Dossier à remplir pour le bilan et la labellisation 2015-2019

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Dossier à remplir pour le bilan et la labellisation 2015-2019
Dossier à remplir pour le bilan et la labellisation 2015-2019
d’un Service National d’Observation
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Note à l'attention de la Commission Spécialisée Océan - Atmosphère
Ce document constitue le dossier de bilan et d'évolution du Service National
d'Observation IDAF, mis en place et géré par le laboratoire d'Aérologie (Toulouse) et
rattaché à l'Observatoire Midi-Pyrénées, et labellisé par l'INSU depuis 1995. L'évolution
proposée correspond au rassemblement d'IDAF et d'un service d'observation non-labellisé,
le "Sahelian Dust Transect" mis en place par le LISA dans le cadre du programme AMMA en
2006 et rattaché à l'OSU EFLUVE de l'Université Paris Est Créteil. Le dossier comporte donc
deux parties "Bilan", l'une pour le SNO IDAF labellisé sur la période 2010-2014 (pages 2 à
47) et l'autre pour les activités SDT de 2006 à ce jour (pages 48 à 69), et une partie
"Prospective" (pages 70 à 88) portant sur le rassemblement de ces deux dispositifs au sein
d'un seul et même Service National d'Observation intitulé INDAAF (International Network of
Deposition and Atmospheric chemistry in AFrica) pour lequel une labellisation de SNO est
demandée pour la période 2015-2019.
Les proposantes : C. Galy-Lacaux et B. Marticorena
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Dossier à remplir pour le bilan et la labélisation 2015-2019
d’un Service National d’Observation
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Nom du service : IDAF
(IGAC/DEBITS/Afrique*)
Etude de la composition chimique de l’atmosphère tropicale et des dépôts secs et
humides atmosphériques.
*International Global Atmospheric Chemistry/ DEposition of Biogeochemically Trace Species/
AFrique)
Nom des responsables :
GALY-LACAUX Corinne (IR HDR CNRS) et LIOUSSE Cathy (DR CNRS)
Laboratoire :
Laboratoire d’Aérologie UMR 5560 (CNRS, UPS)
OSU ou Etablissement de rattachement :
Observatoire Midi-Pyrénées / Université Toulouse III – Paul Sabatier (UPS)
Signature des responsables
C. Galy-Lacaux
C. Liousse
Signature du directeur OSU gestionnaire (ou Etablissement/organisme de
rattachement)
Pierre SOLER Directeur de l’OMP
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Autres laboratoires et OSU intervenant dans le fonctionnement du service (pour
chaque laboratoire concerné ou équipe impliquée, indiquer en deux lignes maximum,
le mode d’intervention, hors exploitation scientifique) :
GET - Geosciences Environnement Toulouse UMR 5763
Equipe Surface continentale et changements globaux (JJ Braun, E . Mougin et J. Viers)
Lien avec SO BVET (JJ Braun et S. Audry): Gestion en collaboration du site commun du
Cameroun (mesure et observateurs).
Lien avec SO CATCH (E. Mougin): Aide logistique au fonctionnement des sites au Mali, lien IRD.
UMS 831- Service de DOnnée de l’OMP (SEDOO) (L. Fleury et G. Brissebrat): gestion technique du
site web et de la base de donnée.
ICTP (International Center for Theoritical Physics)/UNESCO
Equipe F. Solmon : Support technique pour la modélisation (matériel, formation (poste junior
associate), Organisation de workshops.
IRD – Représentations de l’Institut de Recherche pour le développement du Mali, Niger,
Cameroun, Bénin: les budgets des stations sont gérés pour la plupart par les PI africains sous
gestion IRD. L’IRD assure aussi une aide logistique aux différentes missions (Sud-Sud ou Nord-Sud)
et au stockage ou à l’expédition d’échantillons ainsi qu’une aide aux accès numériques dans les
centres IRD pour les scientifiques locaux.
Organismes/Universités Africaines :
Les stations de mesure sont pilotées par des PI (Principaux Investigateurs) et par des
organismes de recherche locaux. Les universités/organismes de rattachement des PI leur
apportent une aide logistique : missions sur site, stockage d’échantillons, moyen de calcul…). Ils
assurent le bon fonctionnement des sites avec l’aide d’observateurs locaux qui réalisent en routine
la collecte d’échantillons.
Les différents organismes de recherche sont :
- Institut Polytechnique Rural (IPR) de Katibougou (Mali), Université de Bamako (Dept de Physique)
- Station Geophysique de Lamto et Université d’Abidjan (LAPA-MF).
- Université Abomey Calavi Bénin (Dept de Physique)
- Université de Niamey (Dept de Physique)
- Université de Yaoundé -Centre Recherche en Hydrologie de Yaoundé.
- Station WWF Congo et Direction Générale de la Recherche Scientifique et Technologique (DGRST),
Brazzaville, Congo.
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BILAN
Le contexte, les motivations
L’évolution de la composition chimique de l'atmosphère et des dépôts atmosphériques représentent
une problématique scientifique majeure, particulièrement en régions tropicales reconnues comme très
actives en chimie atmosphérique à l’échelle régionale et globale. Le suivi à long terme de ces
paramètres permet de comprendre les interactions entre les différents compartiments du cycle des
espèces étudiées : émissions, transformations physicochimiques, transport et processus de dépôts
secs et humides; et de mieux appréhender l’impact de ces changements sur l’environnement
(atmosphère, écosystèmes aquatiques ou terrestres).
Le service d’observation IDAF (IGAC/DEBITS/AFrique) dont une partie est labellisé SO par l’INSU et
opérationnel depuis 1995, a pour objectif de mesurer l’évolution des concentrations atmosphériques
des gaz et des aérosols dans l’air et les précipitations. Ces mesures permettent de quantifier un
mécanisme important de la chimie atmosphérique : les dépôts atmosphériques secs et humides. Les
mesures IDAF à long terme de qualité contrôlée référencées par rapport aux standards internationaux
(label WMO) sont uniques sur le continent africain et nécessaires pour fermer les bilans et les cycles
en chimie atmosphérique en milieu tropical.
Le programme IDAF est la composante africaine de task DEBITS (Deposition of Biogeochemically
Important Trace Species) du programme international de chimie atmosphérique IGAC (Figure 1). Ses
objectifs scientifiques s’inscrivent donc pleinement dans ceux de DEBITS. Plus récemment (depuis
février 2015), IDAF a été labellisé comme réseau du programme international GAW/WMO (ANNEXE
IV : LoA WMO/GAW, Figure 2, ANNEXE V : lettre du chair du Scientific Advisory Group Dépôt de
WMO). Compte tenu de son programme scientifique en accord avec celui du plan stratégique du
programme GAW (IDAF a d’ailleurs participé à la rédaction de certaines nouvelles actions du
GAW/SIP Scientific Implementation 2016-2023), IDAF contribue directement aux observations long
terme du programme de surveillance de chimie atmosphérique GAW WMO avec des mesures
comparables aux autres continents dans le contexte des réseaux de mesures sol internationaux
(Figure 2).
En résumé, le système d’observation IDAF constitue un réseau de mesure sol sur le continent
africain qui documente l’évolution de la composition chimique de l’atmosphère en milieu
tropical. La base de donnée IDAF doit permettre des études d’impacts de cette évolution sur
l’environnement au sens large (climat, cycle biogéochimique, hydrologique. ..). Le réseau IDAF
est aujourd’hui bien reconnu à l’échelle internationale avec un ancrage fort dans les grands
programmes internationaux GAW et IGAC.
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Figure 1: IDAF, composante africaine du réseau international DEBITS (Asie: CAD Composition of
Asian Deposition et en Amérique du Sud : LBA The Large Scale Biosphere – Atmosphere Experiment
in Amazonia) qui comprend 25 stations sur toute la ceinture tropicale. Localisation des 10 stations
IDAF sur la carte de végétation de l’Afrique éditée en 2000 (P. Mayaux et al, JRC Ispra, 2004). 6
sites lable INSU et 4 sites partenaires (NWU).
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NADP – National Atmospheric Deposition Program
CAPMoN – Canadian Air Pollution Monitoring Network
EMEP – European Monitoring and Evaluation Programme
LBA - Large-scale Biosphere-Atmosphere Experiment in
Amazonia
EANET East Asian Ntework
CAD Composition of Asian deposition
IDAF IGAC DEBITS AFrica
Figure 2 : Réseaux sol de suivi long terme de la composition chimique de l’atmosphère –Contribution
au programme Global Atmospheric Watch/ WMO- Mesures standardisées normes internationales.
Les principaux objectifs scientifiques du réseau IDAF sont :
1- Etudier la composition chimique de l’atmosphère
L’objectif est de documenter l’évolution temporelle et spatiale des concentrations de gaz et d’aérosols.
L’analyse des variations hebdomadaires, saisonnières et interannuelles des concentrations gazeuses
(ozone, composés gazeux azotés et soufrés), de la masse totale et de la composition chimique des
aérosols, est effectuée en relation avec les paramètres climatiques, de la saison à l’échelle du
changement climatique mais aussi en fonction de l’évolution naturelle et anthropique des sources de
gaz et de particules. Ce travail repose à la fois sur une approche expérimentale et par
modélisation numérique, avec d’une part l’analyse des séries de mesures à long terme obtenues pour
chaque écosystème et d’autre part la modélisation des tendances de l’échelle régionale à l’échelle
globale.
