La prospective de La Colle sur Loup avait identifié les origines des planètes et de la vie, ainsi que les origines de l’Univers, comme thèmes de recherche majeurs des années à venir. En 2005, le CNRS a lancé une réflexion sur les priorités scientifiques de l’organisme. Les deux thèmes « Origines des planètes et de la vie » et « Astroparticules : des particules à l’Univers » ont donc été proposés à la direction du CNRS. Origine des planètes et de la vie Le thème des Origines, et plus précisément celui de l'origine des planètes et de la Vie figure parmi les questions astrophysiques les plus brûlantes d'aujourd'hui. Cette question, formulée de manières très différentes selon les époques et les contextes, est déclinée aujourd'hui par les scientifiques de façon précise : Comment les systèmes planétaires se forment-ils et évoluent-ils? Quelles sont les caractéristiques des systèmes planétaires extrasolaires ? Quels sont les conditions physicochimiques et les processus à l'origine de la vie ? Existe-t-il des traces de vie extraterrestre passée sur des planètes du système solaire ? Quelles signatures de vie pouvons-nous détecter dans les systèmes planétaires extra-solaires ? La progression rapide et continue des outils d'investigation (observations astrophysiques, étude des disques protoplanétaires et du milieu interplanétaire, recherche d’exoplanètes, exploration de la Terre, du Système Solaire et du milieu interstellaire, expériences de physico-chimie et de biologie en laboratoire, modélisation) permet de penser que ces questions trouveront des réponses ou au moins d'importants éléments de réponse, dans les années à venir. Etant donnés les enjeux, qu'ils soient scientifiques ou simplement liés à la curiosité humaine, les "Origines des planètes et de la vie" représentent aujourd'hui un thème prioritaire dans la plupart des communautés scientifiques et constituent un domaine particulièrement concurrentiel au niveau mondial. Le thème “Origines des planètes et de la vie"a été proposé pour figurer parmi les priorités du CNRS. La communauté française et le CNRS en particulier, possèdent en effet des atouts forts pour se situer à la pointe de ce domaine naturellement interdisciplinaire qui fait appel aux compétences des physiciens et chimistes de la matière, des chimistes, des biologistes, des physiciens des Sciences de la Terre et des astrophysiciens. Si ces recherches sont très fondamentales, elles font fortement appel à des développements technologiques très innovants, qui peuvent servir d'autres communautés ou même le domaine industriel. Le CNRS possède le grand avantage d'avoir les compétences dans chacune des questions clé, leur mise en commun pouvant apporter une valeur ajoutée considérable. Le nombre moyen annuel de publications sur cette thématique est d'environ 1850 sur les six dernières années, en forte augmentation depuis dix ans. Les français sont bien placés, avec une contribution à l'ensemble des publications (6%) égale à celle du Royaume Uni et légèrement inférieure à celle de l'Allemagne (8%), les Etats-Unis étant loin devant (39%). Les investissements des différentes communautés nationales sur cette thématique, présente parmi les objectifs scientifiques de la plupart des grands projets sols, et de nombreux projets spatiaux, sont très importants. En France, la thématique est mise en avant par plusieurs programmes de l'INSU (PNP, PNPS, PCMI) et par le GdR Exobiologie, et intéresse une communauté de plus de 200 personnes, travaillant dans des UMR du CNRS. Elle a reçu un fort soutien de l'ANR en 2005. Les travaux interdisciplinaires avec physiciens, chimistes et biologistes devraient se poursuivre et s'intensifier avec la mise en priorité par le CNRS. Un des plus grands atouts actuels est de jouer un rôle fort dans l'instrumentation liée à ces thèmes (recherche d'exo-planètes, exploration du système solaire, du milieu interstellaire). Mais la communauté française possède aussi les compétences théoriques et en simulations numériques pour aborder la question de la formation des systèmes planétaires de manière complète, ainsi que le savoir faire pour développer des programmes expérimentaux dédiés en laboratoire. THÈMES PRIORITAIRES Propositions de thèmes prioritaires pour le CNRS relatifs à l’astronomie Par ailleurs, les origines des planètes et de la vie fait partie du petit nombre de questions qui suscitent un vif intérêt auprès du grand public, des