Appel d’offres 2002 du Programme National de Planétologie I. Politique scientifique du Programme et structure de l’appel d’offres 2002 Le Programme National de Planétologie, placé sous la responsabilité conjointe des divisions Astronomie-Astrophysique et Sciences de la Terre de l’INSU, est animé par Michel Blanc (Observatoire Midi-Pyrénées, Toulouse) et Bernard Marty (ENSG et CRPG Nancy). Le Comité Scientifique, dont la composition est jointe en annexe, a pris en compte deux aspects structurants importants pour notre communauté : l’existence de deux grands axes implicites dans les recherches planétaires actuelles (Origine des planètes et du système solaire, Planétologie comparée), et le rôle très important de soutien aux missions spatiales confié par le CNES au PNP (Mars, Cassini, Rosetta, Corot etc.). D’autre part, le CS du PNP souhaite continuer sa politique de fléchage de sujets (mais non exclusifs) pour le développement de la communauté Planétologie Ces sujets, détaillés ci-dessous, ont fait l’objet d’un réajustement de la part du CS en fonction de l’évolution de la connaissance et de celle de la programmatique des missions spatiales. Enfin, le CS souhaite encourager le recours au thème blanc pour des propositions d’intérêt scientifique important ne rentrant pas dans le cadre des sujets fléchés. Le Programme sera financé, comme les années précédentes, par des contributions de l’INSU et du CNES qui devraient se situer à un niveau de ressources voisin de celui de l’année 2001. Le présent appel d’offres est lancé sur la base de cette hypothèse. II. Orientations scientifiques et nouvelles responsabilités du PNP Le Programme National de Planétologie a pour vocation de soutenir l’ensemble des activités de recherche relevant de la planétologie en France, depuis l’étude des planètes proches jusqu’à l’étude et à la détection des planètes et des systèmes planétaires extra-solaires. Les 4 principaux thèmes du PNP, qui ont été confortés lors de l’examen à mi-parcours du PNP et sont en adéquation avec la politique d’exploration spatiale de notre pays, sont : - Exploration de Mars Le système Saturne-satellites L’origine du système solaire Exploration des autres planètes du système solaire et caractérisation des planètes extra-solaires Tout en poursuivant le nécessaire soutien aux missions spatiales achevées (dont l’analyse des données se poursuit), en cours (CASSINI) ou en préparation (ROSETTA, COROT, BEPI-COLOMBO), le Comité Scientifique, conformément au mandat qui lui a été fixé, continue à porter un effort particulier sur la préparation du programme d’exploration de Mars. Par ailleurs la direction de l’INSU souhaite voir accrue l’action focalisatrice du programme sur des sujets jugés prioritaires et/ou en émergence, et autour desquels il apparaîtra important de coordonner les travaux de plusieurs équipes aux compétences complémentaires. Cette volonté se traduit par l’attribution de financements spécifiques aux “ sujets fléchés ” sélectionnés par le Comité Scientifique. L’impact scientifique de ces sujets fléchés, créés en principe pour une durée limitée, sera jugé à travers un bilan rédigé par les animateurs à l’ extinction du sujet ou au moment du renouvellement du programme. Un premier bilan à deux ans a été effectué par le Comité Scientifique du PNP le 31 Mai 2001, qui a reconnu l’action fédérative et incitatrice des sujets fléchés et a proposé quelques réajustements tenant en compte l’évolution du programme spatial français. Le nombre de sujets fléchés a été sensiblement réduit (de 9 à 7), et l’étude des atmosphères apparaît maintenant dans plusieurs SF en fonction des mécanismes ou problèmes scientifiques à la compréhension desquels elle contribue. Parmi les responsabilités incombant au PNP figure la sélection et le financement partiel (à travers la formule des tickets modérateurs) des programmes d'observation sur les télescopes nationaux du Pic-du-Midi (TBL) et de l'OHP (T152 et T193). Les demandes de temps sur ces télescopes relevant de la planétologie (y compris la recherche et l'étude des planètes et systèmes planétaires extra-solaires) sont examinées par un sous-groupe du Comité Scientifique composé de Marcello Fulchignoni (président), Bruno Bézard, Michel Mayor et Patrick Pinet, qui classe les demandes par ordre de mérite et rapporte devant le Comité Scientifique. Enfin, le PNP a engagé une réflexion concernant le besoins en termes de temps d'observation et d'instrumentation sur les grands télescopes (class au dessus de 4 m) accessibles aux chercheurs de la communauté des planétologues français. III. Structure de l’appel d’offres et procédure d’examen des propositions. En plus des demandes de temps d’observation sur les télescopes nationaux, qui font l’objet d’une procédure spécifique gérée par l’INSU dans un autre cadre, le PNP sollicite deux types de réponses au présent appel d’offres. 1. Des réponses s’inscrivant dans le cadre des sujets fléchés sélectionnés par le Comité Scientifique. Ces réponses doivent correspondre à la définition des sujets fléchés, et peuvent comprendre, en soutien au projet scientifique, des demandes de financement en fonctionnement et/ou en équipement. Soumises au moyen des formulaires “ fiches abrégées ” de l’INSU, elles sont limitées au résumé et à la page titre. Ces demandes sont envoyées à l’INSU et aux animateurs du sujet fléché concerné. Après réception de l’ensemble des propositions les concernant, les animateurs construisent le dossier d’un projet scientifique coopératif qu’ils soumettent au Comité Scientifique pour évaluation et arbitrage sur son financement. Les animateurs sont vivement encouragés à réunir l’ensemble des proposants pour construire avec eux ce dossier scientifique et définir autant que possible une stratégie scientifique pluri-annuelle pour le développement du sujet. En fonction de la définition et des priorités du thème, ils peuvent être amenés à transmettre une demande au Comité Scientifique pour examen hors sujets fléchés. Le demandeur sera alors sollicité pour préparer un dossier complet (sur le formulaire détaillé). 2. Des réponses s’inscrivant plus largement dans les thématiques du PNP sans correspondre à un des sujets fléchés. Soumises à travers le formulaire détaillé habituel, ces réponses peuvent comprendre des demandes d’équipement et/ou de fonctionnement. Elles seront traitées, évaluées et financées directement par le Comité Scientifique. Lors de sa réunion annuelle d’établissement du budget, le CS du PNP examinera donc de façon compétitive : - les projets scientifiques proposés pour chaque sujet fléché par ses animateurs, - les projets proposés hors sujets fléchés, qui seront présentés et évalués par un rapporteur du CS, - les demandes de temps d’observation sur les télescopes nationaux, qui seront présentées, classées par ordre de mérite scientifique, par le président du sous-groupe du CS chargé de ce domaine d’activité. Le CS arbitrera entre ces différentes demandes sur la base de ses critères d’évaluation et de sélection (cf V) et proposera à l’INSU et au CNES la répartition budgétaire résultant de cet arbitrage. IV. Présentation des sujets fléchés et de leurs animateurs. Après avoir examiné l’évolution du contexte programmatique et fait le bilan du fonctionnement de la nouvelle formule du programme durant les deux années passées, le Comité Scientifique a sélectionné pour l’exercice budgétaire 2002 la liste de 8 sujets fléchés qui suit. Elle correspond à un réajustement des sujets fléchés définis pour le précédent appel d’offres. On trouvera en Annexe 2 les coordonnées des animateurs ainsi qu’une brève description du thème de chaque sujet fléché. SF 1 : Recherche et modélisation des systèmes planétaires extra-solaires Animateurs : E. Lellouch et F. Malbet SF2 : Evolution interne de Mars et des autres corps différenciés Animateurs : J.L. Birck et A. Mocquet SF3 : Intéractions surface-atmosphère-hydrosphère de Mars Animateurs : P. Allemand et X SF4 : Physico-chimie des atmosphères denses Animateurs : P . Gazeau et R. Courtin SF5 : Origine et irradiation de la matière primitive dans le système solaire Animateurs : C. Engrand, et G. Libourel SF6 : Hautes atmosphères, intéraction avec le plasma et le rayonnement Animateurs : Ph. Zarka et E. Chassefière SF7 : Formation et évolution dynamique précoce du système solaire. Animateurs :, A. Morbidelli et A. Dutrey En ce qui concerne l’ancien SF8 “ environnement proche des noyaux cométaires ”, le CS propose de faire une pause sur ce sujet dont l’urgence ou l’opportunité du point de vue de la préparation de missions spatiales est moindre au moins pour l’année à venir. Ceci ne signifie en rien un désintérêt pour la physique et la chimie cométaires, ni une dévalorisation de son importance scientifique, et le CS sera attentif à ce que ce sujet continue à émarger convenablement au programme via le thème blanc. V. Critères d’évaluation et de sélection des propositions, rôle des formations L’objectif du P.N.P. est de soutenir le développement des recherches en planétologie en France. Les critères d’évaluation et de sélection des propositions seront donc : 1) Leur qualité scientifique intrinsèque, 2) Leur adéquation aux thèmes prioritaires du P.N.P ou aux sujets fléchés, 3) La pertinence et la précision de la justification des demandes budgétaires par rapport aux objectifs scientifiques affichés (les demandes budgétaires imprécises ne seront pas considérées). En plus du soutien aux équipes déjà fortement actives en planétologie, une attention particulière sera apportée au démarrage de nouvelles opérations et aux projets regroupant plusieurs équipes de compétences complémentaires autour d’objectifs communs, dans la mesure où ils seront susceptibles d’apporter des résultats nouveaux de qualité à la planétologie française. Une certaine priorité sera également accordée au dépouillement ou à la valorisation de données d’expériences spatiales achevées depuis plus de deux ans, que le CNES finance par le biais de sa contribution au budget du P.N.P.. La signature, obligatoire, du responsable de votre formation l’engage à vous apporter au minimum, en soutien à votre projet, les financements relevant normalement du soutien de base de son unité. A contrario, le P.N.P. ne peut se substituer au soutien de base des formations et ne considérera pas en principe les demandes budgétaires qui en relèvent, en particulier la maintenance et la jouvence d’équipements déjà financés, sauf à titre exceptionnel et sur la base d’une justification explicite du demandeur. VI. Modalités de soumission Les demandes de financement disponibles à l’adresse : http : //www.insu.cnrs-dir.fr rubrique appel d’offres 2001-2002 en cours doivent être adressées uniquement par courrier électronique au plus tard le 15 Novembre 2001. Les demandes faites dans le cadre des sujets fléchés (SF) seront rédigées sur les fiches abrégées et envoyées aux animateurs du sujet fléché concerné et à Martine Révillon, Les demandes faites en dehors des sujets fléchés doivent être rédigées sur la fiche abrégée et le formulaire détaillé et envoyées à Martine Révillon. L’envoyer en format RTF ou PDF, en document attaché, à [email protected] et aux animateurs en cas de sujet fléché. Le document attaché doit être nommé et porté les informations minimum suivantes : PNP-nom du responsable et SF si besoin Un exemplaire signé du Directeur du Laboratoire du demandeur doit parvenir par courrier postal à l’INSU à Martine Révillon à l’adresse suivante : INSU Cellule Programmes BP287 75766 Paris cedex 16 Enfin, nous vous rappelons que tout projet financé doit faire l’objet d’une fiche bilan lorsque le financement est terminé.(mettre l’adresse web avec lien) Annexe 1 : composition du Comité Scientifique et adresses de ses membres Nota la nouvelle adresse de Bruno Bezard est : [email protected] Annexe 2 : liste et coordonnées des animateurs des sujets fléchés. ANNEXE 1 composition du Comité Scientifique et adresses de ses membres BLANC Michel, OMP, 14, avenue E. Belin, 31400 Toulouse, tél. : 05-61-33-28-50, [email protected] BEZARD Bruno, Observatoire de Paris DESPA, 92195 Meudon Cedex, tél.: 01-45-07-77-17, [email protected] CASOLI Fabienne, INSU - Division AA, 3, rue Michel-Ange, 75766 Paris Cedex 16, tél. : 01-44-96-43-77, [email protected] COSTARD François, CNRS Orsay Terre Université Paris XI, Bat 504, 91405 ORSAY Cedex, tél.: 01-69-15-49-10, [email protected] FULCHIGNONI Marcello, Observatoire de Paris DAEC, 92195 Meudon Cedex , tél. : 01-45-07-75-39, [email protected] GUILLOT Tristan, OCA - Cassini - BP4229, 06304 NICE Cedex 4, tél.: 04-72-72-84-06, [email protected] KOFMAN