Un nouvel avion-laboratoire d’excellence français à l’horizon 2030

Depuis les années 1950 et le développement des premiers avions de recherche, les mesures aéroportées ont joué un rôle fondamental dans l’étude du système Terre au sens large. Ils sont un outil essentiel pour comprendre des phénomènes à forts impacts économiques et sociétaux, comme le changement climatique, la pollution atmosphérique, les événements météorologiques extrêmes, les éruptions volcaniques et la crise actuelle de la biodiversité. 

En France, les moyens aéroportés pour la recherche sont mis en œuvre par le CNRS, le CNES et Météo-France, via l’Unité d’Appui et de Recherche (UAR) SAFIRE (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement), créée en 2005. En 2021 cette UAR a été intégrée dans Infrastructure de Recherche (IR) nationale IN-AIR inscrite sur la feuille de route du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation. Jusqu’en mars 2022 SAFIRE exploitait une flotte aéroportée diversifiée avec 3 avions mais pour des raisons d’obsolescence, l’exploitation du Dassault Falcon 20 a dû être arrêtée. L’acquisition d’un nouvel avion de haute altitude est donc aujourd’hui indispensable pour des questions scientifiques, technologiques et de souveraineté.

L’UAR SAFIRE sert les observations aéroportées multidisciplinaires de tous les compartiments du système Terre, des surfaces continentales à l’océan en passant par l’atmosphère. Elle relie ainsi les observations thématiques des autres grandes IR nationales en environnement (ACTRIS, IAGOS, ICOS, ...), qui nourrissent les vastes bases de données de l’IR DATA TERRA, utilisées in fine par les modèles de climat du GIEC, et les modèles opérationnels de prévision. 

Les avions-laboratoires de SAFIRE étudient les processus fondamentaux atmosphériques, océaniques et de surface, impliqués dans le changement climatique, dans la pollution atmosphérique dles grandes métropoles du monde, et dans les événements météorologiques extrêmes, notamment la formation des cyclones en Outre-Mer et les pluies cévenoles en France métropolitaine. 

La campagne AEROCLO-sA (2017) en Afrique Australe a par exemple montré, en utilisant le Falcon 20 de Safire, que les feux de forêt émettent d’énormes quantités de particules, les aérosols atmosphériques, visibles depuis l’espace grâce aux satellites. Ces particules, chargées en suie, font écran aux nuages, jusqu’à les dissiper. Les données récoltées lors de la campagne sont encore étudiées par les chercheurs pour comprendre les répercussions de ces perturbations sur le climat et sur les ressources en eau.

La recherche aéroportée française joue également un rôle décisif dans la préparation des missions spatiales d’observation de la Terre du CNES et des agences européennes ainsi que dans la calibration et la validation des technologies et produits spatiaux. Les avions de SAFIRE ont ainsi volé pour les missions de caractérisation de l’atmosphère et nuages (EarthCare, AEOLUS, Megha Tropiques, Calipso, Parasol, Cloudsat, instruments IASI et IASI NG…), suivi des gaz à effets de serre (MicroCarb, MERLIN….) ou pour les missions de d’observation des surfaces océaniques, terrestres ou végétation (CFOSAT, SMOS, FLEX, TRISHNA, SKIM….). 

L’UAR SAFIRE contribue aussi à l’amélioration de la sécurité aérienne (par exemple en fournissant des observations, par exemple lors du panache de cendres du volcan Eyjafjallajökull en 2010),  à l’analyse de l’empreinte environnementale de l’aviation (trainées de condensation par exemple), à l’innovation aéronautique en collaboration avec les grands industriels du secteur en testant de nouveaux capteurs sur les phénomènes à risque pour l’aviation (givrage, orages, éruptions volcaniques, tempêtes de poussières…), ou en utilisant les avions comme banc de test au prototypage d’instruments et de techniques d’observation.

Les données de SAFIRE sont intégrées à la démarche Science Ouverte & FAIR de l’Europe et sont distribuées sur le portail de Data Terra. Ces données sont validées et interopérables afin de permettre l’utilisation croisée avec les observations complémentaires par les infrastructures nationales et européennes en environnement. 

Afin de pouvoir continuer à répondre à ces enjeux, SAFIRE a lancé le projet ANVOLE pour l’acquisition d’un avion de type jet qui réponde aux besoins les plus actuels des recherches françaises et internationales. Le nouvel avion-laboratoire devra pourvoir voler très haut (au-dessus de 12 km d’altitude) pour étudier les échanges troposphère-stratosphère, les cirrus et les nuages de glace, le transport global des polluants et augmenter le potentiel d’utilisation de l’avion pour la préparation et la validation des missions spatiales. Il devra aussi bénéficier d’une grande autonomie de vol pour accéder à des zones clef pour la compréhension et la régulation du climat de la Terre, pour aider la prise de décision en cas de grandes crises environnementales ou pour faire voler des simulateurs embarqués des missions spatiales en vue de calibration, validation et exploitation. 

Enfin, ANVOLE devra offrir la possibilité d’intégrer une charge utile scientifique d’au moins 1350 kg.

La consultation, résultat d’une collaboration du CNRS, du CNES et de Météo-France et de financements du MESR, de l’ANR, du CNRS et du CNES, pour l’acquisition d’un nouvel avion de recherche scientifique a été ouverte au printemps dernier et les propositions sont attendues prochainement. Cet appel d’offre devrait aboutir à une notification de marché en 2026. Les études puis le chantier de modification du futur avion pourraient alors débuter en 2027, ce qui devrait permettre au CNRS de proposer à l’horizon 2030 un avion de haute altitude modifié en laboratoire volant. 

Le futur avion, exploité par SAFIRE, sera mis à disposition des communautés scientifiques et techniques afin de mieux observer la Terre et son environnement, de préparer et calibrer/valider de futures missions spatiales et de tester des technologies innovantes pour l’aéronautique et le spatial.