Michel LEFEBVRE, Ingénieur CNES (e.r.), François BARLIER astronome titulaire, CERGA - Janvier 2006
D'après l'article paru dans la revue Navigation Volume 51, n° 202, Avril 2003 Page 35 à 81, que nous remercions pour l'autorisation de publication.
Partie 1 : La Terre mesurée depuis l’Espace...
Partie 2 : Itinéraire dans l'Histoire
Partie 3 : Itinéraire dans l'Histoire (suite)
Partie 4
Conclusion
Toujours du nouveau
Il est difficile de conclure une histoire alors qu'elle se poursuit et qu'elle est loin d'être terminée. Des résultats nouveaux sont obtenus chaque jour, les thèmes abordés sont très divers, parfois inattendus, comme, par exemple en hydrologie concernant le suivi des variations de niveau de plusieurs dizaines de grands lacs en Afrique, de mers fermées en Asie, mer Caspienne, mer d'Aral, ou de grands bassins fluviaux tel celui de l'Amazone.
Le suivi du bilan hydrique de la Terre est capital à l’heure où l'on s'interroge sur l'origine du développement en France et ailleurs, de grandes crues ou de crues éclairs comme observé récemment ou au contraire, lorsque l'on s'inquiète du développement de grandes sécheresses, au Sahara, en Mongolie, en Australie.
On peut encore citer la contribution à l'étude des zones polaires, comme les variations du volume des glaces ou la réduction observée dans le temps et dans l'espace de l'étendue de la glace de mer. On ne saurait oublier la mise en évidence de l'apport nécessaire de l'énergie dissipée des marées lunaires pour maintenir la circulation océanique profonde à grande échelle. Finalement on peut encore citer l'application future de ces travaux aux recherches sur la Lune, Mars et Venus.
Les points forts
Plusieurs éléments contribuent à la réussite de l'entreprise; retenons ceux qui nous paraissent avoir été déterminants.
Filières techniques
Le développement de la technologie est sans nul doute l'élément déclencheur. Jean Kovalevsky l'avait bien identifié dans son discours de clôture pour les vingt ans du GRGS en 1991. Gagner quatre ordres de grandeur sur les mesures de base en moins de 30 ans n'est pas si courant dans l'histoire des techniques et ne pouvait rester sans conséquence. La première tâche a été de participer activement aux améliorations et être au courant des développements qui s'organisent par filières. Il n'est pas évident de qualifier ces mesures. La Terre a été un laboratoire d'essais idéal. L'utilisation des techniques nouvelles dans les systèmes spatiaux a permis de donner toute leur mesure à ces techniques, de les tester en vraie grandeur et d'en assurer la promotion.
On pense aux développements en optique et particulièrement aux mesures laser qui de la Terre à la Lune ont connu un parcours modèle. On songe aux problèmes de mesure du temps (réalisation d'une échelle de temps, diffusion du temps, synchronisation). Là encore les missions spatiales ont des exigences nouvelles et fournissent aux physiciens un champ d'expérimentation et un complément parfait aux horloges de laboratoire et aux méthodes classiques de synchronisation.
On n'oublie pas non plus les systèmes radiofréquences essentiels pour les problèmes de télécommunication mais testés aussi, et dès le début, par les systèmes de poursuite des satellites et aussi par l'altimétrie radar.
Finalement et comme dernier exemple, les mesures de micro ou de nano-accélerométrie dans l'espace tels les systèmes à détection capacitive développés par l'ONERA exigent d’être embarqués pour pouvoir être complètement qualifiés et en fin de compte pour être utilisés comme c'est le cas avec succès avec le projet allemand CHAMP, le projet américano-allemand GRACE, et demain avec le projet MICROSCOPE du CNES et GOCE de l'ESA.
Filières thématiques
L'originalité a été d'utiliser ces mesures pour atteindre un certain nombre d'objectifs mais cela a exigé une vision du potentiel des mesures spatiales dès le début. Cette vision a dû être et doit toujours être partagée entre chercheurs, équipes projets, et responsables d'organismes. Cela suppose bien sûr que pour chaque domaine de recherche l'on obtienne des résultats et que ces résultats constituent une contribution majeure comme on l'a obtenu en océanographie spatiale. Cela a supposé pour l'altimétrie radar des océans une volonté d'ouverture, une ouverture à d'autres classes d'utilisateurs, une ouverture à d’autres organismes sous formes de partenariats et aussi une ouverture à des programmes communs à plusieurs disciplines différentes, géophysique, océanographie physique, géodésie, planétologie, hydrologie, glaciologie.