Wlodek, Laboratoire de Planétologie de Grenoble, Bât.D de Physique, 38051 Grenoble Cedex 9, tél.: 04-76-51-41-52, [email protected] LANGEVIN Yves, IAS. UNIVERSITÉ PARIS XI/Bât. 121, 91405 Orsay Cedex, tél. :01-69-85-86-81, [email protected] LÉGER Alain, IAS/CNRS/Bât.121, Université Paris XI, 91405 Orsay Cedex, tél. :01-69-85-85-80, [email protected] MANHES Gérard, Laboratoire Géochimie et Cosmochimie, Institut de Physique du Globe de Paris, Tour 14-24, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, tél.:01-44-27-49-51, [email protected] MARTY Bernard, CRPG, BP20 54501 Vandoeuvre les Nancy cedex, tél. : 03-83-59-42-22, [email protected] MAYOR Michel, Observatoire de Genève, 51, Chemin des Maillettes, 1290 SAUVERNY Suisse, tel: 00-41-22-75-52-611, [email protected] PINET Patrick, Laboratoire de Dynamique Terrestre et Planétaire, OMP, 18, Av. E. Belin, 31055 Toulouse Cedex, tél.: 05-61-33-29-65, [email protected] ROCARD Francis, CNES/DPAI, 2, place Maurice Quentin, 75039 Paris Cedex 01, tél.:01-44-76-75-98, [email protected] SOTIN Christophe, Laboratoire de Planétologie et géodynamique, Université de Nantes-BP92208, 2, rue de la Houssinière, 44072 Nantes Cedex 03, tél.: 02-51-12-54-66, [email protected] VIDAL Philippe, INSU - Division ST, 3, rue Michel-Ange, 75766 Paris Cedex16, tél.:01-44-96-43-83, [email protected] Michel Blanc et Bernard Marty sont les animateurs du Comité Scientifique du PNP. ANNEXE 2 Présentation des Sujets Fléchés du Programme National de Planétologie et coordonnées des animateurs. Année 2002 SF 1 : Recherche et modélisation des systèmes planétaires extra-solaires Ce sujet entièrement consacré à l'étude des planètes extra-solaires et de leurs origines regroupe : - les méthodes de détection des planètes extra-solaires: vélocimétrie, astrométrie, imagerie directe, chronométrie, émissions radio, occultations, interférométrie differentielle,... - les observation (photométrie, spectroscopie, imagerie...) de ces planètes et des objets ayant des caractéristiques semblables (naines brunes, disques protoplanétaires...) en vue de diagnostics pour la recherche et l'étude des exoplanètes, - la modélisation comparative: composition chimique, structure thermique, circulation générale, échappement. Diagnostics spectroscopiques. - les modèles de formation et de migration. Modélisation de la dynamique des disques protoplanetaires. Origine et formation des systèmes planétaires. Animateurs : A. Lellouch DESPA, Observatoire de Paris 92195 Meudon cedex [email protected] F. Malbet Laboratoire d’Astrophysique. Observatoire de Grenoble BP53 38041 Grenoble cedex [email protected] SF2 : Evolution interne de Mars et des autres corps différenciés Ce sujet fléché a pour but de se faire rencontrer et collaborer des chercheurs issus de thématiques différentes - i.e. géochimie, dynamique, sismologie, modélisation numérique, expérimentation, observations satellitaires, … – autour d’une étude interdisciplinaire de la structure interne de Mars et des autres corps différenciés du système solaire, dans une approche de planétologie comparée. Les axes de recherche fédérateurs pourront être dirigés vers des méthodes géophysiques et/ou géochimiques, vers des grandes structures (noyau, manteau, interfaces) ou vers l’étude d’objets (Mars, Mercure, la Lune, satellites Galiléens) dans la mesure où le but de l’étude proposée n’est pas seulement restreint à l’objet en lui-même. Les proposants s’attacheront à démontrer les contributions qu’apporteront leurs recherches à la compréhension des similitudes et des différences qui ont pu exister lors de l’évolution interne des différents corps solides du système solaire. L'approche géochimique mettra l’accent sur la caractérisation géochimique et isotopique d'objets extraterrestres différenciés (météorites martiennes, achondrites, roches lunaires) afin de contraindre la formation et la différenciation des planètes telluriques. Ces travaux, tant géophysiques que géochimiques, devront notamment permettre d'acquérir les compétences nécessaires à l’interprétation des futures données martiennes (Netlander et retour d'échantillons dans le cadre du programme PREMIER). L’étude de la Terre ne sera pas abordée dans