étudiants, et.en milieu scolaire. Le fort impact des résultats tant dans le monde scientifique que dans les médias contribue à l'attractivité de la science et au rayonnement du CNRS. La création d’un Programme Interdisciplinaire du 19 • Thèmes prioritaires CNRS sur la thématique « Origine des planètes et de la vie » a été recommandée par le Conseil Scientifique du CNRS, programme qui sera placé sous la direction de la Directrice scientifique adjointe « astronomie-astrophysique , Anne-Marie Lagrange. Un colloque fondateur sera organisé en décembre 2006. Astroparticules : des particules à l’Univers La thématique « Astroparticules » a été affichée comme prioritaire par le Contrat d’Action Pluriannuel (CAP) CNRS-Etat 2002-2005, parmi cinq grands secteurs interdisciplinaires. La dénomination « Astroparticules » a une connotation sociologique, et recouvre en fait deux domaines, perçus comme totalement distincts par les astrophysiciens, la cosmologie et l’astrophysique des hautes énergies, mais qui ont la particularité de pouvoir servir un cadre dans lequel les physiciens des particules et les physiciens théoriciens se servent de l’Univers comme laboratoire pour atteindre des énergies qui ne seront jamais atteintes sur Terre. Autour de ces thèmes centraux se sont toutefois associés de nombreux autres thèmes (tests des lois fondamentales, en particulier de la gravité, astrophysique nucléaire,…) qui font de ce domaine un espace de rencontres de nombreuses autres disciplines de la physique (physique nucléaire, physique quantique, matière condensée,…). La communauté concernée en France regroupe maintenant environ 400 chercheurs, expérimentateurs, observateurs ou théoriciens, répartis dans une cinquantaine de laboratoires. En cosmologie, les grandes questions posées concernent par exemple la nature de l’énergie noire (nouvel état de la matière ou modification de la gravité), la nature de l’inflation au-delà du paradigme générique, la nature de la matière noire abordée par des recherches directes et indirectes, et enfin la question de la réionisation et de la formation des premiers objets de l’Univers, qui est un thème émergent. Du côté de l’astrophysique des hautes énergies, on peut citer la question de l’origine des rayons cosmiques, de leur accélération et de leur propagation ; les interactions des particules à très haute énergie telles qu’on peut les déduire de l’étude des sources cosmiques à très haute énergie ; la recherche des limites de la relativité générale ; la formation des trous noirs et les processus dynamiques en jeu au voisinage des trous noirs ; 20 l’existence de nouveaux états de la matière aux densités et énergies extrêmes ; la modélisation des explosions de supernovae et la synthèse des éléments lourds. Pour répondre à ces grandes questions, la communauté « Astroparticules » s’appuie sur des projets spécifiques au sol et dans l’espace, mais aussi sur des moyens non dédiés qui sont de plus en plus perçus à juste titre comme des compléments indispensables dans la perspective d’une étude multi-messagers et multi-longueurs d’onde des sources de haute énergie. Dans le domaine de la cosmologie, la France joue un rôle de leader dans la mission spatiale Planck, et dans les projets grands champs (MEGACAM, WIRCam). Elle est aussi impliquée dans le projet VLTI-2 X-shooter d’étude des éruptions gamma. Elle occupe également une position très favorable dans le domaine de la détection directe de matière noire avec le projet Edelweiss et ses suites envisagées. Pour les hautes énergies, une stratégie multi-messagers s’est développée ces dernières années, avec l’ouverture de plusieurs fenêtres dans les domaines des ondes gravitationnelles (projets Vigo puis LISA), des neutrinos de haute énergie (ANTARES), et des rayons cosmiques de très haute énergie (Observatoire Pierre Auger). A côté de ces projets pionniers, largement exploratoires, la stratégie est de couvrir le mieux possible le spectre électromagnétique, en particulier dans le domaine des hautes énergies, avec XMMNewton, INTEGRAL, GLAST, HESS, … L’organisation des communautés scientifiques concernées par la mise en place d’un programme interdisciplinaire du CNRS s’appuyant sur le programme national de cosmologie et le GdR Phénomènes Cosmiques de Hautes Energies, ainsi que d’une commission interdisciplinaire pour le recrutement de chercheurs est traitée plus loin (chapitre « Interfaces avec les autres disciplines »).