Pour l'altimétrie, ceci a nécessité et nécessite un dialogue permanent, vrai, continu entre les différents intervenants, entre les chercheurs et les ingénieurs des équipes projet. Ce décloisonnement ainsi opéré n'amène pas seulement le succès. Il est à la base de relations humaines qui sont un véritable privilège dans une vie professionnelle tandis que l'efficacité est confortée par la communauté de vues, pour ne pas dire la complicité. Dans les projets internationaux et en dépit des barrières culturelles un dialogue vrai s'est établi entre les équipes projet et les collègues anglo-saxons et ce dialogue perdure et a constitué un enrichissement réciproque exemplaire comme cela a été et est toujours le cas pour les projets franco-américains TOPEX-POSEÏDON et JASON-1 et -2.
Épilogue
CONNAÎTRE LA TERRE : la connaissance de la Terre et de sa dynamique à toutes échelles d'espace et de temps est devenue une nécessité, qu'il s’agisse de la terre solide, de la dynamique des océans ou des glaces polaires. Cette connaissance est maintenant possible. L'utilisation conjointe de données spatiales, et in situ assimilées dans des modèles, est en cours et dans plusieurs cas opérationnelle.
SAVOIR OÙ NOUS SOMMES SUR LA TERRE : savoir où l'on est, est aussi une nécessité qui a existé et existe de tout temps, mais elle a maintenant une dimension planétaire. Les systèmes de positionnement et de navigation nous placent dans un système unique et homogène et nous font vivre à une même échelle de temps. Qui plus est, les réponses aux deux questions de base, quelle heure est-il ? et où suis-je ? sont accessibles, ou vont l'être de plus en plus, de façon universelle et simple à tout habitant de la Terre. Bien plus, ces habitants de la Terre vont, en plus, pouvoir communiquer ces informations à d'autres et recevoir en retour de l'information d'ailleurs grâce au développement nouveau de la synergie, positionnement, navigation, télécommunication. Ces systèmes de positionnement et de navigation utilisent, et utilisent seulement, les mêmes types de mesures que ceux utilisés pour la connaissance de la Terre. Dans les deux cas, l'absolue nécessité est la CONTINUITÉ et donc l'engagement de mise à disposition de manière pérenne des systèmes développés et des produits associés. On peut dire à bon droit : "A DÉVELOPPEMENT DURABLE, CONNAISSANCE DURABLE".
Certains nous ont amicalement reproché de ne pas utiliser le mot 'GÉODÉSIE'. Alors redonnons lui en conclusion ses lettres grecques de noblesse : "GEO" c'est la Terre, "DEIEIN" c'est partager. Contribuer à ce partage est un objectif passionnant, au propre et au figuré. C'est pour partager les TERRES qu’on fit appel à Thalès et Pythagore, puis on utilisa aussi leurs techniques après les crues et les inondations du Nil lorsqu'il fallait repartager les terres. Il y a donc eu des histoires passionnantes et il y en aura d'autres pour le FUTUR.
Nous attendons GALILEO.
Remerciements
Nous voudrions exprimer d'abord tous nos remerciements à tous ceux par qui le GRGS a pu exister et dont les noms se trouvent dans les textes fondateurs du GRGS. Ils sont donnés dans les annexes 1, 2, 3, et appartiennent au CNES, au Bureau des longitudes, à l’Observatoire de Paris, à l’Institut Géographique National, à l’Institut National des Sciences de l’Univers. Sans eux rien de l’histoire de la géodésie spatiale en France n’aurait pu exister.
Nous sommes reconnaissants aussi à tous nos collègues avec qui nous avons travaillé tout au long de ces 40 années et plus particulièrement à J. Kovalevsky qui fut le premier directeur du GRGS et le premier animateur de cette belle entreprise à laquelle il ne cessa jamais de s’intéresser.
Pour le présent travail, nous sommes particulièrement reconnaissants à Raymond Zaharia qui a bien voulu relire tout le texte de base et nous a beaucoup aidé à sa construction par tous ses conseils et ses suggestions avisés. Nous avons beaucoup apprécié le travail réalisé par l’Agence DAG à Toulouse et tout spécialement celui d’Elizabeth Courrent, 25 rue Saint Guilhem, www.dag.fr, pour tous les problèmes de mise en forme informatique du document et toutes les corrections qu’il faut faire et refaire sans cesse avec une très grande patience et dans la bonne humeur.