2- D’étudier les dépôts secs et humides atmosphériques
2.1
Quantifier à l’aide de mesures de qualité contrôlée, les dépôts secs et humides des principaux
composés atmosphériques gazeux et particulaires aux échelles régionales et globales.
2.2
Rechercher les facteurs et les mécanismes physiques et chimiques clés qui régulent ces
dépôts (interaction gaz/aérosol/pluie, relation source/transport/dépôt…)
2.3
Aider aux développements de paramétrisations de ces mécanismes nécessaires aux modèles
numériques régionaux et globaux de chimie atmosphérique
2.4
Participer à la validation des flux de dépôt atmosphériques obtenus par les modèles de chimie
transport et modèles climatiques.
Les études menées à partir de mesures IDAF à long terme doivent permettre:
- de mieux documenter les cycles biogéochimiques de certaines espèces ou sources importantes en
régions tropicales (e.g azote)
- d’analyser des tendances et les variations saisonnières, annuelles et interannuelles des différents
paramètres mesurés afin de déterminer : (i) Quels sont les facteurs/ processus qui contrôlent la
variabilité des concentrations atmosphériques et des dépôts à l’échelle des écosystèmes ?
(ii) Quelle est l’évolution de ces paramètres en fonction de l’évolution des émissions, du changement
climatique et/ou de l’augmentation de la pression anthropique sur ces écosystèmes ?
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- d’analyser les impacts de ces évolutions sur les ressources naturelles : eau, végétation et sol.
Les données IDAF combinées aux travaux de modélisation fournissent des entrées pour des études
pluridisciplinaires d’impacts (fertilité des sols, acidification des sols, fonctionnement des savanes et
des cultures, Cycle N, hydrologie, santé). Un lien étroit est établi avec les ORE BVET et CATCH pour
estimer la dynamique et l’influence des apports atmosphériques dans le bilan hydro-biogéochimique
et plus généralement pour les mécanismes de transfert des éléments chimiques dans le système SolVégétation.
Les missions du Service d’Observation
Description exhaustive du service en termes de sites et paramètres. Privilégier une présentation concise (tableau,
carte). Justification des sites/paramètres par rapport aux objectifs. Cette description doit se limiter au périmètre
du service labélisé en 2010.
Le réseau de mesures du service d’observation
Le réseau IDAF en 2015 comprend 10 stations représentatives des grands écosystèmes africains :
savane sèche - savane humide – forêt (Figure 1). La partie du réseau IDAF sous label INSU concerne
les 6 stations régionales d’Afrique de l’Ouest et Centrale (Mali, Niger, Côte d’Ivoire, Bénin, Cameroun,
Congo). Ces stations sont coordonnées par le laboratoire d’Aérologie de Toulouse et sont chacune
sous la responsabilité d’un Principal Investigateur (PI) scientifique africain (Tableau 1). Les 4 stations
partenaires d’Afrique du Sud sont coordonnées par la North West University de Potchefstroom.
Par rapport au précédent rapport d’évaluation du SO sur le bilan 2005-2009, le nombre de sites a été
porté à 10 de 2010 à 2015. Concernant la partie sous label INSU d’Afrique de l’Ouest et Centrale, le
nombre de sites est resté inchangé. Cependant, suite à la situation politique au Mali, dès 2011, nous
avons procédé à un transfert de l’activité d’un des deux sites au Mali (Agoufou crée pendant la LOP
d’AMMA, situé dans le Nord Mali) vers le site de Bomassa au Congo. Il faut noter que le site de
Bomassa (site historique du réseau IDAF initié en 1996) n’a jamais cessé de fonctionner mais hors SO
pendant cette période. La configuration actuelle du réseau permet une représentation du transect
d’écosystèmes (Savane sèches-savane humides-forêts) avec deux sites représentatifs sur chacun
d’eux. Concernant l’Afrique du Sud, le site partenaire de Skukuza (Réserve du Kruger National Parc
en savane sèche) a été labelisé dans le cadre du programme DEBITS/IDAF par l’Université de
Potchefstroom en Afrique du Sud.
Nom Station/Pays
Localisation
Activité
PI scientifique
SAVANE
SECHE
Banizoumbou (Niger)
13°31’N, 2° 28’ E
Katibougou (Mali)
Louis trischardt (Af.Sud) 27°08’S,29° 49’E
Amersfoort (Af Sud)
23°00’S , 30°02’E
1995…
1997…
1995…
1997…
L. Dungall (Univ. Niamey)
B. Diop (Univ. Bamako)
K. Pienaar (North West Univ. SA)
K. Pienaar (North West Univ. SA)
SAVANE
HUMIDE
Lamto (Côte d’Ivoire)
Djougou (Bénin)
6°N, 5°W
1°55’ E, 9°40’ N
1994...
2005...
V. Yoboué (Univ Abidjan)
A. Akpo (Univ. Cotonou)
FORET
Zoétélé (Cameroun)
Bomassa (Congo)
3°10N, 11°58 E
02°12’N 16°20’E
1996…
1996…
L. Sigha (CRH/IRD Yaoundé)
J.P Tathy (DGRST, Brazaville)
1995…
E. Brunke /K Pienaar
(S.African weather service)
MARINE
Cape Point (Af. Sud)
34°21’S 18°29’E
Continentale (site WMO/GAW)
Tableau 1: Localisation des sites IDAF représentatifs d’un écosystème, date de début d’activité et
noms des responsables scientifiques (en bleu sites sous label SO INSU).
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Grandeurs mesurées et liens avec les objectifs scientifiques
Les paramètres mesurés par le SO IDAF sont :
Ø La composition chimique des précipitations avec un échantillonnage événementiel de la pluie pour
analyse chimique (pH, Conductivité, ions majeurs inorganiques et organiques).
Ø Les concentrations mensuelles gazeuses par capteurs passifs (S02, N02, NH3, HN03, 03)
Ø La masse totale et la composition chimique des aérosols : échantillonnage hebdomadaire de
l’aérosol par classe de taille (PM2.5-PM10), partie soluble minérale et organique, aérosol carboné.
Les gaz traces qui sont mesurés (ozone, oxyde d’azote, dioxyde de soufre …) à long terme
permettent de documenter l’évolution de la composition chimique atmosphérique tropicale qui elle
même influence significativement la chimie globale (notamment le potentiel oxydant de l’atmosphère),
le climat, la qualité de l’air et la santé. Ces mesures permettent également de quantifier le dépôt sec
de chaque espèce considérée. Les cycles biogéochimiques de composés majeurs tel que l’azote sont
particulièrement étudiés.
La détermination de la spéciation chimique de l’aérosol et sa masse par classe de taille (PM2,5 et
PM10) permet de caractériser l’atmosphère tropicale en aérosol et ses variabilités. En Afrique, les
sources d’aérosols terrigènes et de combustion (feux de biomasse, feux domestiques, trafic et
industries) sont les sources prédominantes des composés particulaires minéraux et carbonés alors
que les sources biogéniques jouent un rôle important dans le bilan des espèces azotées. Ces sources
sont influencées par la pression anthropique régionale (pâture, cultures, feux) et l’apparition de
mégacités sur le continent africain. Les mesures IDAF à long-terme en zones rurales sont donc
indispensables pour l’étude de l’évolution des cycles biogéochimiques. (a) elles permettent d’évaluer
le dépôt sec des particules (b) en lien avec les mesures de gaz, elles permettent d’étudier des
processus de chimie hétérogène (c) Enfin, ces mesures sont utiles pour l’évaluation des impacts
climatiques régionaux de l’aérosol (e.g. améliorer le calcul des propriétés radiatives et
hygroscopiques).
La composition chimique des pluies (chimie organique et inorganique) permet la mesure directe
des dépôts humides de plusieurs espèces. L’obtention de ce paramètre permet de répondre aux
objectifs scientifiques d’IDAF concernant les études de caractérisation des puits des composés
étudiés à travers la quantification et l’analyse des tendances de dépôts atmosphériques en relation
avec les émissions et les paramètres climatiques. D’autre part, les mesures de dépôts humides sont
utilisées dans les études d’impacts biogéochimiques (e.g cycle biogéochimique de l’azote en savanes
et forêt, acidification et eutrophisation des milieux continentaux ou aquatiques).
Le réseau IDAF fait appel aux SOs BVET, CATCH et SDT pour les sites de Zoétélé (Cameroun),
Banizoumbou (Niger), Djougou (Bénin) pour disposer de données météorologiques classiques (T°,
HR, Vitesse vent, Rayonnement, Pluviométrie…). Sur certains sites il y a gestion commune de
l’observateur local (Zoetele). Les données AERONET sont complémentaires aux mesures IDAF sur
les sites de Banizoumbou (Niger) depuis de nombreuses années, et pour quelques années pour les
sites de Djougou (Bénin) et de Lamto (Côte d’Ivoire).
