Première partie : Projet général de l unité

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1 Campagne d évaluation Unité de recherche : dossier unique Projet de recherche Nouveau laboratoire d Astronomie - Planétologie Première partie : Projet général de l unité 1 - Introduction La préparation d'un nouveau projet quadriennal est le moment propice à une réflexion approfondie concernant la pertinence et la visibilité des thématiques que nous abordons, et les structures administratives qui les accompagnent. Avec le double objectif d'optimiser des moyens humains et techniques présents localement, et de proposer une structure compatible avec la politique de gestion de la recherche de nos tutelles, nous proposons la création d'un nouveau grand laboratoire qui regroupe l'ensemble des acteurs de la région Midi Pyrénées dans les domaines de la Géophysique planétaire et de l'astrophysique/astronomie. Ce nouveau laboratoire trouve naturellement sa place au sein de l'observatoire Midi-Pyrénées et du pôle Univers, Planète, Espace, Environnement (UPEE) de l université Toulouse III. Sa cohérence scientifique le positionnera également fortement au sein du réseau Terre Vivante et Espace (TVE) et permettra de l'identifier comme un des laboratoires ressources du RTRA Science et Technologie pour l'aéronautique et l'espace (STAE), impliqué dans le Pôle de compétitivité Aéronautique, Espace et Systèmes Embarqués (AESE). Il sera le plus grand laboratoire français d astrophysique/planétologie avec environ 300 personnes, doctorants et post-doctorants compris. Ce nouveau laboratoire est issu du dispositif actuel d'umr de taille moyenne qui, depuis une quinzaine d'années, a permis l'émergence d'équipes avec une visibilité internationale incontestable. En même temps, l'existence de l'observatoire Midi-Pyrénées et l'élargissement de ses contours scientifiques (arrivée du LMTG à l'omp en 1999, arrivée du CESR en 2001) a grandement favorisé les échanges scientifiques entre laboratoires. Par exemple, la coordination des observations de l'univers lointain depuis le sol (domaine d'excellence du LATT) et depuis l'espace (domaine d'excellence du CESR) a pu naturellement se mettre en place et la distinction entre les développements astrophysiques au sol et dans l'espace a laissé place à une évidente convergence des thématiques scientifiques traitées par le CESR et le LATT. De la même façon, la création d'un Pôle de Planétologie à l'omp regroupant l'ensemble des chercheurs qui étudient le fonctionnement planétaire, a largement contribué au rayonnement scientifique Toulousain. Citons comme exemple la conception et la réalisation de l'instrument ChemCam qui volera sur la mission Mars Science Laboratory, un projet qui n'aurait pas été possible sans l'étroite mise en commun de savoirs et savoir-faire du CESR, DTP, LATT et LMTG, avec la création d'une équipe interlaboratoires comprenant aussi une participation du CNES. La constitution de ce nouveau laboratoire repose donc sur une large gamme de compétences scientifiques et techniques qui ont fait leurs preuves et qui ont plusieurs fois déjà été mises en œuvre de façon coordonnée. Dans 1

2 ce contexte favorable, nous souhaitons poursuivre et renforcer ces liens à travers la constitution d'un seul laboratoire capable de répondre aux défis scientifiques et technologiques du futur et aux évolutions thématiques de nos disciplines. Celui-ci profitera d'un environnement riche. Installé sur les campus de l'université, membre de l'observatoire Midi Pyrénées, très impliqué dans les enseignements universitaires, parfaitement inséré dans le tissu national et international, il peut impulser des actions de recherche et d'enseignement de grande envergure. Ses recherches académiques bénéficieront de la proximité géographique de la partie toulousaine du centre spatial français, le CNES, qui établit la politique spatiale française et soutient les développements spatiaux. En détail, l'origine des personnes qui rejoignent le laboratoire est la suivante : CESR (environ 170 personnes) LATT (environ 100 personnes) Parties planétologie et sismologie du DTP (environ 25 personnes) Des physico-chimistes du LMTG (4 ou 5 permanents) Ces quelques 300 personnes comprennent 175 personnels permanents (+ 6 émérites), répartis de la façon suivante : Chercheurs CNRS : 48 Enseignants chercheurs : 30 Chercheurs CNAP : 24 ITA/IATOS/ITARF : 73 Au niveau national, ce grand laboratoire sera principalement rattaché à l'insu. Il aura aussi un dialogue avec l IN2P3 sur la physique des astroparticules, avec l'institut de Physique et l'institut de Chimie du CNRS sur des sujets d astrochimie et avec l'inst2i dans le domaine du traitement du signal et des images. La relation qui liera le laboratoire au CNES est particulièrement importante. En effet, l agence nationale de l espace est le support principal pour les réalisations spatiales, les moyens de tests associés au sol, l analyse et l archivage des données. Le partenariat avec le CNES implique d abord des relations avec la division des programmes de cet organisme et, bien sûr, au niveau du design, de la R&D et du management des expériences, avec le Centre Spatial de Toulouse. Les relations du nouveau laboratoire avec l Agence Spatiale Européenne (ESA) seront également intenses, à travers l instrumentation des missions européennes. Les relations du nouveau laboratoire avec les autres agences spatiales concerneront d abord la NASA et la JAXA. Par ailleurs, ont récemment débuté des coopérations nouvelles et intéressantes avec la Chine et l'inde, soutenues par le CNES. Le nouveau laboratoire aura également pour mission l étude et la réalisation d instruments focaux installés sur des télescopes au sol ouverts à la communauté française et européenne. Ces projets seront menés dans le cadre de consortiums nationaux ou internationaux, en réponse aux appels d'offre d'agences (ESO) ou d'observatoires (CFHT, GTC, etc.). Pour être efficace et assurer le maximum de retour scientifique, la sélection des projets s'inscrira dans le cadre des actions prioritaires définies par l'insu. En parallèle aux projets d'observation par moyens spatiaux et télescopes, le laboratoire sera aussi impliqué dans de grands projets structurants de sismologie terrestre et d'expérimentation de laboratoire. Finalement, il est significatif de mentionner ici des initiatives de grande ampleur au niveau européen, comme l initiative Europlanet, dans le cadre du programme FP-7. Ce réseau est dédié à l exploration planétaire spatiale et aux travaux au sol associé, et il sera coordonné par le nouveau laboratoire qui par ailleurs coordonne plusieurs actions internationales ou groupements de recherche européens (GDRE), par exemple avec la Russie (système solaire). Le nouveau laboratoire aura également quelques handicaps, au nombre desquels sa relative dispersion géographique à Toulouse. En effet, un facteur essentiel d'une dynamique nouvelle est une unité géographique optimale pour favoriser le brassage des idées, créer une identité et faire se rencontrer les compétences. Les chercheurs et ITA du campus toulousain étant actuellement répartis sur le campus "Édouard Belin" (LATT, DTP) et le campus "Colonel Roche" (CESR), il est impératif de prévoir la construction d'un bâtiment unique regroupant l'ensemble des acteurs toulousains en planétologie et astrophysique, tout en conservant le site de Tarbes, stratégique pour les activités développées au Pic du Midi. Nous proposons que cet objectif devienne une forte 2