le cadre de ce sujet fléché. Les proposants devront faire état de manière détaillée des résultats antérieurs de leurs travaux, notamment en termes de publications de rang A, et des étudiants en thèse qui travailleront sur le sujet de recherche proposé. Animateurs : J.L. Birck Géochimie et Cosmochimie.IPGP.4. place Jussieu 75252 Paris cedex 05 [email protected] A. Mocquet Planétologie et Géophysique. Université de Nantes.2, rue de la Houssinière 44072 Nantes cedex 03 [email protected] SF3 : Intéractions surface-atmosphère-hydrosphère de Mars La surface des planètes est soumise à la tectonique et au volcanisme, expression de la dynamique interne, ainsi qu’à l’érosion et à l’altération d’origine externe. Sur Mars, ces deux phénomènes se sont déroulés avec une intensité bien moindre que sur la Terre. Ceci a permis la préservation de terrains et de formes d'âges variés, et donc un enregistrement continu de l’évolution de la planète. Mars est donc une cible privilégiée pour l’étude de l’histoire des processus de morphogenèse et d’altération, ainsi que pour la quantification des paramètres qui les gouvernent. Les données récentes issues des missions en cours ou terminées ont une résolution qui devrait permettre d’aborder les questions suivantes à la fois à l’échelle locale et globale : Tectonique : épaisseur de la croûte, épaisseur élastique de la lithosphère. Histoire de la déformation. Géométrie, quantification et localisation en profondeur de la déformation. Relation tectonique volcanisme, relation tectonique érosion sédimentation. Morphologie et eau : description, quantification et évolution des réservoirs d’eau. Histoire et paramètres des processus érosifs. Mécanismes de circulation de l’eau dans le sous-sol. Climat et altération : relations climat volcanisme. Echanges régolite-atmosphère et transport de l'eau dans l'atmosphère. Météorologie martienne. Oxydants atmosphériques et interaction avec le régolite. La réponse à ces questions passe par le développement d’outils spécifiques : Cartographie : datation des terrains, cartes géomorphologiques, cartes tectoniques. Approche tridimensionnelle pour réaliser des bilans de matière. Combinaison de cartes et données géophysiques, géologiques et géomorphologiques au moyen de Systèmes d'Information Géographique (SIG). Cartographie minérale. Expérimentation : Altération et processus d'échanges atmosphère-régolite en conditions de climat et d'hydrothermalisme martiens. Mesure des échanges thermiques et de matière entre des équivalents du pergélisol et l'atmosphère. Observations spatiales et au sol de l'eau et des paramètres météorologiques. Modélisation numérique : modélisations géochimiques des échanges eau- atmosphère -roches, modélisations mécaniques et thermiques des structures, modélisation couplée de la dynamique, de la chimie et de la microphysique Animateurs : P. Allemand Laboratoire des Sciences de la Terre. Université Lyon 1 43, bd du 11 novembre 1918-69622 Villeurbanne cedex [email protected] X SF4 : Couplages chimie-dynamique-rayonnement dans les atmosphères de Titan, des planètes géantes et de leurs satellites Ce sujet fléché a pour vocation de fédérer les différents efforts d'investigation concernant les atmosphères des objets du système solaire extérieur: diagnostic observationnel (analyse spectroscopique, spectro-imagerie), modélisation numérique, expériences de laboratoire. Un certain accent sera mis sur les projets prenant en compte d'une part, les effets complexes des couplages entre chimie, dynamique et rayonnement et, d'autre part, les intéractions entre les différentes phases (gazeuse, solide, liquide) en présence dans les environnements étudiés. En outre, un effort particulier sera consacré au soutien scientifique des deux missions spatiales principalement concernées par ce thème : la mission Galileo, engagée jusqu'en août 2003 dans sa phase ultime d'exploration de Jupiter et de ses satellites, et la mission Cassini/Huygens, en transit vers Saturne après une rencontre réussie avec Jupiter en décembre 2000. Animateurs : R. Courtin DESPA – Département de Recherche Spatiale Observatoire de Paris - Section de Meudon 5, Place Jules Janssen 92195 Meudon Cedex [email protected] M.