Stratégie expérimentale spatiale
Le SO IDAF labellisé INSU possède 6 sites en Afrique de l’Ouest et Centrale. Chaque site a été choisi
pour être représentatif à l’échelle régionale d’un grand écosystème africain avec ses propres
caractéristiques en termes de sources d’émissions et sa sensibilité aux changements climatiques,
écologiques et anthropiques. Ainsi, les stations sont associées par paire et réparties sur des bandes
de latitude pour représenter l’écosystème de savane sèche (1 site au Niger, 1 au Mali), l’écosystème
de savane humide (1site en Côte d’Ivoire, 1 au Bénin) et l’écosystème de Forêt (1 site au Cameroun,
1 au Congo). La représentativité recherchée est celle d’écosystèmes non perturbés (ruraux) dominés
par des sources d’émission de gaz ou de particules atmosphériques caractéristiques (émissions
biogéniques, poussières, feux biomasse, animaux…). Les synthèses publiées sur la caractérisation et
l’étude des dépôts humides comparant les mesures des sites 2 à 2, ainsi que l’évolution des
concentrations gazeuses au sol sur une décade ont montré que cette représentativité à l’échelle des
écosystèmes existe et permet une régionalisation à partir des mesures. Il est à noter qu’un site de
chaque paire est pleinement équipé de tous les paramètres indiqués plus haut. Sur le deuxième site,
un seul paramètre témoin est étudié afin de continuellement tester la représentativité régionale des
paires de sites considérées.
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Cohérence des durées et des fréquences de mesures
L’acquisition de plusieurs décades de mesures est nécessaire pour évaluer l’impact de la variabilité
climatique et écologique (typiquement décennale) ainsi que l’impact des pressions anthropiques sur la
composition chimique de l’atmosphère (cf durée d’observation). D’autre part, la fréquence des
mesures IDAF est adaptée à l’étude de la variabilité intra-saisonnière de la chimie atmosphérique qui
est fonction du régime de mousson ouest Africaine et de la forte saisonnalité des sources (feux de
biomasse, poussières…) (les deux étant liés).
Plus précisément, pour les concentrations de gaz, le pas de temps mensuel permet de résoudre
temporellement l’évolution des concentrations de fond pilotées par l’évolution saisonnière des
sources. Pour l’aérosol, le pas de temps hebdomadaire est adapté à la durée de vie moyenne d’un
aérosol dans la troposphère (une semaine) : il permet de résoudre des épisodes intenses (e.g brûlage
intensif d’une région, évènements de poussières désertiques). L’établissement de moyennes
mensuelles est adapté pour l’étude des variations saisonnières et inter-annuelles des concentrations
atmosphériques et des forçages associés. Pour les dépôts humides, la fréquence événementielle est
nécessaire compte tenu de la très grande variabilité temporelle des pluies (la pluviométrie saisonnière
et le lessivage associé peuvent être constitués de très peu d’événements dans certaines régions du
sahel). Ce pas de temps permet des études de processus physico-chimiques qui, ensuite intégrées,
documentent les variations saisonnières et annuelles du dépôt humide de gaz et particules.
Adéquation avec les autres services d’observation :
Notons ici la complémentarité des mesures conduites par d’autres réseaux aux mesures IDAF sur le
sol africain.
Pour les études de climat régional, les mesures AERONET donnent accès à des tailles de particules,
et des propriétés optiques qui sont complémentaires aux mesures IDAF de chimie. Par ailleurs, elles
permettent d’avoir une information sur la colonne atmosphérique. De même, les données MOSAIC
(IAGOS) avec les profils verticaux de gaz trace au niveau du continent africain. Les études de
composition chimique de l’atmosphère nécessitent la mesure des gaz traces mais également celles
des gaz à effet de serre. Les mesures RAMCES (ICOS) de gaz à effet de serre en Côte d’Ivoire
(Lamto) associées aux mesures IDAF permettent donc une caractérisation exhaustive de la
composition chimique de l’atmosphère à Lamto. Il existe aussi une interaction entre les données IDAF
et les études de végétation menées dans le cadre de CATCH. D’une part, IDAF fournit des données
de dépôts d’azote et d’autre part, CATCH VEG permet de documenter des paramètres de surface
utiles pour la chimie atmosphérique (e.g. données micro-météo, évolution du LAI ..). Enfin, IDAF
fournit les entrées atmosphériques pour établir les bilans hydrogéochimiques des bassins versants
étudiés au Cameroun par BVET, et au Bénin et au Niger par CATCH hydrologie.
Enfin, les mesures effectuées dans le réseau SDT (Sahelian Dust Transect) (concentrations
d’aérosols désertiques ainsi que dépôt secs et humides) sont complémentaires de celles du SO IDAF
en terme d’objectifs scientifiques et de représentativité spatiale (certains sites sont communs aux
deux réseaux).
La durée d’observation :
(voir aussi section ci dessus sur cohérence et fréquence des mesures)
Sur le long terme, les mesures IDAF sont adaptées aux changements potentiels de composition
chimique de l’atmosphère:
(i) En fonction de la variabilité temporelle climatique et écologique de la région ouest et centrale
Africaine. Par le passé, les alternances de périodes sèches vs. humide au sahel ont plutôt été
caractérisées par une échelle de temps décennale.
(ii) En fonction du développement démographique et des activités anthropiques (émissions,
changement d’occupation des sols, développement de l’agriculture…) qui s’opèrent de façon sensible
sur des périodes pluri-annuelles avec une forte augmentation prévue dans les 20 prochaines années.
De ce point de vue l’acquisition de plusieurs décades de mesures est nécessaire pour détecter les
changements de la composition chimique de l’atmosphère et des dépôts à l’échelle régionale de
chacun des écosystèmes représentés par les différents sites IDAF. Il nous semble donc indispensable
de poursuivre les mesures IDAF.
De plus, il faut souligner que les mesures long terme IDAF de qualité comparable aux réseaux à
l’échelle globale (EMEP : Europe, NADP : USA ; CAPMON : Canada, EANET : Japon et autres
réseaux régionaux en Asie) sont identifiés par WMO et IGAC comme unique sur le continent africain.
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Elles ont permis de répondre aux objectifs de la synthèse internationale publiée dans Atmospheric
Environment en 2014 (Vet et al, 2014). En conclusion, cette synthèse recommande la pérennité d’un
réseau tel que IDAF avec des séries temporelles longues de qualité et une meilleure documentation
de la représentativité spatiale des mesures (implémentation du nombre de sites).
Les protocoles de mesure
Description rigoureuse des protocoles de mesures conduisant à des précisions à même de répondre aux questionnements scientifiques (y
compris les stratégies d’échantillonnage dans l’espace et le temps). Description des procédures de contrôle qualité. Lien avec les procédures
de qualité utilisées dans les réseaux internationaux
Les protocoles de mesure dans le réseau IDAF synthétisés dans les tableaux (2,3,4,5) ci-dessous,
permettent d’acquérir des données pertinentes pour répondre aux objectifs scientifiques fixés
initialement. La démarche « qualité » des protocoles mis en place, est assurée par l’application de
normes internationales sur les instruments, les techniques de prélèvement et les analyses associées,
avec une cohérence sur l’ensemble des sites de mesure. Le tableau 2 propose une synthèse des
instruments, des paramètres mesurés et des normes qualité appliqués aux jeux de données.
L’instrumentation (pluie, gaz, aérosol), les protocoles d’échantillonnage, les paramètres mesurés ainsi
que les techniques analytiques et de mesure (méthode, précision, gamme de mesure) sont présentés
plus en détail dans trois tableaux (tableau 3 : paramètre pluie, tableau 4 : paramètre aérosol, tableau
5 : paramètre gaz).
Instrument / Echantillonnage
PLUIE
Collecteur automatique de précipitation
Pas de temps : évènement
Unité µeq/l
Paramètres PH, Conductivité
Ions majeurs inorganiques et organiques
22+
+
+
2+
2+
(Cl , NO3 , SO4 , HCO3 , CO3 , Na , NH4 , K , Mg , Ca ,
2HCOO-, CH3COO-,C2H5COO-, C2O4
Analyse
Chromatographie Ionique
3 chromatographes Thermo DIONEX
AEROSOL
Collecteur automatique Aérosol
Spéciation en taille PM2.5 et PM 10
Pas de temps : hebdomadaire
Unité µg/m3,
Paramètres Masse totale : Pesée filtre
Ions majeurs inorganiques et organiques
Normes internationales Manual for the WMO GAW
Precipitation Chemistry Programme (report 160) norme
instrument, norme sur la représentativité spatiale et
temporelle de l’échantillonage.
Critère Qualité appliqué aux données: Norme US EPA
basé sur test balance ionique en fonction de la charge.
Programme Qualité Control/Quality Assurance
international WMO GAW Label qualité du laboratoire
d’aérologie IDAF depuis 1996 (référence 700106)
Résultats sur site http://www.environment-canada.ca
Norme internationale WMO GAW Aerosol Measurement
procedures (report 153)
Protocole gravimétrie report GAW WMO 153.
Balance SARORIUS MC21S
Chromatographie ionique (QA/QC WMO GAW)
Analyseur thermo-optique DRI (Improve : méthode US
EPA + intercomparaison nationale (Chiappini et al 2014)
Carbone BC OC TC
GAZ
Capteurs passifs
Pas temps : Mensuel Unité : ppb, µg/m3
Paramètres
SO2 NO2
NH3
Norme/Standard
O3
HNO3
Norme internationale WMO GAW Manual Report of
Passive Samplers (N° 829)
Participation IDAF au prog. d’intercomparaison WMO
GURME (Urban Research Meteorology and Environment)
Tableau 2 : Résumé de l’Instrumentation, des paramètres mesurés et des méthodes analytiques
utilisées dans le réseau IDAF avec les normes et les critères qualité associés.