3 priorité de l'université pour le CPER Le nouveau laboratoire devra aussi affronter une démographie adverse qui conduira au départ rapide de personnels, surtout dans le corps des ITA, au cours des deux quadriennaux à venir. Nous aurons donc une demande pressante à nos deux tutelles, CNRS et Université, pour le remplacement de ceux-ci. La suite de ce document fournit une description détaillée des thèmes de recherche, de la synergie scienceinstruments et des projets structurants (projets instrumentaux, R&D, simulations numériques, expériences de laboratoire). Un schéma d'organisation générale du laboratoire est également proposé et les besoins spécifiques au nouveau laboratoire font l'objet d'une présentation chiffrée. 2 Les grands axes scientifiques du futur laboratoire 2.1 Introduction L'objectif scientifique du laboratoire dans son ensemble est de mieux comprendre les origines et l'évolution de l'univers et les objets que le constituent, des premières galaxies formées après le big-bang, aux planètes du système solaire. Dans ses grandes lignes, notre programme de recherche associe observations et simulations, avec un fort accent sur les développements instrumentaux, un aspect qui se décline à travers la conception et la réalisation de l'instrumentation spatiale, de l'instrumentation dédiée aux télescopes au sol, et des expériences de laboratoire. L'interprétation et la valorisation des données produites s'appuient sur une forte expertise dans le développement de modèles et de simulations numériques dans les domaines de la thermodynamique, la géophysique interne, les interactions rayonnement-matière, la physique des plasmas et la dynamique des fluides d intérêt géophysique et astrophysique en général. Pour mener à bien ce programme scientifique, le laboratoire sera structuré autour de cinq axes thématiques, dont quatre concernent l'exploration de l'univers, du plus proche au plus lointain. Le cinquième est un axe transverse centré sur le traitement du signal et des images en astrophysique. En détail, les caractéristiques essentielles de ces axes peuvent être résumées ainsi : 2.2 Les axes thématiques Géophysique Planétaire et Plasmas spatiaux : Ce groupe de 38 chercheurs a l'objectif principal de mieux comprendre : i) la formation et l'évolution des planètes, ii) la dynamique et les interactions de leurs enveloppes et de celles du Soleil, à travers l'étude des objets du système solaire (planètes, lunes, astéroïdes, couronne solaire, vent solaire, etc.). Le groupe a la particularité d'associer des participants à de grands projets d exploration spatiale et possède une forte composante en provenance des sciences de la Terre. Ce nouvel ensemble, unique dans le paysage de la recherche française, conduira à la convergence des disciplines autour de la compréhension du fonctionnement planétaire. Il participe à de nombreux projets spatiaux (ChemCam, MAVEN, Bepi Colombo, Solar Orbiter, EJSM...) et sol, avec un accent fort sur l'expérimentation et le déploiement de réseaux sismiques. Physique Stellaire et Solaire : Cette thématique de recherche impliquant une quinzaine de chercheurs constitue un pôle de compétences d ampleur européenne sur la physique solaire et stellaire. Le groupe profite d une synergie naturelle entre un accès privilégié à des instruments de qualité (Espadons, Narval, CALAS, COROT, KEPLER, etc.) et à la base de données solaire BASS 2000, associé à une expertise internationalement reconnue en polarimétrie et dans divers domaines comme la modélisation MHD, la convection thermique et la turbulence, les effets de la rotation, les oscillations stellaires (astérosismologie), le transfert radiatif et la diffusion atomique. 3

4 Milieu interstellaire et cycle de la matière : Cet axe thématique regroupe une quinzaine de chercheurs autour des grandes questions de la formation des étoiles et des planètes, de l évolution chimique associée qui conduit à la complexité moléculaire, et du rôle des processus physiques mis en jeu dans la structuration des amas de galaxies. Cette thématique s appuie notamment sur les données spatiales astronomiques dans les domaines IR et submillimétriques fournies par Herschel et Planck, puis PILOT, sur des données d'observatoires au sol, et sur la plateforme nanograins (dispositif mi-lourd unique PIRENEA et expérience ESPOIRS) impliquant des collaborations avec des laboratoires de microphysique du pôle toulousain. Univers en évolution : Cette thématique regroupe environ 30 chercheurs qui s'intéressent aux questions de physique fondamentale, à l évolution des grandes structures de l'univers et à l'émission du ciel à hautes énergies. Les travaux s'appuient sur la construction et l exploitation de grands relevés balayant le spectre électromagnétique, destinés à l étude de la formation et de l évolution des galaxies et des grandes structures dans un contexte cosmologique et recouvrant l'étude systématique de l'émission X/gamma du ciel dans ses composantes ponctuelles et diffuses (rayonnement cosmique, annihilation e-/e+, CXB et AGNs). Les efforts du groupe seront centrés sur l'instrumentation, les campagnes d'observation, la modélisation et l'approche théorique. Le court terme verra l'exploitation des moyens existants (INTEGRAL, XMM, Fermi, Herschel, Planck, EMIR/GTC). De grands projets verront le jour à moyen et long terme (MUSE/VLT, SVOM, CTA, SPICA, IXO, etc.). Signal Images : Cet axe, composé d'une dizaine de permanents, regroupe des astronomes, informaticiens et chercheurs en traitement du Signal autour de thèmes liés au traitement du signal et des images en Astrophysique, et en sciences de l'univers, avec une implication dans le développement instrumental. Les aspects méthodologiques sont menés dans un but applicatif et bénéficient d étroites collaborations avec les autres équipes locales et nationales : formation des images (Projets Fresnel, SMOSnext, etc.), modélisation et analyse des signaux et images, séparation aveugle de sources) et enfin déconvolution et reconstruction d'images (interférométrie en astrophysique-alma et observation de la terre-smos, déconvolution hyperspectrale-muse, etc.). 2.3 Les actions transverses à l'intérieur et à l'extérieur du laboratoire. Dans un laboratoire de la taille de celui que nous projetons de créer, la diversité thématique est une richesse qu'il faut savoir exploiter. Pour cette raison, nous porterons un effort particulier aux actions transverses en son sein, à la fois pour soutenir celles déjà en cours et favoriser l'émergence de projets nouveaux. Un exemple de projet en cours concerne les activités du groupe 'signal-image' qui développe des outils spécifiques au service de l'astrophysique (e.g. pour MUSE) et un projet instrumental à long/moyen terme (l'imageur de FRESNEL). Aux interfaces des autres axes thématiques, certaines collaborations vont émerger très naturellement car les différents groupes partagent des intérêts communs pour un même objet. A titre d'exemple les axes 'Cycle de la Matière' et 'Univers en évolution' partagent un intérêt pour l'évolution des propriétés du milieu intergalactique et son effet sur la formation des premières galaxies, les grandes structures de l'univers, les sursauts gamma, les rayons cosmiques et l'annihilation à 511 kev. Un travail conjoint pourra être mené sur l'exploitation des données des grands relevés d'herschel et de Planck et dans le cadre du développement du télescope spatial SPICA. Une autre action prioritaire concerne l'interface entre les thématiques 'Géophysique Planétaire et Plasmas Spatiaux' et 'Physique Stellaire et Soleil'. Il existe ici un intérêt évident d'intégrer les connaissances de physique solaire (observation et modélisation de la structure interne et des basses couches) avec les données obtenues in situ dans le vent solaire par les missions spatiales (par exemple Stereo et Solar Orbiter). De la même façon, la dynamique des plasmas astrophysiques (milieu interstellaire et physique des hautes énergies) peut faire également l'objet d'efforts transversaux. D'autres actions transverses doivent être développées à plus long terme, par exemple autour de la nucléosynthèse, un domaine que l'on peut aborder à travers l'étude des objets du système solaire (météorites 4