Bibliographie simplifiée
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A new Look at Planet Earth, Satellite, Geodesy and Geosciences, François Barlier et Michel Lefèbvre
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Barlier, F. Lefebvre, M., avril 1970, Propositions à long terme en géodynamique, publication interne du GRGS.
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Levallois, J-J.(1989) Mesurer la Terre, 300 ans de géodésie française, De la toise du châtelet au satellite : Ecole des Ponts et Chaussées, AFT.
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Space Oceanography, Navigation and Geodynamics (SONG Workshop), Schloss Elmau, Germany, January, 16-21 January, 1978, ESA-SP-137.
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Kovalevsky, J. Histoire de la géodésie française, octobre 2001, conférence faite à l’Institut Français de l’Histoire de l’Espace, Paris.
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Earth and Ocean Application Physics (NASA Workshop), Williamstown, Ma, USA, July 1969.
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Solid Earth Science and applications mission for Europe, (SESAME Workshop) Chiemse, Germany, March, 4-6 1986, ESA-SP-1080.
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Colloque pour les 20 ans du GRGS,1991, édité par le GRGS.
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La Géodésie, Bilan et perspectives, livre blanc sur la géodésie, décembre 2001, édité par le Bureau des Longitudes, Paris.
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Cazenave, A. et Feigl, K. (1994). Formes et mouvements de la terre, Satellite et Géodésie. Paris : Croisée des Sciences, CNRS éditions, Belin.
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Fu, L. L. and Cazenave, A.(2001) Satellite altimetry and Earth Sciences. International geophysics series, volume 69. San Diego : Academic Press.
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Techniques Avancées : revue de l’Amicale du Génie Maritime et des Ingénieurs ENSTA, N° 38 janvier 1997
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Galileo, Global Navigation Satellite System, missions, June 24th 2002, édité par la Commission Européenne et l'ESA.
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Deux cent cinquante ans d’histoire de la figure de la Terre, La vie des Sciences, Comptes rendus de l’Académie des Sciences, H. Lacombe, J-J. Levallois, J. Kovalevsky, Tome 3, n°2, Mars-Avril 1986.
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Sciences de la Terre au Luxembourg, Réminiscences, J. A. Flick, Norbert Stomp, Musée national d’histoire naturelle, Luxembourg, 2002, ISNB 2-919877-00-8.
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Minster, J. F. La machine océane, collection chants, Flamarion, 1997.
Annexe 1
Procès verbal de la séance
du 17 Février 1971 portant création
d’un Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale
Le Président du Bureau des Longitudes
Le Président du Centre National d’Études Spatiales
Le Directeur de l’Institut Géographique National
Le Directeur de l’Observatoire de Paris
se sont réunis le 17 Février à 16h00 au Bureau des Longitudes et ont décidé ce qui suit :
Considérant l’intérêt porté par les quatre organismes qu’ils dirigent aux recherches dans le domaine de la géodésie spatiale et à leurs applications,
Considérant les résultats importants qu’a déjà permis d’obtenir la coopération officieuse de leurs chercheurs et techniciens,
Décidant d’assurer à cette coopération la stabilité nécessaire en constituant un Groupe de recherches de géodésie spatiale auquel ils s’efforceront d’assurer le maximum de moyens compatible avec leurs possibilités respectives,
Le Groupe de recherches de géodésie spatiale est placé sous l’autorité d’un Comité directeur composé des quatre signataires ou de leurs représentants. Ce Comité directeur, qui se réunira au moins deux fois par an, décidera des contributions de toute nature à demander par le Groupe aux autorités responsables des quatre organismes.
Le Comité directeur étudiera l’adhésion et prononcera l’admission de tout autre organisme français qui en présenterait la demande.
Le présent accord est valable pour un an, et renouvelable par tacite reconduction. Il pourra être dénoncé à tout moment par l’une quelconque des parties. Il cessera d’avoir effet un an après notification de cette dénonciation aux autres parties.
Le Directeur général du Centre National de la Recherche Scientifique et le Délégué général à la Recherche Scientifique et Technique seront informés de la création du Groupe de recherches de géodésie spatiale et de ses principales activités.