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Les Protocoles de mesure analytiques de chimie
Les deux grands pôles analytique du laboratoire de chimie du LA reliés aux mesures IDAF sont :
• Un pôle de chromatographie ionique
• Un pôle d’analyse de carbone particulaire
Chromatographie ionique
Depuis 1996, le laboratoire d’analyse chimique participe au programme international de contrôle
qualité/assurance qualité (QA/QC) organisé deux fois par an par WMO/GAW. Ce programme permet
de valider toutes les analyses réalisées en chromatographie ionique et le laboratoire possède le label
qualité WMO depuis cette date. Les résultats de ce programme d’assurance qualité sont disponibles
sur le site : http://www.wdcpc.org/lab/700106. Le laboratoire IDAF du LA, referencé 700106 (Figure 3
et 4) communique ses résultats qui sont distribués sur la base de donnée WDCPC.
Les résultats présentés permettent d’estimer la précision analytique du laboratoire de
Chromatographie Ionique comme étant égale à 5 % ou meilleure pour les ions minéraux, inférieure à
1% pour le pH et autour de 2% pour la mesure de la conductivité.
Figure 3 : Réferencement du laboratoire de chimie IDAF du LA (lab 700106) sur le site WDCPC de WMO.
Figure 4 : Résultat au programme de contrôle et d’assurance qualité en chromatographie ionique en diagramme
en anneau proposé par la base de donnée WDCPC pour chaque année et chaque laboratoire.
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Analyse d’aérosol carboné
Depuis 2003, le laboratoire d’Aérologie a acquis l’analyseur thermo-optique modèle 2001 développé
par le DRI (Desert Research Institute de Réno, Nevada, Figure 5). La méthode thermo-optique utilisée
par le LA est la méthode IMPROVE : Interagency Monitoring of PROtected Visual Environnements
(Fung et al., 2002).
Figure 5: Analyseur thermo-optique DRI du LA.
Sur ce bilan 2010-2015 , le Laboratoire d’Aérologie a également participé au programme
d’intercomparaison organisé par le Laboratoire Central de la Qualité de l’Air (LSQA) à partir de 2011,
regroupant 5 laboratoires français possèdant un analyseur thermo-optique :
• L’Ecole des Mines de Douai, Douai
• L’Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques, Verneuil en
Halatte
• Le Laboratoire d’Aérologie Observatoire Midi-Pyrénées, Toulouse
• Le Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement, St
Martin d'Hères
• Le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Gif sur Yvette
Ce projet financé par la Direction Générale de l'Energie et du Climat (DGEC) s’intitule :
Caractérisation chimique des particules « Essai de comparaison interlaboratoires sur l'analyse du
carbone élémentaire et organique ».
Ce travail a conduit à la publication d’un article en 2014: L. Chiappini, S. Verlhac, R. Aujay, W.
Maenhaut, J. P. Putaud , J. Sciare, J. L. Jaffrezo, C. Liousse, C. Galy-Lacaux, L. Alleman, P.
Panteliadis, E. Leoz, and O. Favez. Clues for a standardised thermal-optical protocol for the
assessment of organic and elemental carbon within ambient air particulate matter . Atmos. Meas.
Tech., 7, 1–13, 2014 www.atmos-meas-tech.net/7/1/2014/ doi:10.5194/amt-7-1-2014.
L’archivage des données et leur mise à disposition
Données brutes et/ou élaborées, structure, support, validation, archivage, séries disponibles, métadonnées, statut
juridique, accessibilité, modes de distribution, intégration dans des bases de données nationales et internationales
éventuelles, responsable technique. Lien avec les Pôles de données existants
Spécificités IRD/Sud : Réalité de l’accès aux données pour les partenaires / utilisateurs du Sud.
Site internet et base de donnée du SO IDAF
La base de donnée IDAF est accessible sur le site du service d’observation à l’adresse
http://idaf.sedoo.fr. Le site et la base de donnée sont gérés techniquement par l’Unité Mixte de
Service SEDOO (Service De Donnée de l’OMP) de l’Observatoire Midi-Pyrénées, composante du
Pôle Atmosphère (responsabilité pour le SO IDAF: Guillaume Brissebrat). La validation et le contrôle
qualité des données ainsi que leur mise en forme fait partie de la tâche de service de M. Adon (postdoc CDD au LA).
Le site web présente le programme IDAF, ses participants, son contexte national et son insertion
internationale, et ses objectifs scientifiques. Le site propose aussi une description du réseau de
stations ainsi que de toutes les mesures effectuées (instruments, protocoles d’échantillonnage et
d’analyse) (Figure 6). Le site contient la base de donnée.
15
Figure 6: Site internet du SO IDAF - Page d’accueil du site qui propose une sélection: Scientific
objectives, Network, Measurements, People Database, References)
Les données sont disponibles par type de mesure, par année et par site géographique: pluie, aérosol
ou gaz. La base de donnée propose des données brutes (pH, Conductivité) et des données élaborées
(concentrations de gaz, composition chimique pluies et aérosols). Dans ce dernier cas, les données
d’analyse chimique brutes servent aux calculs des paramètres finaux et sont validées en amont
(contrôle qualité normes voir tableau 2). L’ensemble des données sont extractibles au format excel
(voir perspectives ci dessous). Les mesures IDAF sont aussi référencées sous forme de fichiers de
métadonnée (Base AMMA). Les séries disponibles sont présentées dans le tableau 6 (série
temporelle par site par type de mesures).
Il est à noter que la base de données contient des données anciennes (mentionnées distinctement
dans le tableau 3) en lien : avec la phase d’observation à long terme d’AMMA de 2005 à 2009 (site
Agoufou, Djougou), avec des sites originels du SO IDAF (Amazonie). Elle contient également les
données des 4 sites d’Afrique du Sud en activité.
En résumé : Présentation des 3 principaux jeux de données du SO IDAF:
• Données mensuelles : concentrations gazeuses (5 gaz=paramètres)
• Données hebdomadaire : chimie de l’aérosol (10 paramètres=chimie minérale et organique)
• Données journalières : chimie de chaque événement pluvieux (12 paramètres=chimie
minérale et organique)
pour 6 sites d’Afrique de l’Ouest et Centrale et 3 sites d’Afrique du sud .
Les données sont fournies sous forme de fichier excel (taille : de l’ordre du ko)
16
Nom de la Station
Activité
Pluies
Gaz
1
Aérosols
Minéral
2
Total
Afrique de l’Ouest centrale
Savane sèche
Katibougou (Mali)
Banizoumbou (Niger)
Savane Humide
Lamto (Côte d’Ivoire)
Djougou (Bénin) LOP AMMA
Forêt
Zoétélé (Cameroun)
Bomassa (Congo)
1997-…
1995-…
10 ans (97/09)
16 ans (95/11)
16 ans (98/13)
16 ans (98/13)
5 ans (99/03)
8 ans (96/04)
(05/13)
1995-…
2005-….
16 ans (94/11)
4 ans (05/09)
16 ans (98/13)
9 ans (05/13)
6 ans (99/05)
-
(06/13)
4 ans(06/09)
1996-…
1996-
10 ans (96/09)
2 ans (98/00)
16 ans (98/13)
16 mars (98/13)
2 ans (00/05)
-
(06/13)
-
7 ans (05/11)
-
Ancien sites dans base de donnée et sites partenaires
Savane sèche
Agoufou (Mali) LOP AMMA
2004-2011
4 ans (04/07)
Fôret Amazonienne
Petit Saut (Guyane) fin en 2008
1998-2008
7 ans (98/08)
10 ans (98/08)
-
Sites Afrique du Sud
Louis Trischardt
Amersfoort
Cape Point
1998…
10 ans (98/09)
10 ans (98/09)
Mesures campagnes
intensives
Tableau 6 : Mesures IDAF disponibles par site, par paramètres (2009 et une partie de 2008 est en
cours d’analyse de validation pour la base de donnée).
1
La mesure des gaz a débuté en 1998 sur tous les sites sauf pour l’ozone en 2000. Les mesures de
gaz se poursuivent sur tous les sites IDAF sous label INSU. La base de données contient les données
validées de 1998 à 2013.
2
Les mesures d’aérosol réalisées au départ concernent la partie minérale soluble (colonne gauche).
L’aérosol total mentionné dans le tableau inclut : composition chimique minérale, carbonée, masse,
taille). Dans la base de donnée, sont inclus à ce jour les mesures complètes menées sur le site de
Djougou de 2006 à 2009. Les bases de données Banizoumbou, Lamto et Zoétélé sont en
construction.
La mise à disposition des données et la politique d’accès à la base de donnée ont été définies par
l’ensemble du comité scientifique IDAF (la coordination et tous les PI du réseau).
La mise à disposition :
La validation des données pour un site de mesure est sous la responsabilité de chaque PI du site.
Cette validation est différée d’un an suite au délai nécessaire aux analyses chimiques.
