Le lidar WALI du LSCE déployé à l’Observatoire de Paris avec le soutien de l’INSU

De juillet à août 2024, le lidar WALI (Weather and Aerosol LIdar) du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) a été déployé sur le site de l’Observatoire de Paris, avec le soutien de l’INSU.  

Ce lidar mobile, construit par une équipe mixte du CEA et du CNRS, est un instrument innovant unique en France (voir photo 1). Il permet une mesure continue à haute résolution verticale et temporelle de la vapeur d’eau, de la température, des aérosols et des nuages entre le sol et environ 10 km d’altitude. De nuit, il permet également d’échantillonner la haute troposphère et la basse stratosphère. 

À l’Observatoire de Paris, les échantillonnages lidars sont effectués en synergie avec des mesures in situ au sol installées par la société ADDAIR, partenaire d’une thèse avec le CEA. Elles permettent de compléter la mesure lidar par le suivi des évolutions de granulométrie et de la concentration des particules de pollution, afin de répondre aux problématiques scientifiques et sociétales associées à la qualité de l’air parisien. L’association entre des acteurs publics et privés est une nécessité pour les sciences de l’environnement qui incluent le changement climatique. 

La mesure du lidar WALI au-dessus de Paris la journée du 17 juillet 2024 permet d’identifier clairement la présence de particules (voir figure 1 - haut) : en rouge et en orange en-dessous de 2 km, et en bleu clair au-dessus de 5 km. Le bleu foncé correspond à de l’air avec très peu de particules. Les particules présentes près de la surface sont principalement celles émises par les activités humaines. 

Celles situées en altitude sont identifiées comme étant d’origine terrigène (voir figure 1 - bas) : peu de particules terrigènes en bleu et beaucoup en marron. Elles sont également mesurées proches du sol, arrachées par la circulation automobile et les mouvements ascendants de l’air quand la surface est chauffée par le soleil. Les petites zones en marron vers 2 km correspondent à la présence de nuages qui atténuent fortement le signal lidar et influent sur le climat de la ville.

Le suivi de la qualité de l’air par lidar, et notamment des polluants particulaires, était particulièrement intéressant dans le contexte d'accueil des Jeux Olympiques 2024. Quant aux variables météorologiques au-dessus de la ville, leur suivi devient essentiel dans un climat extrêmement variable et vis-à-vis duquel il est indispensable de développer de la résilience, et donc un suivi de notre environnement via des instrumentations de télédétection innovantes dédiées.