En août dernier, une équipe franco-indienne composée de membres du Dapnia, du LSCE et du laboratoire d’astronomie indien Crest-IIA, a installé une station de mesures du CO2 atmosphérique à 4517m d’altitude à l'observatoire de Hanle au Ladakh, dans la chaîne de l’Himalaya. Les stations de type Caribou conçues et fabriquées au CEA représentent aujourd’hui une contribution de la France à un vaste programme planétaire d’étude de la composition atmosphérique en gaz à effet de serre. À ce jour trois analyseurs Caribou ont été déployés à Saclay, Biscarosse et Hanle.
Les problèmes environnementaux ont pris une importance cruciale. Le réchauffement de la planète et les phénomènes météorologiques de grandes ampleurs ont incité les dirigeants et les chercheurs à mettre en place divers systèmes d’observations atmosphériques dont le but est d’étudier les changements à l’échelle globale de la teneur de l’atmosphère en gaz à effet de serre. Dans ce cadre, une collaboration entre le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), laboratoire mixte CEA-CNRS de la DSM et le Service d’ingénierie des systèmes du Dapnia s’est mise en place pour développer une station de mesure de concentration en CO2, appellée Caribou.
Vue du site de Hanle
Mise au point de la station Caribou dans les locaux du Dapnia/SIS
Ce type de station se caractérise par des mesures de grande précision et très reproductibles. De plus, leur implantation géographique loin des centres urbains impose une excellente fiabilité, un fonctionnement autonome, la capacité d’être configurée et supervisée à distance et enfin une maintenance simple. Autant de besoins qui ont nécessité la mise en œuvre de l’ensemble des compétences du Service d’ingénierie des systèmes du Dapnia, comme la technologie des capteurs, l’électronique, le génie électrique, l’informatique, le contrôle commande, voire même la plomberie.
Caribou est construite autour d’un analyseur CO2 commercialisé par la société Licor. Il a fallu améliorer la reproductibilité de cet analyseur pour la porter de ±2 ppm à ±0.05 ppm. Cette performance a nécessité de réguler très précisément la température (< 0.01°C), la pression (< 0.01 mbar) et le débit des gaz (0.01 ml/min), d’utiliser des matériaux non contaminant en CO2, d’assécher totalement l’échantillon d’air à analyser et de réaliser un étalonnage automatique. La station Caribou a été conçue pour s’adapter complètement aux conditions climatiques et environnementales du site d’installation. Cette conception impose un fonctionnement autonome basé sur des asservissements en logique floue et un contrôle à distance par Internet, points forts du service d’ingénierie des systèmes du Dapnia. Trois stations Caribou sont déjà exploitées, celle de Hanle en Inde, une autre à Biscarosse dans les Landes, et une dernière installée temporairement à Saclay avant d’être implantée près d’Orléans en mars 2006. Grâce aux performances des Caribou installés en 2005, la réalisation de nouvelles stations est envisagée en 2006.
Caribou dans son local à Hanle au fin fond du Ladakh, 4517m d’altitude, pression atmosphérique de 600 mbar. Les routes de la région ne sont pas très bonnes : la station Caribou a été très endommagée durant son transport. Sans une réparation improvisée et l’adaptation des logiciels à distance pour un nouveau mode de fonctionnement, l’équipe serait repartie en laissant une station fonctionnelle, mais dont les résultats auraient été inexploitables. Le développement de cet analyseur a été financé par le CEFIPRA dans le cadre du projet franco-indien CaFICA (Carbon Flux in India and Central Asia).
Contact : Olivier Cloué, Irfu/SIS
• L'expertise de l'Irfu au service des enjeux sociétaux
• Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS)
• Caribou