5 primitives), la compréhension du fonctionnement stellaire, les observations du milieu interstellaire, et certaines caractéristiques à haute énergie (raie de l'al 26 ou Fe 60 ). Associée à cette thématique il faut aussi analyser la formation de disques d'accrétion et des exoplanètes. L'intégration du laboratoire dans le paysage local passera par de nombreuses interactions avec les laboratoires de l'université de Toulouse, en particulier ceux de l Observatoire Midi Pyrénées et de l'irsamc. Certaines sont formalisées dans le cadre des actions scientifiques transverses de l'omp, et à ce propos on peut souligner les deux actions portées par le laboratoire : "Analyse et Traitement de données" et "Molécules et Grains : du laboratoire à l'univers". Par ailleurs, le laboratoire consolidera ses liens avec la nouvelle unité "Geosciences- Environnement-Toulouse" (ex LMTG). Ces liens prendront la forme de travaux communs (analyses géochimiques, caractérisations minéralogiques), et porteront également sur la poursuite d'actions transversales engagées (par exemple couplage spectroscopie/pétrologie des roches du manteau en Oman) et au développement de thématiques communes dans le domaine des Sciences de la Terre en générale. Ainsi, des actions communes se poursuivront sur les dorsales océaniques, le magmatisme terrestre, les risques sismiques, la géodésie, et les interactions rayonnement-matière. D'autres interactions seront développées avec le LEGOS autour de la thématique des glaces planétaires. De la même façon, des travaux communs sur le couplage atmosphère-ionosphère-magnétosphère seront menés avec le laboratoire d aérologie autour de la mission micro-satellite TARANIS. Au delà des coopérations nationales antérieures qui seront poursuivies et amplifiées, il existera également des transferts auprès du monde socio-économique, à travers de liens avec des partenaires industriels dans le domaine de la physico-chimie au sens large. 3. Projets structurants Le laboratoire jouera un rôle important dans la réalisation de projets instrumentaux majeurs au sol et dans l espace et il a aussi les compétences pour réaliser des simulations numériques lourdes dans un contexte de forte concurrence internationale. De plus, il dispose et entretient des moyens d expérimentation, au laboratoire et sur le terrain, performants et cohérents. Nous ne ferons état ici que des principaux projets qui structureront nos activités au cours du prochain quadriennal. 3.1 Développements instrumentaux et liens avec les grandes Agences Parmi les projets du laboratoire, on distinguera les projets dont les données sont en cours d interprétation des projets en développement qui mobilisent un important personnel et dont les efforts pourront continuer au-delà de Les projets futurs, en attente de décision, fournissent une véritable feuille de route au nouveau laboratoire. Cette programmation, qui résulte des exercices de prospective des agences et des scientifiques, est un atout indéniable pour le laboratoire car elle exige des actions de Recherche et Développement vigoureuses pour accéder à une sélection par une agence internationale. Le tableau présenté en page 7 fournit une liste des projets dans lesquels le nouveau laboratoire est impliqué ou souhaite s impliquer à travers des développements, hardware ou software, importants. 3.2 Actions de recherche et développement La sélection du laboratoire pour la réalisation de projets instrumentaux sera assujettie à la démonstration de la maturité des techniques employées, ceci dans un contexte de forte concurrence induit par le faible nombre de projets dévolus à chaque discipline de l astrophysique et de la planétologie. Le rôle des actions de Recherche et Développement pour valider les concepts est donc essentiel. Aussi, le laboratoire s est engagé dans une série d actions de ce type qui concernent : Des électroniques intégrées multivoies pour l astrophysique, dans le cadre du RTRA et en coopération avec le LOSE, Laboratoire d Opto-électronique des Systèmes Embarqués de l ENSEEIHT. Des systèmes de lecture multiplexés en fréquence pour les matrices de bolomètres supraconducteurs, en collaboration avec le SRON (NL) et l université de Cardiff, pour préparer une participation à l'instrument SAFARI à bord du télescope spatial japonais SPICA (2018). 5

6 Des électroniques analogiques et digitales de détecteurs semi-conducteurs pour la mesure des photons X, en particulier pour la mission IXO, en coopération avec l institut Max Planck de Munich. Une lentille gamma pour l astrophysique nucléaire, avec une sensibilité environ 30 fois supérieure aux télescopes actuels. Des télescopes X durs à incidence rasante et des détecteurs et chaînes d analyse pour l astrophysique des hautes énergies. Le développement d une caméra rapide pour un banc de test d optique adaptative de nouvelle génération (coll. MIP/PACA). Projet CARTOA (financement INSU/Région) : Des spectromètres de masse à temps de vol avec l identification d alternatives à l utilisation de feuilles de carbone et la mise au point de spectromètres complets. De l instrumentation durcie aux radiations pour les missions d étude des planètes géantes et des régions situées au voisinage immédiat du soleil. Un Imageur de Fresnel pour l espace, de haute résolution angulaire et haute dynamique, depuis l UV jusqu au visible et IR. L'améliorationdu laser de ChemCam pour d autres applications planétaires, expériences LIDAR ou futures expériences LIBS/Raman à la surface de la Lune et de Vénus (Thalès et laboratoire). 6

7 Thématique Projets en interprétation Résultats avant 2020 Résultats après 2020 Trous noirs et étoiles à neutrons INTEGRAL, XMM, Fermi SVOM, GFT-SVOM IXO, DUAL L inflation Planck PILOT CMBPOL Ré-accélération et énergie noire Planck BigBoss EUCLID, IXO, CMBPOL Rayons cosmiques Fermi, INTEGRAL, Hess CTA Premières étoiles et réionisation Herschel, Planck SVOM, EMIR(GTC),E-ELT, IRMOS/TMT, GFT-SVOM, SPICA IXO, FIRI, FRESNEL Galaxies et amas de galaxies Planck, Herschel, XMM, INTEGRAL, Fermi MUSE, EMIR(GTC), BigBoss, E-ELT, SPICA, IRMOS/TMT LSST, IXO, DUAL, FIRI, EUCLID, FRESNEL Milieu interstellaire formation stellaire Herschel, Planck, PIRENEA, ESPOIRS, INTEGRAL, XMM, Fermi PILOT, SPICA FIRI, CMBPOL Étoiles et exoplanètes ESPADONS, NARVAL, Herschel, Corot, BASS2000 SPIROU, SPICA, PLATO, SVOM BPOL, GAIA, FRESNEL Soleil, Héliosphère STEREO, THEMIS, CALAS Solar Orbiter, Supercalas SolarProbe Planètes géantes et satellites Cassini JUNO EJSM, Marco Polo Planètes telluriques et petits corps MEX, VEX, Rosetta, MERs, Mars Odyssey ChemCam/MSL, Maven, Exomars, Selene-2, Bepi Colombo, SAGE MSR, Marco Polo Plasmas spatiaux Cluster, THEMIS, Eiscat Cross scale, Taranis, MMS Les projets instrumentaux structurants avec développement hardware ou software majeur du nouveau laboratoire : A gauche, les thèmes scientifiques. Deuxième colonne : en rouge les projets en opération. Colonne suivante : les projets en réalisation (vert) ou en attente de sélection (noir). A droite : les projets à long terme ; aucun n est encore sélectionné. 7