L’accès aux données de chaque station est géré par un mot de passe. Tout futur utilisateur doit
demander l’accès aux données en renseignant le protocole d’accès aux données IDAF où il a la
possibilité de décrire les travaux qu’il envisage avec les données. Il est alors répertorié comme
participant sur le site IDAF.
La politique de distribution des données est la suivante :
1- La dernière année de mesure n’est accessible qu’au PI et Co-I de la station. Elle est accessible à
l’ensemble de la communauté scientifique deux ans après son acquisition.
2-Toutes les mesures des années précédentes sont accessibles à la communauté scientifique pour
tous les sites du réseau.
17
La base de donnée IDAF est largement distribuée et intégrée à d’autres bases de donnée européenne
et internationale. L’organigramme ci-dessous résume cette intégration et précise les adresses
d’accessibilité (Figure 7). Figure 7: Organigramme de distribution et d’insertion de la base de donnée IDAF dans des bases de
donnée nationales et internationales.
Perspective court terme pour le site internet et la base de donnée
Nous avons répondu à l’appel d’offre annuel du SEDOO en Janvier 2015 et notre demande de
développement a été acceptée. Cette demande associée à une mise à jour des données (e.g.
données de pluies) porte sur :
- Un soutien technique et une expertise pour la création d’une base de métadonnées dans un format
compatible avec les directives européennes et les standards internationaux.
- Le développement d’un module d’extraction et d’affichage des données, avec notamment la
possibilité d’affichage sous forme de tableau et de graphique simple inclus dans le site web.
- Un meilleur suivi des utilisateurs
- Archivage des données, extraction des données à partir du site IDAF (xls, CSV, Netcdf…),
visualisation graphique simple de type histogramme seront accessibles librement pour tout utilisateur.
- Visualisation sur une carte interactive des sites IDAF (continent africain) avec présentation des
données disponibles.
- Maintenance du module d’extraction de données et de l’interface graphique, mise à jour de la base
de données sur une base annuelle.
- Maintien de ces actions pendant la durée de vie du SO (non déterminée) et voire au-delà (fonction
d’archivage).
Depuis février 2015, le réseau DEBITS Afrique IDAF est reconnu comme réseau contributeur au
programme GAW de WMO. De ce fait, l’ensemble des sites iDAF vont être intégrés et référencés à
court terme dans la base de données GAW SIS (Global Atmospheric Watch – Station Information
System) et les metadonnées correspondantes seront crées (http://gaw.empa.ch/gawsis/).
Le lien existant entre le SO IDAF et le SOERE ORAURE dans le cadre du groupe de travail Dépôt
devrait conduire à la distribution par le pôle de données ICARE des données aérosols du SO IDAF.
18
Spécificités IRD/Sud
La propriété des données acquises est partagée avec les scientifiques et les différents partenaires
locaux. La philosophie du programme IDAF repose sur l’utilisation partagée de ces données avec une
priorité pour l’utilisation :
-dans le cadre de stagiaire de master des différents organismes africains
-dans le cadre de thèse en co-tutelle (double diplôme universités Nord et Sud) ou co- direction entre
deux universités (convention Nord/Sud).
-dans le cadre des recherches de chaque scientifique associé au réseau
L’exploitation et la valorisation des données
Pour la période 2010-2014, donner :
-­‐ La liste des équipes ayant exploité les données du Service d’observation
-­‐ Les programmes (régionaux, nationaux, européens, internationaux) réalisés avec l’aide des données du SO.
-­‐ La production scientifique associée (articles de rang A et manuscrits de thèse portant une date de publication
entre 2010 et 2014). Au sein de cette production identifier clairement les publications où le service
d’observation est explicitement mentionné.
Indiquer si les données du SO sont utilisées par des modèles, et si oui lesquels et pour quel objectif. Les données
sont-elles utilisées dans d’autres contextes que la recherche (enseignement, bureau d’études…) ?
(1) Equipes
La liste des équipes regroupant les laboratoires nationaux et internationaux utilisant les données IDAF
est proposée en annexe I.
(2) Production scientifique
Le bilan scientifique du SO IDAF à travers l’utilisation de ces données est de 40 publications de rang
A depuis 2010 (+7 soumises), d’environ 100 communications dans des conférences internationales
dont une dizaine d’oraux invités. Dans ce bilan, un fait marquant est la contribution du SO IDAF à la
synthèse WMO des dépôts atmosphériques initiée en 2010 par WMO. Cette synthèse (Vet et al,
2014, 120p) produite par 21 scientifiques de 14 pays différents, a permis d’intégrer pour la première
fois l’ensemble des mesures de dépôts des réseaux à l’échelle globale et IDAF a été reconnu comme
une base de données unique de qualité pour le continent africain (Figure 8). Parmi les études menées
utilisant les données IDAF on note : (a) des études de couplage mesures-modèles sur l’analyse de
l’évolution temporelle des dépôts humides et secs par types d’écosystèmes, (b) l’analyse de
l’évolution temporelle des concentrations atmosphériques gazeuses, (c) l’analyse des caractéristiques
physico-chimiques des aérosols et leurs tendances (présentes et futures), (d) des validations satellite
ou des validations de modèles globaux. Il faut également souligner un travail innovant sur la
modélisation des flux de dépôts secs. Enfin, plusieurs travaux sur le cycle biogéochimique de l’azote
en régions tropicales ont été publiés. L’annexe II présente la liste : des publications de rang A, des communiqués de presse et articles dans
des revues nationales, des oraux invités dans des workshops ou conférences internationales, des
actes de conférence, des principaux workshops ou conférences internationales et nationales avec
participation directe du SO IDAF.
19
IDAF -­‐ DEBITS II and WMO/GAW Integration of Data from the Major Wet Deposition Monitoring Networks. Composition chimique des précipitations à l’échelle globale 2005-­‐2007 µeq/L
Figure 8: Exemple de résultats à l’échelle globale issu de la synthèse WMO sur les dépôts
atmosphériques (papier overview dans Atmospheric Environment, Vet et al, 2014).
(3) Animation scientifique et technique du SO IDAF 2010-2015
On ne peut parler de production scientifique du réseau IDAF sans souligner l’importance de
l’animation scientifique et technique du réseau, colonne vertébrale du succès de la longévité
de mesures sur le continent africain.
L’animation scientifique et technique du réseau IDAF est en effet une composante très
importante du programme et doit être souligner comme un point fort dans le bilan 2010-2015
du SO. Cette activité a permis de mettre en place un système d’observation pérenne, mais aussi de
former des équipes locales compétentes avec qui nous entretenons de réelles collaborations
scientifiques. Cette mission prioritaire du réseau IDAF est accomplie grâce au transfert de
technologies, à la formation scientifique des étudiants ainsi qu’au maintien des PI africains dans le
contexte de recherche international.
Le dynamisme des échanges Nord/Sud (Visites de scientifiques, atelier de formation scientifique et
technique (plus de 2 visiteurs par an à l’OMP), 11 étudiants en thèse encadrés ou co-encadrés au LA,
2 organisations de workshops internationaux thématiques). Le tableau 7 donne quelques exemples
des actions mises en œuvre de 2010 à 2015.
On peut souligner que ces collaborations étroites et la production scientifique associée ont
contribué à plusieurs succès universitaires de 2009 à 2014 (Figure 9):
- Soutenance d’HDR Luc Sigha (Toulouse, Mai 2011)
- Obtention du titre de Professeur de V. Yoboué à l’Université d’Abidjan, Septembre 2012)
- Obtention du titre Professeur de L. Dungall à l’Université de Niamey, Septembre 2013)
- Soutenance de thèses: E. Assamoi (2011), M. Adon (2011), Tummon (2011), Malavelle (2011),
Konaré (2012).
- Obtention d’un poste de maître assistant de M. Ouafo (Université de Douala, 2013)
20
L’animation scientifique et technique du SO IDAF a conduit à la contribution et/ou
l’organisation de plusieurs workshops internationaux :
- 2012: The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italy, a
organisé : “Workshop on Atmospheric Deposition: Processes and Environmental Impacts”, from 21 25 May 2012. Organizers : F. Dentener, C. Galy-Lacaux and F. Solmon. (55 partcipants).
- 2013: Capacity Building Workshop on Regional Climate and Air Quality Modelling for West Africa. 719 October 2013, Abidjan Cote d’Ivoire. F. Solmon and A. Konare.. IGAC News 7, februray 2014.
- 2014: Workshop du Scientific Advisory Group Precipitation Chemistry-Atmospheric Deposition
organisé à Toulouse, 12-15 Novembre 2014. (15 participants internationaux)
Université Abidjan
- Visite scientifique au LA V. Yoboué PI Lamto chaque année de 2010 à 2015
- Missions de Julien Bahino et Seidou keita (Début de thèse) au LA novembre 2014
- Visite de l’observateur R. DiBanko de Lamto au labo de chimie du LA, Novembre 2013
- Installation d’un cluster de PC pour la modélisation REGCM 2009. Formation au LAPA de F. Solmon Janvier
2010
Université Niamey/IRD
- Visite scientifique de L. Dungall en 2010 au LA,
- Visite scientifique de L. Dungall en mai et juin 2013 au LA et LISA (ORAURE/IDAF/SDT)
Université Yaoundé
-L. Sigha : obtention poste rouge 3 mois OMP en 2009 (Rédaction HDR)- HDR soutenue en Mai 2011
-Visite M. Ouafo thèse en co-tutelle (UPS/Unievrsité de yaoundé) :
6 mois en 2011
6 mois en 2012
6 mois en 2014
Université Af . Sud- Thèse BDI PED F. Tummon, 2007-2010 au LA, soutenu en 2011.
