Développement d'une instrumentation lidar haute sensibilité pour la mesure de l'abondance isotopique de la vapeur d'eau – SWALIDE

L’amélioration de notre connaissance du cycle de l’eau dans l’atmosphère nécessite de disposer de mesures résolues dans le temps et selon la verticale de l'abondance des deux principaux isotopes stables de la vapeur d’eau dans la basse et moyenne troposphère. C’est à l’aide d’une instrumentation LIDAR à absorption différentielle de haute sensibilité que nous proposons de relever ce défi qui permettra de combler le manque indéniable d’observable, afin d’augmenter la précision des modèles de climat. Ainsi, le projet SWALIDE a pour but de combiner les technologies de détection infrarouge de pointe basées sur des photodiodes à avalanche HgCdTe avec le premier système lidar à absorption différentielle WAVIL dédié à la mesure de l'abondance isotopique de la vapeur d'eau. Le premier objectif est d'amener le lidar à un niveau de sensibilité inédit pour les applications de sciences de l’atmosphère, et des futurs réseaux d’observation. Pour cela, une photodiode à avalanche spécifique dotée d'une architecture monolithique originale sera développée afin de fournir une rupture en termes de sensibilité et d'opérabilité. Pour soutenir cet objectif, l'ensemble de l'instrumentation sera testé et validé par des inter-comparaisons avec d’autres capteurs tels que des spectromètres industriels conçus pour les mesures in situ. Le second objectif s’inscrit dans la perspective des futures missions lidar spatiales, qui étendront les observations de la vapeur d'eau et de l'abondance isotopique à l’échelle globale afin de disposer d’une climatologie inédite des zones de convergence et de divergence d’humidité dans l’atmosphère. Pour cela, la photodiode à avalanche, son électronique d'amplification et de formatage seront conçues et réalisées en collaboration avec Airbus DS. Ceci permettra de préparer le transfert de la recherche à l’industrie en vue des futures missions lidar qui pourront être proposées par la France à l’agence spatiale européenne en s’appuyant sur le CNES.