8 3.3 Simulations numériques En association avec les développements instrumentaux, l étude de la formation, de la composition et de la dynamique de l univers lointain et du système solaire fait appel à des simulations numériques impliquant des codes lourds. Le développement de l'ensemble de ces codes continuera à faire appel aux grands calculateurs : IDRIS, permettant du calcul intensif de haute performance, le méso-centre de calcul régional CALMIP, plateforme de 352 nœuds, la plateforme à venir du RTRA, le centre international GRID5000, spécialisé dans le domaine des systèmes parallèles et distribués à grande échelle et enfin des grappes de PC mutualisées entre plusieurs laboratoires. Il est stratégique de pouvoir maintenir une capacité de calcul parallèle, notamment pour ce qui concerne la maîtrise des calculs sur clusters adossés à des processeurs graphiques (GPU), la stratégie de calcul massivement parallèle (MPI) et celle des réseaux de haute performance. Les outils suivants, regroupés par thématique, font et feront l objet de développements dans le laboratoire durant le quadriennal : Géophysique planétaire et plasmas spatiaux Modèle magnétosphérique Ionosphere-Magnetosphere Model (IMM) qui décrit la dynamique du plasma sans collision de la magnétosphère interne. Une extension de ce modèle réalisée au laboratoire couple le modèle magnétosphérique avec un modèle de la haute atmosphère terrestre. Code TRANSCAR qui simule les couplages ionosphère-magnétosphère et modélise les rayonnements des diverses espèces excitées par les précipitations de particules chargées. Codes particulaires et hybrides permettant d étudier la dynamique des plasmas non-collisionnels dans divers contextes ; i) l accélération et la dissipation dans les plasmas magnétisés et ii) les plasmas planétaires. Codes de chimie atmosphérique et exosphérique. Initialement développés pour étudier Titan, ils sont opérationnels pour les études de l atmosphère martienne, des coma cométaires, des exosphères des satellites glacés et des atmosphères des exoplanètes. Turbulence et Chaos. Il s agit de simulations numériques réalisées avec l université de Karkov. L expertise du laboratoire réside dans l interprétation théorique des résultats sur des sujets non linéaires, d approche du chaos et de la turbulence. Codes de calcul en sciences de la Terre (convection globale en 3D; circulation des fluides dans un milieu poreux; imagerie haute résolution à partir de données sismiques; déconvolution des données hyperspectrales). Physique stellaire et solaire Code MHD 3D Balaïtous : Un code 3D résolvant les équations de la magnéto-hydrodynamique pour un fluide compressible en géométrie plane. Le code, optimisé pour des architectures parallèles, est utilisé essentiellement sur les supercalculateurs de centres nationaux (IDRIS notamment). Code MHD : le Pencil Code: Code MHD parallèle dans le domaine public ( Les problèmes traités vont de la convection stellaire à la dynamo solaire et aux oscillations des Céphéides. Code PEANUTS : solutions stationnaires, travelling ou cycliques, non-lineaires, d'edp en n-dimensions (n=3 inclus). Code TOP : Modes d oscillation d étoiles en rotation rapide. Code ESTER : Code de structure stellaire à deux dimensions. LUCY : Code génétique hybride et massivement parallèle pour l'optimisation multimodale dans un espace a N- dimension et utilisé pour l'exploration et la recherche de solutions astérosismiques optimales. Fonctionne sur les supercalculateurs type CALMIP ou GRID'5000. GBUILDER : Code massivement parallèle pour le calcul de grille dans des espaces à N-dimension. Vient en complément du code LUCY pour préciser la nature des solutions astérosismiques. Utilisé sur les supercalculateurs. Milieu interstellaire et cycle de la matière, Univers en évolution CASSIS : logiciel qui permet d'analyser les raies du gaz des relevés spectraux à haute résolution des télescopes au sol et dans l espace. Code de transfert radiatif original basé sur la méthode de Monte Carlo Non Linéaire (MCNL) dédié à la modélisation des binaires X et NAG. Couplage entre une phase froide (disque d accrétion) et un plasma diffus chaud (couronne ou partie interne du disque d accrétion). 8

9 Code original, cinétique et radiatif pour l émission des plasmas magnétisés. Ce code décrit l évolution couplée des populations de photons, d électrons et de positrons (et dans une certaine mesure de protons) sous l effet de la microphysique propre aux plasmas chauds. Simulations de cascades électromagnétiques dans l environnement des binaires gamma. Description numérique de la création des paires électrons-positrons créées par absorption photon-photon et rétroaction sur les photons. 3.4 Expériences de laboratoire et de terrain En parallèle aux projets d'observation par moyens spatiaux et par télescopes, des groupes sont aussi impliqués dans de grands projets structurants de sismologie terrestre et d'expérimentation de laboratoire. En ce qui concerne la sismologie, deux projets de grande envergure sont prévus pour les années à venir. L'expérience PYROPE consiste à déployer un réseau dense d'une cinquantaine de stations sismiques large-bande dans le Sud-Ouest de la France et en Bretagne, un réseau qui sera complété par le déploiement simultané d'une centaine de stations au sud des Pyrénées par les Espagnols. Le deuxième projet, SISPYR (Interreg, ), concerne la mise en place d un système de surveillance transfrontalier permanent sur toute la chaîne des Pyrénées (France-Espagne-Andorre). Ce système d'information a pour vocation première l'échange rapide de données, mais comprend aussi un volet scientifique avec la constitution et le retraitement d'une base de données commune pyrénéenne. Cette opération est prévue pour la période , et concernera au plus haut point notre équipe de sismologie, qui en sera le maître d'œuvre pour le grand Sud-Ouest. Enfin, ces projets sont complétés par l'installation de stations permanentes GPS et la jouvence complète du parc de sismomètres mobiles, indispensable dans le cas de séisme pyrénéen important. Dans le domaine de l'expérimentation de laboratoire, la mise en commun des expériences existantes et le développement de nouveaux appareils est un point fort des nouvelles activités. Un rapide inventaire de ces moyens illustre la diversité et la richesse du matériel dont on dispose : i) 6 fours de recuit à pression ambiante qui peuvent atteindre des températures jusqu'à 1700 C et qui, pour certains, travaillent sous atmosphère contrôlée (CO/CO 2, H 2 /H 2 O), ii) un four 'centrifuge' qui peut travailler jusqu'à 4000 g à 1200 C, ouvrant la possibilité d'étudier les processus de ségrégation physique à des échelles de temps raisonnables, iii) une presse "piston cylindre" qui permet d'exercer une pression jusqu à 3 GPa pour l'étude des intérieurs planétaires, iv) deux machines de fluage permettant de réaliser des expériences de déformation à pression ambiante, vi) trois autoclaves travaillant à des pressions jusqu'à 35 MPa et des températures jusqu'à 450 C, matériel dédié à l'étude des altérations minéralogiques, vii) une boîte à gants anoxiques permettant d'étudier les altérations en milieu dépourvu d'oxygène, viii) l'imageur spectral ISEP, un spectromètre visible et proche infrarouge conçu pour la mesure des propriétés de surfaces géologiques (sol et roches), ix) un microscope infrarouge équipé d une platine chauffante permettant des analyses in situ entre -195 C et +600 C. En plus des appareils existants, un projet phare du groupe pour les années à venir est le développement d'une cellule d'expérimentation reproduisant les conditions vénusiennes (470 C, 100 bars CO 2 + traces de N 2, SO 2, H 2 O, CO, etc.). Cet appareil sera équipé de fenêtres permettant des analyses in-situ par spectroscopie laser (Raman, LIBS), afin de tester la réponse des futurs instruments embarqués et de faire une prospection des réactions chimiques pouvant affecter le sol Vénusien. Par ailleurs, nous continuerons à faire évoluer la plateforme nanograins destinée à étudier au laboratoire les propriétés physico-chimiques des macromolécules de type PAH et de nanograins de type VSG dans des conditions proches de celles rencontrées dans le milieu interstellaire (dispositif PIRENEA : Piège à Ions pour la Recherche et l Etude de Nouvelles Espèces Astrochimiques). En complément, le dispositif ESPOIRS (Etudes Spectroscopiques des Propriétés Optiques Infrarouges et Submillimétrique d analogue de la poussière) permet de caractériser les propriétés spectroscopiques dans le domaine IR et sub-mm d analogues des grains interstellaires. Il facilitera, en particulier, l interprétation des observations de la mission spatiale de l ESA Herschel/Planck et permettra de comprendre l évolution physico-chimique des grains interstellaires et des milieux associés. 3.5 Développement d'un centre de traitement en astrophysique de l'univers lointain Avec l'augmentation et la complexification des données en astronomie (analyses multi-objets, multi-longueurs d ondes, multi-échelles), il est indispensable d'effectuer leur traitement massif, leur archivage et mise à disposition, avec des outils pertinents. Dans ce contexte et en coordination avec les services CDPP, BASS2000 et l'observatoire virtuel nous souhaitons développer un centre de traitement de données astronomiques. Les projets identifiés comme acteurs du centre de traitement de données sont les suivants : CASSIS : analyse des grands relevés spectraux à haute résolution (Herschel/HIFI, ALMA etc.) Planck (jusqu en 2013) : contributions au développement du «pipeline» de traitement des données et au «pipeline» de simulation. 9