- Visite Micky Josipovic Nov et Dec 2013
- Accueil pour 6 mois de Pieter Van Zyl Janvier à Juillet 2014
-Thèse co encadrée LA- North West Univ Petra Matriz 2014-2017 (Visite au LA en 2010 et 2015)
- Thèse co-encadrée LA-North West Univserity. Jean Stefan Swartz 2014-2017 (Visite au LA Fev et Mars 2015)
- Visite E. Gardrat du LA à NW Univ pour transfert technologie analyse carbone, novembre 2015
Université Bénin
-Visite scientifique au LA A. Akpo de 1 à 4 mois en 2010, 2012 et 2014 (bourse AUF, projet IDAF)
Autres missions d’animation
-Formation de Camara Ndiobo Mars 2014 (étudiant master université Dakar) : technique d’analyse chimique,
mesure sénégal Dahra
Tableau 7: Echanges Nord/sud dans le cadre de l’animation scientifique et technique du SO IDAF
21
Succès
Universitaires
Récents:
Bravo à tous !
Figure 9: Succès universitaires récents (2010 -2015) dans le contexte du SO IDAF.
L’animation scientifique du SO IDAF se fait aussi à travers l’encadrement d’étudiants codirigés dans leur travaux entre le nord et le sud. Plusieurs conventions de co-tutelle ou codirection ont été signées entre les universités du sud et l‘université Paul Sabatier.
(4) Etudiants au cours du bilan 2010-2015 :Thèse, Master…
E. Assamoi : Emissions anthropiques africaines et Impacts, doctorat de l’Université Paul Sabatier,
soutenue en 2010.
F. Tummon : Impact climatique régional de l’aérosol en Afrique du Sud : doctorat de l’Université Paul
Sabatier, soutenue en Mars 2011.
M. Adon : Analyse de l’évolution temporelle des concentrations atmosphériques gazeuses et flux de
dépôt sec atmosphériques à l’échelle du continent africain, cototuelle UPS/Université Abidjan, thèse
soutenue décembre 2011.
F. Malavelle ; Modélisation de l’impact radiatif de l’aérosol sur la zone AMMA, doctorat de l’Université
Paul Sabatier, soutenue en 2011.
Elne Conradie : Master degree, codirection UPS (LA)/NWU, Assessment on wet deposition in South
Africa, 2012.
A. Konaré : Impact climatique régional de l’aérosol en Afrique de l’Ouest : thèse d’état, Université
d’Abidjan, 2012.
Diby N' Dribble Dieudonne, Etudiant en Master 2 à l’Université d’Abidjan, Etude sur le long terme de
la composition chimique des pluies en savane humide de Lamto (Côte d’ivoire), soutenu en
décembre 2013.
Petra Matriz : Master University of Potchefstroom, Spatial and temporal assessement of atmospheric
organic carbon and black carbon concentrations at south african DEBITS sites, November 2013.
Kouame Konan Justin : Master 2 à l’Université d’Abidjan, Composition chimique de la partie soluble
des aérosols collectes à la station de Katibougou au Mali (savane sèche ) et à la station de Lamto en
Côte d Ivoire (savane humide), Décembre 2013.
22
Camara Ndiobo, PhD à l’Institut des Sciences de l’Environnement, Université de Dakar, Stage de
formation aux techniques de mesures et analytiques au Laboratoire d’Aérologie, février et Mars 2014.
Elne Conradie : PhD à la North West University NWU, Codirection entre UPS (LA) et NWU,
Assessment on wet and dry atmospheric deposition in South Africa, 2012-2015 (en cours).
M. Ouafo Mendo, Thèse en co-tutelle UPS (LA) et Université de Yaoundé. Physique et Chimie de
l’Aérosol Atmosphérique en Afrique Ouest/Centrale, Université de Yaoundé, en cours 2012-2015.
Jan Stefan Swartz : Master degree, codirection UPS (LA)-NWU. Assessment on wet depoistion
fluxes at the GAW DEBITS site of Cape Point. 2015, en cours.
Petra Matriz, PhD North West University, Codierction UPS (LA)-NWU. Long term assessment of
aerosols collected in the northern interior of South Africa, 2014-2017, en cours.
Seydou Keita, PhD Université d’Abidjan, codirection UPS (LA)-Université Abidjan (bourse AUF),
Emission et impact par les combustions en Afrique de l’Ouest, 2014-2017, en cours.
Diby N' Dribble Dieudonne, PhD à l’Université d’Abidjan, co-direction UPS (LA)-Université d’Abidjan.
Caractérisation physico-chimique et analyse des tendances de la composition chimique des aérosols
mesurés sur le transect savane sèche-savane humide-forêt dans le cadre du programme IDAF. 20152018, en cours.
Mahamadou Tawaye Mamane Salissou, Master de Physique de l'atmosphère et du climat.
Université de Niamey. Cararactéristiques physico-chimiques des pluies collectées à l'échelle de
l'écosystème semi aride de Banizoumbou (Niger). Soutenance en Septembre 2015. Thèse prévue à
partir de janvier 2016.
(5) Projets de recherche réalisés avec l’aide des données du SO (2010-2015)
Plusieurs projets ont bénéficié ou bénéficie de l’existence du réseau IDAF en terme de de
données scientifiques et de collaborations.
- Projet POLCA « Pollution des Capitales Africaines « : projet CORUS MAE IRD 2009-2012.
Université de Bamako, Université LA Toulouse et Université de Dakar UCAD. (Le SO IDAF a fournit
les données de sites ruraux de référence).
- LEFE : cycle de l’azote en zone sahelienne (PI : Claire Delon). 2013-2014.
LA Toulouse, INRA Grignon, GET Toulouse, CESBIo Toulouse et Université de Dakar, Université de
Coppenhage (ISE Institut des Sciences de l’environnement)
- WMO Atmospheric Deposition Assessment Dans le cadre de WMO en lien avec le programme
GAW, une synthèse regroupant plusieurs articles sur la chimie des précipitions et les dépôts secs aux
échelles régionales et globales pour la période 2000-2008 a été réalisé de 2010 à 2013. IDAF a eu la
responsabilité des travaux sur l’Afrique. Publication en 2014 (Vet et al, 2014). Dans ce cadre IDAF a
contribué à plusieurs workshops sur la période: Genève Septembre 2011, Afrique du Sud Octobre
2013, Chicago Mars 2013.
- EADN Equatorial African Deposition Network Projet GEF UNEP (PI University de Nairobi) : projet
de mesure long terme des dépôts atmosphériques. IDAF est PI dans ce projet pour l’expertise
mesures-analyse et possède un site pilote commun en Côte d’Ivoire. 2012-2017.
IDAF a participé à différents workshops au Kénya : workshop fondateur à Kisumu en novembre 2011,
workshop Naivasha novembre 2013, workshop univesité de Nairobi février 2014.
- GDRI ARSAIO Groupement de Recherche International « Atmospheric Research in Southern Africa
and Indian Ocean » CNRS/NRF dans lequel notre équipe EDI au LA (PI: C. Liousse) coordonne le
volet 2 « Atmospheric Pollution and Climate Change in South Africa ». Renouvelé sur la période 20152019. Meeting GDRI : Potchefstroom 2012, La réunion 2013, Cape Town 2015.
- International Nitrogen Initiative : contribution du SO IDAF au chapitre régional de la synthèse sur
l’Afrique. Workshop African regional assessment à Nairobi 2011.
- INMS (GEF-UNEP project 2014-2019) coordonné par le CEH Center for Ecology and Hydrology,
PI : M. Sutton) : Integrated Nitrogen Managment System. IDAF a soumis une lettre d’intention pour le
développement des activités sur la compréhension du cycle de l’azote dans la région de
démonstration identifiée : Bassin du lac victoria en Afrique de l’Est.
- DACCIWA projet européen FP7, Dynamics-Aerosol-Chemistry-Cloud interactions in West Africa:
task WP2 : 2013-2018.
23
(6) Lien du SO IDAF avec la modélisation
Validation de modèles
Depuis 2002, des premières collaborations ont vu le jour avec des groupes de participants
s'intéressant à la caractérisation des dépôts (G. Carmichael, USA) ou aux variations de la composition
chimique de l'atmosphère (ex. B. Marticoréna, France, C. Benkowitz, USA). De 2006 à 2012 et
compte tenu de l'essor des études sur l'Afrique (particulièrement dans le contexte d'AMMA), de
nouveaux groupes de modélisation font appel aux données du SO/ORE IDAF : en France, les
groupes travaillant sur la chimie gazeuse et l’aérosol (modèle MNH-C (C. Delon), modèle LMDz (K.
