La station Concordia va fouiller la mémoire de la glace et du ciel

LE MONDE | 15.08.03

Le premier hivernage dans cette base franco-italienne devrait avoir lieu en 2005. Tandis que les climatologues extraient des carottes de glace des indices sur le climat du passé, les astronomes s'apprêtent à prendre la relève dans ce qui pourrait être le site au ciel le plus pur du monde.

Deux drôles d'insectes géants ont posé leurs six pattes sur le continent blanc. Semblant tout droit sortis d'une immense boîte de Meccano, ces deux gros cylindres facettés grimpés sur pilotis seront bientôt les repaires des scientifiques de l'extrême. Bienvenue à la station franco-italienne Concordia, par 75° sud. Ici, les degrés les plus importants pour les futurs habitants permanents ne sont cependant pas ceux de la latitude, mais ceux du thermomètre. Température moyenne : - 50 °C, avec des pics de "chaleur" à - 30 °C pendant l'été austral et un record de froid à - 84,6 °C...

Après la campagne d'été 2002- 2003, qui s'est achevée début février, le gros ½uvre est pratiquement terminé, explique Patrice Godon, responsable à l'Institut Paul-Emile-Victor des spectaculaires raids terrestres acheminant le matériel de construction depuis la base Dumont-d'Urville, distante de 1 100 kilomètres : "Les deux bâtiments sont clos et couverts. Restent le remontage de la centrale électrique, la pose du revêtement de sol, l'aménagement de l'hôpital, l'installation du mobilier des chambres, des laboratoires, de la cuisine et du salon ainsi que celle du système de traitement de l'eau." Tout cela devrait être terminé lors de la campagne d'été 2003-2004, tandis que le premier hivernage est programmé pour 2005.

Reliés par un "tunnel" aérien, les deux cylindres comptent chacun trois étages. Le premier bâtiment, qualifié de "calme", abritera les bureaux, l'hôpital, les chambres et les laboratoires. Dans le second, dit "bruyant", on trouvera les ateliers, l'entrepôt, la buanderie, la chambre froide, la cuisine, le réfectoire et la salle de séjour. La station pourra accueillir seize personnes, mais, comme le précise Patrice Godon, "sur cet effectif il faut compter sept techniciens de logistique - un cuisinier, un médecin, deux mécaniciens, un plombier, un électricien et un électronicien -, ce qui laisse neuf places pour les scientifiques".

C'est pour satisfaire l'appétit de ces chercheurs que Concordia s'est implantée ici, sur dôme C. Immense continent de 14 millions de kilomètres carrés, l'Antarctique compte une poignée de tels dômes, bombements bulbeux qui ballonnent le blanc. Pour les glaciologues, ces dômes constituent une sorte de paradis. En effet, sous la station Concordia, 3 200 mètres de glace s'entassent jusqu'au socle rocheux, soit 3 200 mètres d'archives climatologiques.

Comme l'explique Jean Jouzel, pionnier des forages glaciaires et directeur de l'Institut Pierre-Simon-Laplace, "notre but est de comprendre la variabilité climatique du passé pour prévoir le climat du futur". Que trouve-t-on dans les carottes de glace ? Trois choses, répond le chercheur : "D'abord, la glace elle-même, dont la composition isotopique sert à reconstituer la température au moment où la neige est tombée. Moins il y a d'isotopes lourds, comme le deutérium ou l'oxygène 18, plus la température est basse. Deuxième élément, les bulles d'air : lorsque les flocons tombent, ils se tassent sous leur propre poids et enferment de l'air avant de se transformer en glace vers 100 mètres de profondeur. Dans ces bulles, on mesure essentiellement les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et le méthane. On parle beaucoup de leurs variations actuelles, liées à l'action de l'homme, mais il existe aussi des variations naturelles."

Le troisième élément est en fait une famille "d'impuretés, d'aérosols, de poussières, poursuit Jean Jouzel, qui témoignent de toutes les grandes éruptions volcaniques, de la circulation atmosphérique et aussi de la pollution". D'autres mesures sont effectuées, comme celle du béryllium 10, un excellent enregistreur des variations de l'activité solaire. "Les deux plus grands résultats sur Concordia, estime Jean Jouzel, sont d'avoir pu déduire la variation de la température de l'océan d'où proviennent les précipitations de l'Antarctique et d'avoir obtenu les courbes les plus précises de CO2 sur la dernière déglaciation."