10 CTA (début du déploiement 2013) : développement du système d analyse de données scientifiques et dissémination de données de haut niveau dans le contexte de l OV. MUSE : traitement et analyse des données spectroscopiques 3D obtenues dans le cadre du temps garanti. A terme en accès public, dans le contexte OV, à travers la base de données MUSE/GTO en cours de développement (expertise BASS 2000). SVOM (lancement 2015) : participation au French Science Center - Centre d expertise technique pour ECLAIRs. SPICA (lancement 2018) : développement des outils d analyse et de simulation des observations dans le cadre d un centre de traitement des données éclaté entre les instituts co-i pour le spectro-imageur SAFARI. IXO (lancement 2021) : participation au Science Opération Center (SOC) européen. Le centre de traitement de données donnera aussi au laboratoire la possibilité de s impliquer pleinement dans les développements liés aux projets EUCLID, E-ELT, BigBOSS, LSST, CMBPOL et WFXT. 4. Services d observation Le laboratoire aura la charge de développer et de maintenir des services d'observation dans deux domaines différents de l'insu : astronomie-astrophysique et sciences de la terre. On distinguera par la suite les services d'observation CDPP, BASS 2000 et sismologie/géodésie (RSSP, RAP, RENAG), des tâches de service relevant de services d observation distribués. Il faut noter l existence d un quatrième service d'observation avec un statut particulier : le service de la couronne solaire qui utilise un instrument financé par la société Fiducial installé sur le coronographe du Pic du Midi. Résultat d une collaboration régie par une convention entre l'association amateurs les Observateurs Associés et l OMP, il est fortement impliqué dans l activité de diffusion de la culture scientifique. Au total, le laboratoire est impliqué dans : AA-SO2 : Instrumentation des grands observatoires au sol et spatiaux ; ICC Herschel, VLT/MUSE. AA-SO3 : Stations d'observation nationales et internationales ; TBL. AA-SO4 : Grands relevés et sondages profonds ; DPC Planck, VLT, CFHT. AA-SO5 : Centres de traitement et d'archivage de données ; CDPP, Bass2000, Integral, SSC XMM-Newton. AA-SO6 : Surveillance solaire, relations Soleil-Terre, environnement terrestre ; Cluster/Demeter, Stereo et missions planétaires. ST-SO2 : Services d Observation en Sismologie ; RSSP (antenne régionale du RéNaSS), RAP. ST-SO3 : Services de géodésie-gravimétrie ; RENAG. 4.1 CDPP et BASS 2000 Les services d'observation CDPP et BASS 2000, grandes bases de données nationales, mènent leurs activités autour de la physique des plasmas, de la physique solaire et du magnétisme solaire et stellaire. Ces services sont fortement liés par plusieurs actions communes dont on peut citer la plus importante : une initiative de "cercle des métiers" dans le cadre de l'ov-gso (Observatoire Grand Sud-ouest), ayant pour objectif de créer un espace d échange des savoir-faire techniques et scientifiques. Ceci doit favoriser les actions d interopérabilité et de contribution à l Observatoire Virtuel des bases de données astronomiques existantes, non seulement au sein de l OMP, mais aussi dans le Grand Sud-Ouest (OASU/LAB à Bordeaux et POLLUX au GRAAL, Montpellier). CDPP : les activités du Centre de Données de la Physique des Plasma (CDPP), créé par l'insu et le CNES, s'articulent autour de trois missions principales qu il renforcera dans le futur: (i) mise à disposition, archivage et préservation à long terme des données obtenues sur les plasmas du système solaire, (ii) mise à disposition de services à valeur ajoutée et (iii) participation à des projets d'observatoires virtuels. Le CDPP a aussi des missions d'animation scientifique, de support à la communauté, de rayonnement et de diffusion des connaissances. Dans cette dynamique, le CDPP a : (i) développé un format de données pour concilier l'archivage pérenne et permettre également l'usage d'outils génériques), (ii) réalisé et mis en service un outil d'analyse intégrée de données multi-jeux (AMDA) et (iii) pris des rôles importants dans les projets d'observatoires virtuels de planétologie EUROPLANET/IDIS (FP6 et FP7), d'héliophysique HELIO (FP7) et de météorologie de l'espace VISPANET (ESA). Le CDPP est ainsi responsable de la tâche- 2 du JRA4 et il est co-leader du nœud Plasma pour EUROPLANET RI. Il est responsable d'un workpackage du projet HELIO et responsable de 2 workpackages pour VISPANET. Par ailleurs, le centre a mis en place la base miroir pour l'europe de la mission à 5 satellites de la NASA, THEMIS, et s investira fortement dans les projets spatiaux du futur (responsabilité du Science Data Centre and Archive dans la proposition SOLAR-ORBITER et responsable de 2 workpackages du Cross-Scale Science Data System dans la proposition CROSS-SCALE). 10