Law); modèle ORISAM-TM et RegCM (C. Liousse), modèle Mocage (B. Josse), en Italie, les équipes
travaillant sur les aérosols (modèle RegCM (F. Giorgi); modèle TM5 (F. Dentener)), en Hollande le
groupe travaillant sur TM4 (chimie gazeuse et aérosol, P. Vanvelthoven), aux USA les groupes
travaillant sur la chimie gazeuse (modèle GEOS-Chem, D. Jacob; modèle Mozart (G. Pétron, C.
Granier). Plus récemment (2012-2014), les données IDAF ont servi de validation au modèle-ensemble
TP-HTAP (Task Force on Hemispheric Transport of Air Pollution). Ce modèle-ensemble regroupe les
résultats des principaux modèles globaux à l’échelle internationale (e.g. GISS, GOCART, MOZART,
GEOS-Chem, CAMCHEM, ECHAM, EMEP, GEMAQ, HADCHEM2, INCA, LLNL, TM5 …).
Appui au développement de modèles
Par nature, les données de chimie des précipitations, de gaz et d'aérosols mesurées dans IDAF
illustrent les processus hétérogènes gaz/particule/nuage complexes.
- l'insertion de module de chimie hétérogène dans les modèles de chimie transport et de climat
est un challenge d'actualité. Les données spéciées IDAF offrent à l'échelle régionale une base
particulièrement adaptée pour la validation et l'amélioration de ces modules. Ce fut
particulièrement le cas au Laboratoire d'aérologie à travers le développement du module
aérosol ORISAM et son couplage à des modèles de chimie transport globaux et régionaux
(TM4, TM5, CHIMERE). C’est le cas aujourd’hui avec l’insertion de nouvelles
paramétrisations (travaux en cours) dans le modèle de climat régional (RegCM).
- La paramétrisation des dépôts secs dans les modèles est une source d’incertitude majeure
dans la modélisation des gaz et des particules. Soulignons dans ce quadriennal l’effort
important porté sur cette question qui a donné lieu à la réalisation d’une thèse et plusieurs
articles de rang A.
A noter que ces actions se font en impliquant les partenaires africains du réseau (principalement Côte
d'Ivoire, au Niger, au Sénégal et en Afrique du sud), qui sont très demandeurs en terme de
modélisation climat/chimie.
Plus généralement, dans la communauté internationale, le traitement explicite de la chimie
hétérogène dans des modèles à intégration longue ainsi que l’amélioration des paramétrisations des
dépôts n'en est qu'à ces débuts. De ce point de vue, la base IDAF a un fort potentiel d'utilisation par la
communauté dans l’avenir.
L’ouverture et l’insertion du Système d’observation
Liens avec d’autres SO, insertion du SO dans le dispositif de recherche français (régional, national), insertion
européenne et internationale, appartenance à un réseau européen ou international d’observation. Distinguer ce
qui existait avant 2010 de ce qui a été entrepris sur 2010-2014.
Spécificités IRD/Sud : Réalité du transfert technique et d’expertise vers les homologues des institutions Sud
concernées par le service Degré d’appropriation du service par les acteurs techniques, scientifiques et
institutionnels du Sud.
Les différents liens du SO IDAF avec des équipes extérieures, avec les autres SO, son insertion dans
un réseau international et dans des programmes internationaux incluant l’Europe ont été mis en
évidence et explicités dans d’autres sections de ce rapport. Il s’agit ici de les regrouper pour plus de
lisibilité.
- Lien GAW WMO : l’insertion d’IDAF dans GAW/WMO permet d’ouvrir la base de donnée à des
programmes internationaux tels que EMEP, CAD, EANET, CAPMON, NADP, LBA.
Action récente 2014-2015: Label du SO IDAF comme réseau contributeur au programme GAW/WMO
(ANNEXE IV, Figure 10).
Action fin 2014-2015 : participation à la rédaction des objectifs du nouveau plan d’implémentation
scientifique du programme GAW (2016-2019).
24
Figure 10 : News de la page du site web GAW.
- Lien DEBITS (Task thème Dépôt d’IGAC) : IDAF dans DEBITS est l’insertion du SO dans le
programme international de chimie atmosphérique depuis une dizaine d’années maintenant.
En 2015, IDAF est d’ailleurs à l’origine de l’organisation d’un workshop DEBITS, lors de la prochaine
conférence internationale Acid Rain qui aura lieu à Rochester du 19 au 23 Octobre 2015. Ce
workshop est soutenu par IGAC et WMO et permettra de redéfinir la tache DEBITS (à soumettre fin
2015 à IGAC) avec un renforcement du réseau en régions tropicales notamment en Amérique du Sud
et en Asie du Sud Est et une ouverture des objectifs vers les études couplées dépôts atmosphériquesimpacts.
- Lien SO BVET, CATCH végétation et hydrologie, AERONET
IDAF partage avec ces SOs des mesures sur des sites communs et collabore à des objectifs
scientifiques communs en lien avec la compréhension des cycles biogéochimiques.
- Lien avec les SOs SDT (Sahelian Dust Transect), MERA et le SOERE ORAURE
Les systèmes d’observation des concentrations et des dépôts regroupant les SOs SDT, MERA et
IDAF gérés à l’échelle nationale (LISA, Ecole des mines de Douaix, LA) sont intégrés dans le SOERE
ORAURE depuis sa labelisation en 2011 dans le cadre du groupe de travail ORAURE « Dépôt ». Des
travaux d’intercomparaison des mesures de dépôt humide réalisées par SDT et IDAF sur le site de
Banizoumbou ont été entrepris afin d’évaluer leur cohérence et leur comlémentarité. Une nouvelle
action d’intercomparaison, étendu à d’autres dispositifs instrumentaux nationaux est initiée entre les
trois SOs dans le cadre d’ORAURE et aura lieu fin 2015 à Chypre. Le lien développé entre SDT et
IDAF nous conduit de présenter une évolution d’IDAF dans la deuxième partie de ce rapport.
- Lien avec le futur SOERE ATMO et l’IR ATMO
Action 2014-2015 : Un dossier pour le prochain appel d’offre SOERE (Systèmes d’Observation et
d’Expérimentation au long terme pour la Recherche en Environnement) est en préparation pour la
labelisation du SOERE ATMO qui s’appuie sur les SOEREs ORAURE ET ROSEA existants. IDAF
participe à la redaction du document et fait partie intégrante du futur SOERE ATMO dont l’objectif est
de déveloper les liens entre les différentes activités des réseaux de mesures et sites instrumentés
actuels reconnus à l’échelle nationale.
Cette initiative s’inscrit dans la création de la future infrastructure de recherche ATMO (IR ATMO) et le
SO IDAF de par ses activités s’intégrera pleinement dans ce réseau global rassemblant les
observations à long terme dans le domaine « atmosphère « .
25
Le fonctionnement
Fournir un organigramme présentant l’organisation du Service sur la période 2010-2014. Pour les personnels il
s’agit de ceux impliqués dans la réalisation de la mission du SO (à distinguer des personnels assurant
l’exploitation scientifique).
L’organigramme fonctionnel ci dessous présente l’organisation d’ensemble du programme IDAF
(Figure 11). La composante Afrique de l’Ouest et Centrale labellisé par l’INSU est notée en bleu. La
composante Afrique du Sud (hors label) est notée en orange. Les deux composantes partagent la
même base de données.
Au Sud
Les stations de mesures en Afrique de l’Ouest et Centrale sont gérées par un Principal investigateur
de chacun des pays participants (Figure 11). Ils ont en charge :
- la formation technique et la gestion de l’observateur local sur chaque site (incluant gestion
des instruments, des consommables et des protocoles de maintenance et de collecte des
échantillons.
- le rapatriement des échantillons, le stockage vers leurs organismes de recherche
- la transmission des données ou des échantillons du site de mesure vers le LA à Toulouse.
- la gestion des budgets mis en place soit dans les stations directement, soit dans les
différentes représentations IRD des différents pays en liens avec les PIs.
La station Géophysique de Lamto (Côte d’Ivoire), le WWF (World Wildlife Fund) qui accueille la station
de Bomassa au Congo et les représentations IRD de Cotonou (Bénin), de Niamey (Niger), de
Yaoundé (Cameroun), de Bamako (Mali) participe au fonctionnement du SO :
- en facilitant les missions au Sud (location véhicule IRD, chauffeur)
- en facilitant l’accès numérique à certains collaborateurs, l’accès à des moyens de
conservation ou d’expédition des échantillons (colisage, facilité de procédures de
dédouanement).
- Les services de gestion IRD en accord avec une convention pour le SO IDAF administrent les
budgets dans chaque représentation (sous la responsabilité du PI).
Au Nord
Le laboratoire d’Aérologie UMR 5560 assure la coordination générale du SO (liens avec les instances
et projets internationaux, les organismes/tutelles et projets nationaux). Le LA gère spécifiquement
pour le bon fonctionnement du SO :
- Le laboratoire d’analyse de chimie : préparation et expédition d’échantillons sur sites,
réception et analyse des échantillons, atelier de formation pour étudiants ou techniciens sud.
- Le contrôle qualité des données et leur validation jusqu’au formatage des fichiers de données.
- L’animation scientifique et technique du réseau`
- La validation et le formatage des données du SO pour la base de donnée
- La gestion des crédits du SO.
