4 projets INSU ont obtenu une bourse ERC Advanced 2022 !

MAESTRO : Organisation à méso-échelle de la convection tropicale

Sandrine Bony – LMD

Dans les Tropiques, la convection atmosphérique forme des nuages de différentes tailles, plus ou moins profonds et plus ou moins agrégés ou espacés. L’organisation spatiale des nuages sur des échelles allant de quelques km à quelques centaines de km influence fortement les propriétés de l’atmosphère à grande échelle, les échanges radiatifs entre la Terre et l’espace et le cycle hydrologique. La réponse de l’organisation de la convection au réchauffement global est susceptible d’affecter la sensibilité climatique et l’intensité des événements extrêmes de précipitation, mais cette réponse reste très incertaine. Pour mieux comprendre cette organisation et sa sensibilité aux conditions environmentales, le projet MAESTRO( (Mesoscale organisation of tropical convection)vise à élucider les processus physiques par lesquels les nuages convectifs communiquent entre eux et avec leur environnement. Il s’agira notamment de tester, pour la première fois à l’aide d’observations, les hypothèses de mécanismes suggérées ces dernières années par les études théoriques ou de modélisation. Pour cela, une campagne aéroportée sera organisée au large du Cap Vert, pendant laquelle les nuages et leur environment seront caractérisés en trois dimensions et à différentes échelles spatiales par télédétection lidar/radar et mesures in-situ. La synergie avec les observations spatiales sera ensuite utilisée pour tester la généralisation des résultats de la campagne à l’échelle de l’ensemble des tropiques. Enfin, la compréhension physique et les observations acquises par ces études seront utilisées pour tester le réalisme des mécanismes d’organisation de la convection dans la nouvelle génération de modèles climatiques qui a une résolution spatiale suffisamment fine pour représenter cette organisation. Il sera alors possible de juger de la crédibilité des changements d’organisation des nuages prédits par ces modèles lors d’un réchauffement du climat.

APATE : Une atmosphère primitive solaire autour de la jeune Terre ?

Manuel Moreira – ISTO

L'existence d'une atmosphère enrichie en hydrogène et hélium autour de la Terre primitive est souvent postulée, sans que cela n’ait été démontré. Celle-ci aurait été capturée par gravité à partir du gaz encore présent dans le disque protoplanétaire (un disque constitué de gaz et de poussières à partir duquel se forment les corps : planètes, planètes naines, petits corps et leurs satellites). Après sa disparition par photo-évaporation, une atmosphère secondaire a alors été formée par dégazage ou apportée par un verni tardif de météorites. Bien que ce modèle soit régulièrement évoqué, il n'existe aucune preuve géologique de son existence, sauf la signature mantellique d’un des gaz nobles - le néon. En effet, ce dernier a une signature isotopique de type solaire dans le manteau, suggérant l'existence d'une telle atmosphère capturée et partiellement dissoute dans un océan de magma durant les premiers millions d’années de l’histoire de la Terre. Par plusieurs approches (pétrologie expérimentale, simulation de dynamique moléculaire, ablation laser couplée à la spectrométrie de masse), le projet APATE (A Primitive solar Atmosphere around The young Earth?), vise à étudier la composition isotopique et le comportement du néon dans les magmas, l’océan de magma et le manteau terrestre. Dans ce projet, les scientifiques souhaitent déterminer si la composition isotopique du néon est identique à celle du gaz de la nébuleuse ou à celle du vent solaire implanté dans les poussières pré-planétaires - ce second scénario permettant également d’expliquer la signature du néon terrestre. A l'aide de simulations des processus d’irradiation dans le disque protoplanétaire, ils étudieront dans quelles conditions ce modèle d’irradiation par le vent solaire des poussières pré-planétaires est efficace et ce qu’il implique pour la composition chimique et isotopique de la Terre. Un modèle basé sur le filtrage minéralogique, chimique et isotopique par irradiation du vent solaire sera développé.

 SEALi2BIO : Anticiper la contamination littorale en lithium et son impact

Nathalie Vigier – LOV

Le lithium (Li) est un élément clé de la transition énergétique, via son utilisation massive dans les batteries des véhicules électriques et dans les unités de stockage d’énergie. Son taux de consommation dépasse déjà son apport à l'océan par les rivières alors qu’il est très peu recyclé. Combinant une nouvelle méthodologie isotopique avec des approches d'écotoxicologie et de biologie, SeaLi2Bio (Biological Isotopy of Lithium in Littoral Zones) cible trois enjeux majeurs : quantifier les sources et les flux de la contamination littorale en lithium et leur impact sur le cycle de cet élément, prédire son évolution suivant des scénarios de transition énergétique, et évaluer son transfert aux organismes et ses effets sanitaires en milieu côtier.

PEBBLES: Une exploration des conditions initiales de transformation de la poussière interstellaire en graines de planètes

Anaëlle Maury – AIM

La poussière est l’un des éléments clefs pour réguler les processus physiques responsables de la formation des étoiles, tandis que son évolution lors des différentes phases de la formation stellaire détermine aussi les propriétés de leurs cortèges planétaires. De récentes observations sont venues bouleverser les modèles utilisés jusqu’à présent pour décrire les propriétés et l’évolution de la poussière astrophysique, depuis les grains submicroniques du milieu interstellaire aux graines de planètes. Avec PEBBLES (Exploring the pristine conditions for transforming interstellar dust into planetesimals), l’équipe scientifique propose de développer une méthodologie novatrice pour caractériser les propriétés de la poussière autour de plus jeunes étoiles de la Galaxie (proto-étoiles), en train de former activement des disques proto-planétaires. Grâce au développement de nouveaux modèles de poussières mieux adaptés à des milieux astrophysiques denses, et leur comparaison aux observations de protoétoiles depuis l’infrarouge jusqu’au millimétrique, l’équipe pourra enfin caractériser l’évolution précoce des grains de poussières lors des phases clés de formation des disques et des étoiles. Cette caractérisation est non seulement clé pour notre compréhension des effets Magnétohydrodynamique (MHD) lors de la phase où les étoiles acquièrent leur masse, mais permettra aussi de proposer pour la première fois des conditions initiales réalistes pour les modèles d’évolution des disques en systèmes solaires tels que le nôtre.