11 BASS 2000 : la base de données a pour vocation initiale d'archiver, de diffuser et d'aider à la réduction des données solaires au sol françaises. Répartie sur deux sites (Meudon et Tarbes), elle donne accès principalement aux observations du Télescope THEMIS et à des logiciels de dépouillement, mais aussi aux données du Radiohéliographe de Nançay et du coronographe du Pic du Midi et bientôt de Picard-sol. Outre le lien avec le CDPP, la base est développée en collaboration avec les autres services nationaux (MEDOC). Depuis février 2008, BASS 2000 participe à la design study du projet de télescope solaire de très grande ouverture (4-m) EST, soutenu par le PCRD-7. Par ailleurs, le service a mis en œuvre en 2008 le prototype de base de données pour les spectres polarisés d Espadons et Narval. A partir de cet ensemble de données, des tests concluants de publication des données dans l observatoire virtuel (OV, protocole IVOA) ont été réalisés. Dans ce cadre, une collaboration active (échange d ITA) avec la base de spectres synthétiques POLLUX (GRAAL, Montpellier) a aussi démarré. Par ailleurs, THEMIS étant devenu l instrument de prédilection pour les observations au sol des planètes intérieures, Mercure et Vénus, une base de données spécifique pour la diffusion de ces observations spectroscopiques est actuellement mise sur pied. Le service prévoit enfin de développer le prototype de la base de données du temps garanti français de l instrument VLT/MUSE. 4.2 Services sismologiques et géodésiques : RSSP - RAP - RENAG L'équipe de sismologie a en charge plusieurs ensembles de stations d'observation, qui sont tous des antennes régionales de réseaux nationaux. Ce sont : le Réseau de Surveillance Sismique des Pyrénées (RSSP, 20 stations : surveillance sismique et enregistrement de la micro-sismicité régionale pour la surveillance et alertes sismiques) ; le Réseau Accélérométrique Permanent (RAP, 11 stations : enregistrement sans saturation des mouvements forts pour l'évaluation du risque sismique), et le Réseau Large-bande Permanent (RLBP, 2 stations : enregistrement des séismes mondiaux pour imager la structure interne et étudier la source sismique). Deux évolutions majeures sont à prévoir : i) l'avènement du Très Grand Equipement RESIF (REseau SIsmologique Français) qui va réorganiser la sismologie d'observation française et permettre une modernisation de grande envergure de l'ensemble des réseaux actuels (RéNaSS, RAP, RLBP) et ii) la responsabilité conjointe de l'omp et de l'université de Pau et des Pays de l'adour du réseau dit de Lacq (7 stations réparties dans la région de Lacq, Pyrénées-Atlantiques). Par ailleurs, l'omp a la responsabilité de stations permanentes GPS dans le cadre du RENAG, Réseau National GPS (2 stations en place et 2 prévues) qui feront aussi partie du TGE RESIF. 4.3 Les missions d astrophysique sol et spatiales et leurs données Pour ce qui concerne l'astronomie au sol, les missions du Groupe d'instrumentation des Grands Télescopes (service actuel du LATT) seront poursuivies pour l étude et la réalisation d instruments focaux installés sur des télescopes ouverts à la communauté française et européenne, dans le contexte élargi du nouveau laboratoire. Ceci permettra d être directement impliqué dans la conception, la réalisation et l exploitation de plusieurs instruments scientifiques comme MUSE pour le Very Large Telescope de l ESO, la caméra infrarouge CAGIRE pour le suivi des sursauts gamma du satellite SVOM ou encore dans l'avenir le spectropolarimètre infra-rouge SPIROU pour le CFHT. Ces contributions techniques permettront aux chercheurs du laboratoire de bénéficier de temps garanti sur ces instruments et aux ingénieurs et techniciens de rester au plus haut niveau de compétence dans le domaine des réalisations instrumentales d'instrumentations focales. Pour ce qui concerne l espace, le laboratoire participe au titre du AA-SO2 au centre de contrôle et de commande du satellite Herschel (ICC), en particulier pour l instrument HIFI, développé en France par un consortium sous responsabilité toulousaine (PI hollandais, Co-PI français/cesr) ; il assure sa calibration au sol et en vol et développe des logiciels de dépouillement et d analyse de données. Au titre de l AA-SO4, le laboratoire, qui a contribué à développer l instrument sub-millimétrique de Planck (PI français/ias), HFI, participe au développement et au suivi de cet instrument dans le cadre du DPC Planck. Au titre de l AA-SO5 le laboratoire contribue à l observatoire spatial de l ESA, INTEGRAL, dédié à l étude de l émission gamma des sources astrophysiques. En tant qu institut PI, le CESR a fourni la caméra du spectromètre SPI et les électroniques associées. Dans la continuité des efforts consentis jusqu ici, le nouveau laboratoire assumera les tâches de vérification et de surveillance des performances, la maintenance en vol, la calibration de l instrument. En outre, des tâches d observation INTEGRAL sont liées à la préparation et à l analyse des données au CESR, ceci en collaboration avec le Centre de traitement des données INTEGRAL (ISDC) à Versoix (Suisse). Le laboratoire est, également au titre de l AA-SO4, impliqué dans le projet de l ESA XMM-Newton et le Survey Science Center (SSC), avec la responsabilité des logiciels de caractérisation spectrale et temporelle des sources détectées par l ensemble des instruments. À ce titre, il est responsable de la spécification, de la conception, du codage, de la documentation, de l intégration, de la maintenance des logiciels d analyse temporelle et spectrale. Enfin, au titre de l AA-SO6, le laboratoire est responsable de l acquisition et du traitement en temps quasi-réel des données sur l environnement ionisé de la terre et sur les relations soleil-terre délivrées par les instruments de mesure des particules chargées sur la mission en orbite terrestre Cluster (4 satellites), en orbite solaire STEREO et sur les sondes planétaires Mars Express, Venus Express et Cassini. L'instrument ChemCam qui vient d'être labellisé par l'insu dans le cadre du AA-SO2, donnera lieu à trois principales activités : (1) les activités 11

12 opérationnelles en temps réel depuis Toulouse, une grande première à l'horizon 2011; (2) l étalonnage en vol de l instrument et l analyse des données; (3) la distribution des données à la communauté française et internationale 5. Liens avec l'enseignement Le nouveau laboratoire comptera 30 enseignants chercheurs, soit près d un tiers du potentiel de recherche. A l Université Paul Sabatier, ils participeront essentiellement aux enseignements de physique et EEA (Electronique, Electrotechnique, Automatique), gérés aujourd'hui par l UFR-PCA (Physique, Chimie, Automatique), à ceux des sciences de la terre, gérés par l UFR-SVT (Sciences de la Vie et de la Terre), et à ceux du département Mesures Physiques de l IUT A. Au total, le volume de cours dispensé est d environ 7000 heures équivalent TD. L implication du laboratoire à l université est donc particulièrement importante et par exemple il sera responsable de fait de trois Masters recherche, d'un Master professionnel et de l'agrégation de physique. Les enseignants-chercheurs interviendront à tous les niveaux des formations de l Université (DUT, Licence Pro, Licence, Master 1 Master 2, Agrégation et formation continue). Ils sont aujourd'hui impliqués dans la gestion et les enseignements des diplômes suivants : Physique-Astrophysique Master 2R ASEP (Astrophysique, Sciences de l Espace, Planétologie (responsabilité de la formation) Master 1 Physique et Astrophysique (responsabilité de la formation) L3 Physique et application aux sciences de l'univers et de l'environnement sur le site de Tarbes. Préparation à l'agrégation de physique, option physique (aujourd hui Master Pro Enseignement, responsabilité de la formation) Sciences de la Terre Master 2R (Sciences de la Terre et des Planètes Solides), (responsabilité de la formation) Master 1 (Sciences de la Terre) Master Pro Enseignement (Sciences de la Terre) Licence 3 REOSTE (Réorientation vers les Sciences de la Terre et de l'environnement) (responsabilité de la formation) Signal, Image Master 2R SIAO, Signal, Image, Acoustique, Optimisation Master 1 Information, Signal, Image, Instrumentation ISII Electronique, Systèmes embarqués L3 Electronique, Electrotechnique, Automatique fondamentales L3 IUP Ingénierie des Systèmes et Microsystèmes Embarqués. Mesures, Techniques, Modélisation Master 2P TSI (Techniques Spatiales et Instrumentation) (responsabilité de la formation) Space Master1 - Erasmus Mundus (Master Européen en Sciences de l Espace et Technologie), (co-responsabilité de la formation) M1 Ingénierie du diagnostic M1 Sciences de la modélisation, de l'information et des systèmes Licence professionnelle ITEC (domaine Maintenance des Systèmes Pluritechniques option Instrumentation et Tests en Environnement Complexe), (responsabilité de la formation) Licence professionnelle MQM (domaine Gestion de la production industrielle option Métrologie et Qualité de la Mesure), (responsabilité de la formation) 1 Ce Space Master regroupe six pays : la France, l Angleterre, l Allemagne, la République Tchèque, la Suède et la Finlande 12