Fait à Paris, le 17 Février 1971.
Le Président du Bureau des Longitudes
A. Gougenheim
Le Président du Centre National d’Études Spatiales
F. Denisse
Le Directeur de l’Institut Géographique National
G. Laclavère
Le Directeur de l’Observatoire de Paris
J. Delhaye
Ils ont également désigné pour représenter leur organisme au Conseil Scientifique :
MM. Morando, Muller pour le Bureau des Longitudes
MM. Husson, Lefebvre pour le CNES
MM. Levallois, Duffour pour l'IGN
MM. Barlier, Guinot pour l'Observatoire de Paris,
et ont prié Monsieur Laclavère d'accepter que son établissement prenne en main l'administration du Groupe de Recherches de Géodésie Spatiale, et en fournisse les moyens.
Document signé par
Le Président du Bureau des Longitudes
(A.Gouguenheim)
Le Président du Centre National d'Études Spatiales
(F. Denisse)
Le Directeur de l'Institut Géographique National
(G. Laclavère)
Le Directeur de l'Observatoire de Paris
(J. Delhaye)
Le Directeur Technique
(J. Kovalevsky)
Annexe 2
Paris, le 27 mars 1970
DECISION N° 25 / CNES / P
Il est créé, à l’intérieur de la Division Mathématiques et Traitement du Centre Spatial de Brétigny, un département « Géodésie Spatiale ».
Ce département a les fonctions suivantes :
- effectuer des recherches en géodésie spatiale sur les programmes acceptés par la Direction du CNES, en ayant comme souci majeur de faire aboutir ces recherches sur les applications de la géodésie spatiale, soit en matière de détermination d’orbites, soit en matière de localisation, soit en matière de navigation ;
- assurer, dans la phase d’exécution des programmes de géodésie, la coordination des travaux scientifiques, lorsque celle-ci est confiée au CNES ;
- effectuer, pour la Direction des Programmes et du Plan ou pour les centres techniques, les études de géodésie nécessaires à l’élaboration de missions, d’avant- projets ou de projets ;
- établir et tenir un fichier complet de toutes les observations de satellites, ayant un intérêt géodésique de manière à pouvoir procurer ces observations à tout organisme national ou international en faisant la demande ;
- participer à la définition et aux évaluations de nouveaux systèmes spatiaux de localisation ;
- publier et diffuser des notes techniques concernant la géodésie spatiale.
Le chef de ce département devra :
- prendre l’initiative de proposer à la Direction du CNES des expériences de géodésie spatiale, soit dans le cadre national, soit au niveau international. Ses propositions seront examinées suivant la procédure habituelle, en particulier en ce qui concerne les propositions à caractère essentiellement scientifique ;
- coordonner l’activité de son département avec les organismes ou laboratoires de géodésie extérieurs au CNES, de façon à éviter une duplication des études et recherches au niveau national.
J. F. DENISSE
Annexe 3
Paris, le 1er avril 1971
DECISION N° 36 / CNES / DG
Le Directeur Général du Centre National d’Études Spatiales,
VU la décision n° 25 / CNES / P du 27 mars 1970,
VU la décision de création du G.R.G.S. en date du 17 février 1971,
DECIDE :
Article 1 : sont mis à la disposition du G.R.G.S. pour la période du 1er avril 1971 au 31 mars 1972
- d’une part, le personnel composant le département de Géodésie Spatiale au 1er avril 1971, soit :
Chef du département M. LEFEBVRE
Ingénieurs J-M. PIEPLU
A. CAZENAVE
F. NOUEL
G. BRACHET
B. MOYNOT
- Programmeurs G. BREVIGNON
C. BROSSIER
- d’autre part, Mme KUPECEK, secrétaire de direction.
Article 2 : Ce personnel reste placé sous l’autorité hiérarchique du Directeur du Centre Spatial de Brétigny. Il est géré administrativement par la Division Administrative de ce Centre. Il exerce ses fonctions dans l’emprise du Centre Spatial de Brétigny.
Article 3 : Le chef du département bénéficie de délégations de crédits d’engagement et de paiement que lui consent le Directeur du Centre Spatial de Brétigny en application de l’instruction générale CNES / AF / BF n°4 du 5 février 1971.
Le Directeur Général du C.N.E.S.
R. AUBINIERE
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