-C. Gazeau LISA - Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques 61, Avenue du Général de Gaulle 94010 Créteil Cedex [email protected] SF5 : Origine et irradiation de la matière primitive dans le système solaire Ce sujet fléché a pour but de mieux comprendre l’origine et l’évolution de la matière primitive dans le système solaire. Pour cela, l’accent sera mis aussi bien sur les processus de formation et d’origine de la matière primitive, que sur les mécanismes responsables de son évolution, extraterrestre et terrestre. De manière concrète, les approches concerneront : la collecte, la recherche et la caractérisation d’objets primitifs ; les mécanismes de fractionnements ; les processus d’altération ; l’expérimentation ; la modélisation. Animateurs : G. Libourel CRPG BP20-54501 Vandoeuvre cedex [email protected] C. Engrand CSNSM Université Paris XI-91405 Orsay cedex [email protected] SF6 : Hautes atmosphères, intéraction avec le plasma et le rayonnement Les atmosphères de corps tels que Mars, Titan, ou Vénus sont susceptibles d'avoir été profondément modifiées, sur de longues échelles de temps, du fait de leur interaction avec le vent solaire, générant un échappement atmosphérique qui a pu être intense. Les effets de criblage auxquels sont soumis des corps tels que Mercure ou Europe jouent un rôle déterminant dans la formation et l'évolution des atmosphères ténues de ces corps. Par ailleurs, le rayonnement UV du soleil, et les précipitations de particules en régions aurorales, ont une action forte sur les hautes atmosphères, à travers des mécanismes énergétiques et photochimiques en résultant, également porteurs de modifications à long terme, à travers leur impact sur la composition chimique, le bilan radiatif, la dynamique. L'interaction entre l'environnement ionisé des satellites galiléens et la magnétosphère de Jupiter, et entre Titan et celle de Saturne, a en retour un impact non négligeable sur la structure et la dynamique de ces magnétosphères. Elle s'effectue dans des régimes de paramètres (bêta du plasma, nombre de Mach) différents de l'interaction magnétosphère – vent solaire. Enfin, le cas de Mercure dans le vent solaire est intermédiaire entre des différents régimes. Les priorités de ce sujet fléché sont donc la modélisation des hautes atmosphères et de leurs interactions avec les plasmas solaire et magnétosphériques, ainsi qu'avec le rayonnement UV solaire et les particules énergétiques. Une telle modélisation nécessite la description fine des milieux en interaction (hautes atmosphères et ionosphères, voire régolite dans le cas des corps sans atmosphère, plasma solaire et magnétosphérique), ainsi que des différents régimes d'interaction, et ses conséquences sur l'évolution des planètes, en relation avec les missions spatiales en cours ou en préparation (Cassini-Huygens, Mars-Express, Orbiteur CNES 2007, BepiColombo). Animateurs : Ph. Zarka Observatoire de Paris, DESPA, 92195 Meudon cedex [email protected] E . Chassefière LMD Université Paris VI, boite 102, 4, place Jussieu 75252 Paris cedex 05 [email protected] SF7 : Origine et évolution precoce du Système Solaire et de la nébuleuse primitive Ce sujet fléché a vocation à soutenir les travaux d'observation, d'expérimentation en laboratoire et de modélisation susceptibles de fournir un diagnostic direct sur la formation et l'évolution du Système Solaire. Les processus à l'origine de la formation des planètes, leur chronologie, la chimie et la dynamique de la nébuleuse primitive, l'apport aux planètes des éléments volatils depuis les différentes régions du Système Solaire, la signature imprimée par les processus d'accrétion sur la structure des ceintures de petits corps dans le système solaire actuel, sont autant de thématiques (parmi d'autres) relevant directement de ce sujet. Les études théoriques et observationnelles des disques protoplanétaires et planétaires, dont le but ultime est de mieux comprendre l'origine et l'évolution précoce de notre système solaire, relèvent aussi de ce sujet fléché. Animateurs : A. Morbidelli Cassini OCA –BP4229- 06304 Nice cedex04 [email protected] A. Dutrey LAOG – Université Joseph Fourier BP53 38041 Grenoble cedex [email protected]