13 Diplôme Universitaire de Technologie Mesures Physiques, (co-responsabilité de la formation) Année spéciale du DUT Mesures Physiques (direction des études) Une partie de l'enseignement est assurée par des personnels CNAP dans le cadre de services statutaires, que ce soit à l'université Paul Sabatier ou dans les écoles d'ingénieurs toulousaines (ISAE : issu de la fusion de Supaero et de l'ensica, INSA, etc.). Signalons enfin que de nombreux personnels, chercheurs CNRS ou CNAP, ITA, doctorants ou post-doctorants du laboratoire dispensent un enseignement non statutaire dans plusieurs établissements. Parmi les plus significatifs, citons l'enac, l'insa, l'eni, le CNAM et des enseignements en ligne. 6. Gouvernance du laboratoire L équipe de direction Elle est constituée d un Directeur d unité, et si nécessaire de directeurs adjoints, chacun représentant alors une sensibilité de recherche différente, du directeur technique et du secrétaire général. Le directeur technique analyse le plan de charge prévisionnel des projets, avec leur responsable scientifique et leur responsable technique. Il établit avec eux les plans de développement instrumentaux, fait des propositions argumentées d affectation du personnel technique du laboratoire pour décision par la direction. Il sera assisté d un conseiller scientifique. Le secrétaire général est en charge du soutien administratif à la recherche. Il est en particulier responsable des contrats de recherche, du service de gestion du laboratoire, des personnels temporaires, du bon fonctionnement des locaux. Le directeur appartenant à une des deux tutelles du laboratoire, il s'adjoindra un conseiller de l'autre tutelle. Par exemple, un conseiller universitaire étudiera avec le directeur les besoins en recherche adossés aux postes ATER, MCF, PR et CNAP. Un directoire pourra également être mis en place, constitué de l'équipe de direction et des animateurs de groupes thématiques. Les groupes thématiques et leurs animateurs Les cinq groupes thématiques présentés dans l'organigramme possèdent chacun une cohérence scientifique et des projets instrumentaux identifiés. Ces projets sont développés dans le cadre des groupes par une équipe technique formée pour la durée du projet et aux contours adaptés aux développements en cours. Les ITA resteront affectés au laboratoire et non aux groupes thématiques. Chaque groupe sera représenté dans les conseils de l'unité (voir cidessous) par un animateur scientifique, chercheur ou enseignant chercheur. Chargé de la coordination des activités scientifiques de son groupe, l'animateur sera un relais dans la mise en œuvre des orientations du laboratoire. Le conseil de laboratoire : rôle et missions Statutaire, le conseil de laboratoire sera consulté par le directeur sur : l'état, le programme, la coordination des recherches, la composition des équipes ; les moyens budgétaires à demander par l'unité et la répartition de ceux qui lui sont alloués ; la politique des contrats de recherche concernant l'unité ; la politique de transfert de technologie et la diffusion de l'information scientifique de l'unité ; la gestion des ressources humaines ; la politique de formation par la recherche ; les conséquences à tirer de l'avis formulé par la ou les sections du Comité national de la recherches scientifique dont relève l'unité ; le programme de formation en cours et pour l'année à venir ; toutes mesures relatives à l'organisation et au fonctionnement de l'unité et susceptibles d'avoir une incidence sur la situation et les conditions de travail du personnel. Le directeur de l'unité peut en outre consulter le conseil de laboratoire sur toute autre question concernant l'unité. 13

14 Le conseil scientifique et technique Le pilotage du laboratoire s appuiera également sur les avis délivrés par le conseil scientifique et technique. Celui-ci pourra être une émanation du conseil de laboratoire, élargie à des experts internes. Des extérieurs pourront être invités ponctuellement à participer à une séance du conseil ou consultés pour des évaluations, suivant les dossiers à traiter, ceci sur décision de la direction de l unité. Le conseil éclairera la direction et le conseil de laboratoire sur la politique générale scientifique et technique du laboratoire et sur des actions particulières de recherche, par exemple les actions incitatives sur budget interne. Organigramme fonctionnel du laboratoire 7. Les crédits Les crédits totaux du laboratoire, extrapolés à partir de ceux du CESR, du LATT et de la partie du DTP rejoignant le laboratoire, devraient s élever annuellement, hors salaires, à environ 6 millions d euros, provenant principalement de deux sources : 1) le soutien de base, 2) les crédits obtenus sur appel à projets auprès d organismes locaux (Université, RTRA STAE, etc.), nationaux (CNES, INSU, ANR, etc.) et européens (ESA, ESO, CFH, CEE). Le CNES est le contributeur majoritaire. Les crédits de base des laboratoires d astrophysique ont très fortement diminué depuis deux ans. La nécessité de doter chaque groupe thématique d une somme proportionnelle au nombre de chercheurs et enseignants-chercheurs impliqués et la nécessité de fournir à chaque scientifique/technicien une dotation récurrente afin de favoriser une certaine liberté d initiative en recherche scientifique ou technique devrait induire au contraire une augmentation de l enveloppe de la subvention d état. Il apparaît qu un soutien de base à hauteur de 15% du budget global, soit 900 k devrait permettre de remplir les objectifs affichés et par ailleurs rendrait le soutien de base comparable à celui de laboratoires de même ampleur. Sur les appels d offre sur projets (ANR, INSU, etc.) et sur tous les contrats un pourcentage sera prélevé, excepté sur les salaires, afin de pouvoir pérenniser l entretien du parc instrumental et des salles blanches du laboratoire, régler les frais de mission des conférenciers invités, etc. Une partie de cette somme servira aussi à alimenter un financement interne de la recherche pour les jeunes chercheurs (actions incitatives). 14

15 8. Besoins spécifiques 8.1 Personnels Concernant les ITA, une vague de départ affectera le laboratoire au cours du prochain quadriennal. En effet, un examen de leur pyramide des âges montre que l'hypothèse de départs à 60 ans conduit à la retraite de 24% d'entre eux, soit 18 personnes au cours du prochain quadriennal et de 34% d'entre eux, soit 25 personnes, au cours des deux quadriennaux à venir. Ceci est très préoccupant, car maintenir une importante capacité de développement technique est un impératif, si l'on pose en principe que le nouveau laboratoire deviendra un pôle majeur du développement d'instruments dans l'espace et au sol. Les recrutements devraient donc au moins compenser les départs prévus. Cela exigerait 4 recrutements par an jusqu'en 2013, puis 3 par an jusqu'en Résorber le nombre trop important de CDD employés actuellement exigerait un recrutement additionnel de plus de 3 ITA par an < > IR IE AI TCH AJT Répartition par âges des ITA/ITAOS/ITARF < > Emérites Ast A Ast PR MCF DR CR Répartition par âges des chercheurs 15