Dix pays européens se sont engagés dans le programme Epica (European Project for Ice Coring in Antarctica) de dôme C : Allemagne, Belgique, Danemark, France, Italie, Norvège, Pays-Bas, Royaume-Uni, Suède et Suisse. Le forage a commencé pendant la campagne 1997-1998. Malheureusement, l'été suivant, le carottier se bloque à 780 mètres de profondeur. Impossible de le remonter. Il est décidé de reprendre de zéro avec un carottier amélioré. Fin janvier 2001 : - 1 459 mètres. Un an plus tard : - 2 871 mètres. Et cette année : - 3 113 mètres.

Même s'il ne s'agit pas d'un record de profondeur, détenu par les Russes sur la base de Vostok avec - 3 623 mètres, Epica a pulvérisé le record de la glace la plus vieille : probablement entre 700 000 et 800 000 ans. Et il reste encore une centaine de mètres à forer, qui pourraient mener les glaciologues jusqu'au million d'années. Mais la glace, chauffée par le flux géothermique et la pression, s'approche de son point de fusion, ce qui risque de bloquer le carottier, dont il faudra développer une version mieux adaptée si l'on veut aller jusqu'au socle rocheux.

Epica pourrait s'achever en 2004, alors même que Concordia, elle, ne sera pas terminée... La station ne risque cependant pas d'être à l'abandon. En effet, les astronomes sont impatients de prendre la relève. Beaucoup estiment que dôme C constitue le meilleur site de la planète, meilleur que les sommets des volcans hawaïens et des Andes chiliennes, sur lesquels trônent les plus grands télescopes du monde. Certes, l'endroit est l'un des plus inaccessibles sur Terre, mais c'est aussi un des plus secs, avec, au plus, quelques centimètres de précipitations par an !

Autres avantages naturels : l'altitude, une atmosphère cristalline, sans turbulences et surtout... ultra-froide. "C'est excellent pour faire de l'astronomie infrarouge au sol, s'enthousiasme Eric Fossat, coordinateur, avec son collègue italien Maurizio Candidi, du développement de l'astronomie à dôme C. D'ordinaire, on ne peut le faire que depuis l'espace, à un prix exorbitant, car l'atmosphère terrestre n'est pas assez transparente, à cause de la vapeur d'eau. De plus, n'étant pas assez froide, l'atmosphère émet dans l'infrarouge, ainsi que les instruments. A dôme C, on a gratuite- ment une atmosphère très sèche à - 50 °C."

Une fois que les qualités du site auront été confirmées, un premier objectif ambitieux sera d'installer un télescope infrarouge de 3,60 mètres de diamètre, destiné à cartographier le ciel des objets froids, à observer le centre de la Voie lactée - moins opaque à cette longueur d'onde que dans la lumière visible - et à voir, enfin, les planètes extrasolaires que l'on n'a détectées jusqu'à présent que de manière indirecte. Autre idée : profiter de la longue nuit polaire pour pointer des étoiles des jours durant et pratiquer de l'astrosismologie, discipline qui consiste à étudier les oscillations de la surface des étoiles pour en tirer des informations sur leur physique interne.

Eric Fossat est également prêt à tenter un pari un peu fou : "Si jamais l'ESO -l'Observatoire européen austral- décide de réaliser son projet OWL -OverWhelmingly Large- d'un télescope géant de 100 mètres de diamètre, ou même de seulement 20 ou 30 mètres, dôme C doit être candidat. Tous les critères y sont très favorables, hormis la facilité d'accès, mais c'est une difficulté qu'il ne faut pas diaboliser, car le système de raids terrestres est performant. A nous de prouver, pour justifier les dépenses, que l'on pourra faire de la killer science, de la science top niveau à Concordia." Et ce sera toujours moins cher qu'un télescope spatial...

Quant aux hommes, pas d'inquiétude pour eux. Les candidats, qui, paraît-il, ne manquent pas, feront doublement ½uvre utile. Comme chercheurs, bien sûr, mais aussi comme cobayes. Pour les agences spatiales, l'hivernage à Concordia, dans des conditions extrêmement hostiles, d'un petit groupe coupé du reste du monde, cloîtré dans un espace réduit, rappelle étrangement les conditions que vivra, d'ici quelques décennies, la première expédition pour Mars. L'Agence spatiale européenne a donc récemment lancé un appel à propositions pour pratiquer des études physiologiques et psychologiques sur les futurs isolés de Concordia.

Pierre Barthélémy