La construction d'un nouveau réseau de radars polaires
Mesurer et comprendre les changements d'origine humaine de notre planète constituent un objectif clé pour les scientifiques de l'environnement. La plupart de ces changements sont impossibles à observer à l'œil nu ou à la surface de notre planète. Ils doivent être étudiés dans la haute atmosphère de la Terre et l'espace interplanétaire environnant appelé l'espace géospatial. Cette région est étudiée depuis plus de 30 ans à l'aide de radars à diffusion incohérente, qui sondent l'espace géospatial à distance. L'association scientifique européenne EISCAT (European Incoherent Scatter Scientific Association) exploite des stations radar en Scandinavie et dans les archipels norvégiens. Cependant, la technologie radar a beaucoup évolué depuis leur construction. L'EISCAT et ses partenaires ont lancé le projet EISCAT_3D_2 financé par l'UE. Il s'agit d'un système d'imagerie radar tridimensionnel destiné à la recherche atmosphérique et géospatiale (phase préparatoire) pour préparer la voie à un modèle amélioré du système radar précédent. Le dénommé EISCAT_3D fonctionnera sur une nouvelle fréquence et exploitera une technologie à commande de phase pour fournir des observations allant bien au-delà de celles dont dispose actuellement la communauté scientifique. Le nouveau système radar répondra aux attentes de la société moderne, qui doit comprendre comment fonctionne l'environnement géospatial et prévoir les effets provoqués par les variations de la météo spatiale. EISCAT_3D est une amélioration par rapport aux radars à diffusion incohérente traditionnels qui ne peuvent pas fonctionner en continu comme instruments de mesure géophysique. Il se composera de plusieurs antennes réseau à commande de phase, dont certaines seront équipées pour à la fois transmettre et recevoir des signaux. Les chercheurs de l'EISCAT ont déjà conçu au moins cinq stations radar et l'une d'entre elles servira de centre principal et intègrera un transmetteur. Les stations radar seront réparties dans les régions septentrionales de la Finlande, de la Norvège et de la Suède, au niveau de l'ovale auroral. Ces endroits offrent des opportunités de recherche uniques car les couplages entre le vent solaire et la magnétosphère, l'ionosphère et l'atmosphère y sont plus puissants. EISCAT_3D_2 a représenté la phase préparatoire dont l'achèvement était prévu en 2014. L'équipe du projet s'est efforcée de résoudre les problèmes freinant la mise en chantier du nouveau radar. Le choix du site et l'attribution des fréquences, entre autres, ont finalement abouti en prenant en compte les contraintes scientifiques et environnementales. La configuration optimale du récepteur et des antennes réseau a été recommandée sur la base d'un travail de simulation. L'assemblage des prototypes des principaux éléments d'antenne a permis aux scientifiques de déterminer leur fiabilité et leur rentabilité. Par ailleurs, des partenaires industriels ont été identifiés concernant la fabrication des composants pertinents. Outre l'acquisition des composants matériels, des techniques de traitement de signal dédiées ont été mises au point. Néanmoins, le traitement des quantités extrêmement importantes de données à recueillir (plusieurs milliards d'octets par seconde) nécessitera une étroite collaboration avec les infrastructures électroniques régionales et mondiales pour l'environnement. Par sa participation à de nombreux consortiums, EISCAT facilite le partage des données avec d'autres observatoires géospatiaux et entités de recherche sur l'environnement. Durant la prochaine phase de construction, tous les dispositifs informatiques, de stockage et de mise en réseau seront installés, et le système radar sera soumis à des tests rigoureux. La mise en place de la phase opérationnelle constituera l'aboutissement des travaux effectués dans le cadre de la phase préparatoire EISCAT_3D_2 et de la phase de construction. Le nouveau dispositif EISCAT_3D_2 apportera une contribution appréciable à l'identification et à la surveillance de l'interdépendance entre les phénomènes solaires et terrestres.
Mots‑clés
Réseau à commande de phase, haute atmosphère, géospatial, radars à diffusion incohérente, EISCAT