16 Il faut noter que pour les chercheurs, la pyramide des âges est moins inquiétante que celle des ITA même si 21 d'entre eux sont susceptibles de quitter leur fonctions durant les deux prochains quadriennaux. En effet, ceci doit être tempéré par le fait que 6 d entre eux sont émérites et ont déjà, pour les enseignants-chercheurs du moins, été remplacés. La réussite avérée des projets scientifiques, la responsabilité de services d'observation et la place importante de nos thématiques dans les cursus pédagogiques permettent de prévoir que le nouveau laboratoire recrutera tant au CNRS qu'au CNAP et à l'université, dans les années à venir. Les besoins les plus pressants sont identifiés pour chaque thème scientifique dans la seconde partie de ce rapport. Il faut noter que, hors la stabilisation des effectifs, de nouveaux recrutements de scientifiques sont aussi nécessaires au développement de thématiques innovantes. Ainsi un des indicateurs de la réussite du nouveau laboratoire sera bien sûr le développement des activités astrophysiques, mais aussi la pérennité du groupe traitement du signal et le développement des activités à l'interface planétologie-sciences de la Terre. Ceci ne pourra pas être réalisé sans la reconnaissance du CNRS, non seulement par la section 17 (Système solaire et Univers lointain) mais aussi par la section 18 (Terre et planètes telluriques, structure, histoire, modèles) et par la section 07 (Sciences et technologies de l'information ; informatique, automatique, signal et communication), accompagnée d'une insertion réussie du laboratoire dans l'université Paul Sabatier (sections 34, 35 et 61 du CNU). En outre le laboratoire développant des expérimentations spatiales et sol avec un fort besoin en électroniques nouvelles, il a pour vocation d'accueillir également des chercheurs en électronique, en coopération avec les laboratoires du campus toulousain dont l'activité est centrée sur cette thématique (section 08 au CNRS, 63 pour l'université). Enfin, dans la mesure où la recherche R&D et le développement d instrumentation spatiale et sol restent des piliers de l activité du nouveau laboratoire, sans diminution du plan de charge et avec au contraire une complexification des dispositifs à développer, le rapport ITA/chercheurs du nouveau laboratoire (0,67) traduit un manque d ITA sur poste permanent, surtout si l on compare à d'autres grands pôles instrumentaux spatiaux français en astrophysique et planétologie de taille comparable (par exemple, le «laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique» de l observatoire de Paris). Si ce rapport n augmente pas, cela conduira au recours à un nombre trop important de personnels sur contrats à durée déterminée pour mener à bien les projets instrumentaux du laboratoire. C est donc une demande pressante du laboratoire à ses tutelles que d assurer le renouvellement des personnels et d'amener le nombre d ITA à un niveau comparable aux autres grands laboratoires spatiaux français. Sans une attention particulière à la résolution de ce problème, compte tenu du rythme avec lequel s effectuent les départs de personnels statutaires, la capacité du laboratoire à proposer et à participer à l instrumentation spatiale et sol sera dramatiquement réduite à la fin du prochain quadriennal. 8.2 Restructuration du service informatique d'appui à la recherche Chacun des laboratoires a développé jusqu'à présent son propre système d'informatique, organisé autour des besoins scientifiques, des moyens humains et matériels disponibles ainsi que des services fournis par l'environnement de chaque laboratoire. La création d'une infrastructure commune est maintenant indispensable à la cohésion du nouveau laboratoire. Les équipes en place devront réussir la migration de l ensemble des systèmes actuellement éclatés (serveurs d infrastructure, et de projets) et la connexion des différents réseaux (Intranet, Internet via l université et l OMP, et le réseau CNES) afin d obtenir un système d information unique. Les contraintes fortes que sont le maintien de l'existant, la réorganisation optimale des ressources liées au fractionnement du DTP et la présence de sites déportés (Pic du Midi et Tarbes), devront être prises en compte. La fusion sera aussi l occasion d apporter de nouveaux services tels que la mise en œuvre d une politique de stockage centralisé, partagé et multi projets. Évaluation budgétaire sur quatre ans : 1 Infrastructure réseau : réalisation de l'interconnexion des trois réseaux : 20 k 2 Infrastructure systèmes : mise en place d une vingtaine de serveurs virtuels (3 serveurs physiques) reliés à un réseau de stockage reparti et redondant d'une capacité de 20 To minimum : 80 k 3 Fractionnement du DTP : mise en œuvre d un espace de stockage permettant d accueillir les données des projets DTP. Cette opération sera l une des bases de la demande N 4 concernant le stockage centralisé : 30 k 4 D'après une extrapolation des besoins actuels, il apparait qu'un projet de stockage centralisé de 200 To supplémentaires conviendrait aux besoins du nouveau laboratoire : 120 k 16

17 5 Rénovation des salles machines : Le CESR dispose actuellement de 5 salles plutôt orientées projets et ayant une infrastructure à revoir. Nous proposons la rénovation d'une salle permettant le regroupement des serveurs et induisant la libération de locaux. Certaines salles du LATT et du DTP seront aussi aménagées pour accueillir les nouveaux services : 80 k 6 Moyens humains : la mise en œuvre de la nouvelle infrastructure et l'étude de migration des réseaux et des systèmes nécessiteraient une expertise technique et organisationnelle. L apport temporaire d un personnel qualifié et dédié semble nécessaire pour la réalisation de ce projet. Nous estimons à 1 ETP Ingénieur d'étude le besoin de ce projet : 40 k. Au total, cette opération est évaluée à 370 k. Les demandes coordonnées au LABINTEL/CNRS du CESR, du DTP et du LATT de septembre 2009 couvrent les points 1, 2, 3 et partiellement les points 4 et Regroupement de l'expérimentation dès 2011 Le regroupement des moyens en expérimentation de laboratoire en planétologie est une priorité forte de notre action, car, à l'heure actuelle, ces moyens sont dispersés dans les locaux actuellement occupés par le DTP et le LMTG. En fonction de la localisation finale du laboratoire, un nombre plus ou moins important de ces appareils (cf. 3.4.) seront à déplacer. A minima, il est indispensable de rassembler dans des locaux du nouveau laboratoire au moins tous les moyens expérimentaux qui se trouvent aujourd'hui au LMTG, une opération qui coûtera 150 k (cf. demande OMP). La plateforme nanograins (PIRENEA et ESPOIRS) actuellement située dans les locaux du CESR restera en place jusqu'à une seconde étape du regroupement. 8.4 Extension des bâtiments situés sur le campus Roche Une extension du bâtiment CESR, situé sur le campus «colonel Roche» est en cours de réalisation dans le Contrat de Plan Etat-Région En effet, une plateforme d ingénierie et d instrumentation spatiales (P2IS), attenante au bâtiment CESR, est en cours de réalisation dans ce cadre. Ce futur bâtiment, d'une superficie de 559 m², abritera, à partir de fin 2011, la partie chimie spatiale, les moyens de calibration au vide sous irradiation de particules et plusieurs salles blanches. La maintenance des salles blanches est estimée à 65 k annuels, qui viendront s'ajouter aux 40 k nécessaires à la maintenance des salles actuelles. 8.5 Réhabilitation des locaux anciens du campus Roche Actuellement, la partie "Colonel Roche" relève directement de l'université et les dépenses de maintenance réalisées par l université ne suffisent plus, compte tenu de la vétusté des bâtiments. Nous demandons l aide concertée de l Université, du CNRS et du CNES pour permettre au laboratoire de développer l expérimentation embarquée en satellites dans des conditions approuvées par les agences spatiales. Ces travaux incluent la réfection des armoires électriques, la réfection des sols, la réfection des parois intérieures du principal hall d'intégration, ainsi que des travaux de réaménagements de salles, de peinture et des aménagements extérieurs. Au total, la remise à niveau de ces locaux est chiffrée à 1,23 million d'euros environ. L'annexe 1 en donne le détail. 8.6 Construction d un grand laboratoire d astrophysique et de planétologie Dans le dispositif actuel, ou tel qu il est prévu à la fin de 2011, avec l extension des locaux de l actuel CESR, les chercheurs et ITA du nouveau laboratoire seront dispersés à Toulouse sur le campus "Édouard Belin" et le campus "Colonel Roche". La construction d'un bâtiment unique regroupant l'ensemble des acteurs toulousains en planétologie et astrophysique, en conservant le site stratégique de Tarbes, est indispensable à la cohésion du futur laboratoire et à son développement. Nous proposons que cet objectif devienne une des priorités de l'université, du CNRS et de l'omp pour le CPER

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19 Seconde partie Les thématiques détaillées de l unité 19

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