), les étoiles (dont le Soleil), le système solaire, les exoplanètes, etc., constitue un autre défi majeur de la discipline, qui couvre la compréhension de leur formation, de leur évolution et de leur destruction. 

Enfin, l’Univers et ses composants permettent de sonder des environnements extrêmes dont les conditions (énergie, température, pression, densité, etc.) sont difficilement ou pas du tout accessibles en laboratoire, et permettent ainsi d’explorer et tester nos modèles aux limites de la physique connue, faisant de cette exploration des frontières de la physique un troisième défi thématique fondamental de la discipline. Mais le continuum thématique est la caractéristique fondamentale de notre communauté : l'avancée des connaissances sur une question ou un objet nécessite presque toujours des réponses à d'autres questions et des contraintes sur d'autres objets.

Pourquoi réaliser cet exercice de prospective est-il important ?

Benoit Famaey : L'exercice de prospective est un des piliers de l'INSU et de la façon dont la science s'y organise. Cet exercice est un moment de réflexion collective majeur qui confère donc une forme de légitimité collective à toutes les conclusions qui en sont tirées. Le caractère éminemment collectif de l'exercice donne du poids aux recommandations issues de celui-ci : 18 mois de réflexions, 10 groupes de travail, 160 personnes réunies au colloque de prospective d'Autrans. Cette prospective a aussi été marquée par la prise de conscience que des contraintes autres que les priorités scientifiques ou l'accès aux ressources devaient être discutées, notamment l'impact environnemental de nos activités et notre relation aux populations des territoires hébergeant nos observatoires.

À qui et comment vont servir ces prospectives ?

Benoit Famaey : Les conclusions de la prospective 2025-2030 sont destinées à tous les acteurs de la discipline en France : les personnels de recherche, les directions d'unité, les tutelles (INSU, CNRS, CNES, CEA, ONERA, MESR, ANR, HCERES, Grands Etablissements, Universités, etc.).  Elles peuvent éclairer les choix qui devront être faits pour s’adapter à la fois à l'évolution de notre discipline elle-même et aux changements globaux de la société.

Vous avez fait un bilan des précédentes prospectives. Qu'est-ce que vous espérez pour 2030 vis-à-vis du domaine AA ?

Benoit Famaey : Le bilan 2019-2024 a été globalement positif et, pour 2030, nous espérons que notre communauté sera positionnée au mieux pour l'exploitation scientifique de nouvelles générations d'instruments exceptionnels dans lesquels la France a beaucoup investi : je pense notamment à l'ELT de l'ESO, mais aussi à l'observatoire SKA ou encore à l'observatoire CTA. 

D'un point de vue très pragmatique, nous espérons aussi le maintien de compétences critiques, en particulier en instrumentation dans un contexte de pyramide des âges assez défavorable. Nous espérons aussi pouvoir aller vers une communauté toujours plus inclusive et diverse, en mettant en place des initiatives concrètes en ce sens, dans un contexte où un certain nombre de discriminations persistent hélas. Enfin nous espérons pouvoir nous placer sur une trajectoire crédible de réduction de notre empreinte carbone, tout en poursuivant nos développements innovants dans l'éco-conception d'instruments. En conclusion, l'astrophysique française a tous les atouts en main pour se maintenir au plus haut niveau international tout en ajustant sa trajectoire aux changements globaux.