Le service de données de l’OMP SEDOO gère le développement et la mise à jour annuelle du site
web et de la base de donnée ainsi que l’archivage.
26
Le Fonctionnement Organigramme présentant l’oganisation du Service sur la période 20102014. Personnels impliqués dans la réalisation de la mission du SO.
Figure 11 : Organigramme de l’organisation du SO IDAF de 2010 à 2014.
27
La gouvernance
Fournir un organigramme présentant les instances et leurs liens dans la gouvernance et le fonctionnement du SO,
distinguer l’environnement interne du SO de son environnement externe (par exemple relations avec les instances d’un
TGIR, d’un SOERE….). Indiquer les personnels impliqués dans ces instances. Préciser également le fonctionnement
des instances (fréquence de réunion...). D’autres aspects pourront être évoqués tels que la stratégie de communication,
les actions programmes de formation associés….Spécificité IRD/sud : Liens institutionnels (accords bilatéraux,
multilatéraux, approche par consortium) entre le service et les partenaires du Sud
La gouvernance du SO IDAF est effectué par le comité scientifique IDAF constitué par les PI
français, les PI d’Afrique de l’Ouest et Centrale et les PI sud africains (même noms que ceux
présentés dans l’organigramme fonctionnel). Le comité scientifique IDAF est lié au comité
scientifique DEBITS dans la définition des objectifs scientifiques et leur évaluation. IDAF a un
représentant dans le comité scientifique DEBITS d’IGAC (C. Galy-Lacaux).
Comité scientifique international: DEBITS (K. Pienaar Chair) - évalué par IGAC et WMO
Comité scientifique IDAF: PI Français, Sud Africain + PI Afrique - évalué par CSOA
Des réunions annuelles des deux comités sont organisées. Les réunions du comité IDAF
permettent de :
- Faire un bilan sur le fonctionnement des sites
- Faire un bilan-prospective des différents travaux en cours (papiers, master et thèses)
- Planifier les venus des collègues sud au Laboratoire d’Aérologie (chercheurs, thèses)
- Planifier les participations aux conférences de l’année à venir
Le comité IDAF renseigne annuellement la fiche de suivi des services labélisés océan –
atmosphère de l’INSU ce qui permet d’évaluer globalement le fonctionnement du service.
D’un point de vue scientifique, le comité scientifique IDAF contribue chaque année au rapport
DEBITS présenté aux instances internationales IGAC et WMO.
La gouvernance s’appuie sur :
-des liens institutionnels avec les différents organismes sud (partenariat avec les universités
formalisés au niveau de l’Université Paul Sabatier à la Direction des Recherches Internationales :
universités de Bamako, d’Abidjan et de Cotonou).
- la North West University et le LA sont liés dans un consortium GDRI (CNRS) (ARSAIO).
- La station de Géophysique de Lamto est liée par une convention avec le projet IDAF.
- L’IRD et le SO IDAF sont liés par une convention (AO2522) pour la gestion des budgets des
sites.
L’organigramme proposé ci dessous décrit les interactions entre les différents laboratoires et
organismes impliqués dans la gouvernance du SO IDAF.
28
Difficultés rencontrées
Difficultés internes et externes auxquels a fait face le SO pour son fonctionnement depuis sa dernière
labélisation
La première difficulté qu’il convient de mentionner porte sur la situation politique des pays
considérés dans le réseau IDAF. Si le Bénin et le Cameroun n’ont pas présenté de difficultés lors de
ce dernier quadriennal, les conditions de travail ont été plus difficiles en Côte d’Ivoire et au Sahel. Il
est important de souligner que les mesures n’ont JAMAIS cessé sur l’ensemble des sites grâce à
l’implication des partenaires sud (PI et observateurs). Mais il faut remercier leur motivation et
dévouement pour rendre cela possible dans la mesure où certaines tâches sont plus compliquées :
rapatriement échantillons, missions sur site etc..
Une deuxième difficulté à citer c’est d’avoir pu maintenir une animation scientifique nord-sud à un tel
niveau dans la mesure où nous n’avons pas de budget récurrent alloué pour cela (le budget délivré
par l’INSU et l’OMP porte sur le fonctionnement des observations). Il s’agit principalement des frais
de missions pour participer à des congrés, pour faire venir nos collègues sud…. Une autre difficulté
financière porte sur la jouvence des analyseurs servant pour IDAF puisqu’il n’y a plus de « guichet »
pour de telles demandes. En 2012 c’est le laboratoire et l’OMP qui a pu prendre cette dépense en
charge.
Besoin humain :
Enfin une difficulté cruciale que nous avons essayé de surmonter tant bien que mal porte sur le
poste de physicien adjoint du réseau IDAF.
En effet, en 2008, Fabien Solmon a obtenu un poste CNAP-OMP (SO-IDAF) dont la tâche de
service portait sur l’animation scientifique et technique du réseau, sur la valorisation des données
par le couplage entre travaux expérimentaux et de modélisation (formation aux différents codes,
mise à disposition… pour les partenaires sud) et sur la gestion de la base de données IDAF.
Or en 2010, F. Solmon est parti en détachement à l’ICTP de Trieste.
La tâche qu’il portait est depuis assurée par des CDD. Le tableau des personnels nord p29 montre
que ces CDD se sont succédés sans pouvoir remplir cette tâche pleinement. Le poste de Fabien
Solmon n’existera plus fin 2015 et il n’y aura donc plus de recrutement de CDD possibles (plus de
financement).
Il est donc essentiel de pérenniser le poste CNAP de physicien adjoint (voir réponse à l’enquête sur
les personnels des SO de l’INSU en Mars 2014). Pour ces raisons, M. Adon présente sa candidature
au CNAP dès 2015 (dépôt de dossier en cours).
29
Les ressources humaines (hors exploitation scientifique).
Les ressources humaines seront comptabilisées en ETP (homme mois) sur la base du temps réel effectué (i.e.
un maître de conférences travaillant effectivement 1 mois à plein temps sur le service sera compté 1 ETP). Les
organismes d’appartenance et les corps des personnels seront précisés à l’aide d’un tableau du type suivant
Personnels Nord
CORPS
Organisme
Date de fonction
Fonction dans le service
ADON
Marcellin
NOM
CR CDD
OMP-LA
11
Depuis fin 2012
CHIRON
Christelle
AI
UPS -LA
10
Depuis Nov 2013
Responsable technique
modélisation et validation
données
Préparation échantillons,
analyse
GALYLACAUX
Corinne
IR HDR
CNRS -LA
7
Coordination générale
GARDRAT
Eric
IE
UPS -LA
10
Responsable technique
analyse
ROBLOU
Laurent
IE
CNRS -LA
0,5
Support modélisation
LIOUSSE
Catherine
DR
CNRS - LA
3
Coordination scientifique
MACAIGNE
Monique
TCE
UPS -LA
0,5
Gestion crédits OMP UPS
MERCADIER
Karine
TCS
CNRS -LA
0,5
Gestion crédit INSU CNRS
UMS SEDOO
OMP
OMP-LA
0,5
Gestion technique base de
donnée
Responsable technique
modelisation et données
BRISSEBRAT
Guillaume
SOLMON
Fabien
Phys
CNAP
ETP
11
TUMMON
fiona
CR CDD
OMP-LA
11
2006-2009
détaché ICTP Trieste
2009
2011
PERE
J. Christophe
CR CDD
OMP-LA
11
Janv-Juin 2012
CASTERA
Pierre
AI MEN
UPS-LA
10
2009- retraité en sept
2013
30
Responsable technique
modélisation et validation
données
Responsable technique
modélisation et validation
données
Analyse chimique
Personnels Sud
NOM
AKPO Aristide
CORPS
Organisme
ETP
Fonction dans le service
Maitre de
Conférences
Technicien
Université Cotonou
6
PI site Djougou Benin
Vacataire
5
Technicien Observateur
YOBOUE
Véronique
Professeur
Université de Cocody
6
PI site Lamto Côte d’Ivoire
KONATE
Isamel
DUNGALL
Laouali
Technicien
5
Professeur
Station Géophysique
Lamto
Université Niamey
6
Technicien observateur
Depuis Novembre 2013
PI site Banizoumbou Niger
ALFARI
Zakou
technicien
Vacataire
5
Technicien Observatueur
DIOP
Babacar
Maitre de
Conferences
Université de Bamako
5
PI site Mali Katibougou
KANOUTE
oumar
SIGHA luc
Technicien
IPR Katiobougou
5
Technicien observateur
Professeur
5
PI site Zoétélé Cameroun
ZEUKOU
Mathieu
Technicien
Université/CRH
Yaoundé
Vacataire
5
Technicien Observateur
Cameroun
TATHY JeanPierre
Professeur
DGRST
DGRST Brazaville
3
PI station Bomassa Congo
MOROMBA
Patrice
ZOUZOU
Raphael
Technicien
WWF
3
Technicien
Lamto station
géophysique
5
Technicien Observateur
Congo
Technicien Observateur
Lamto 2000 à 2013
DARAKPO
31
Ressources Financières
Les ressources financières de toutes origines doivent être prises en compte dans le tableau suivant, en distinguant
les ressources récurrentes sur les 5 dernières années et occasionnelles.
Ressources récurrentes sur 2010-2014*
origine
montant
commentaire
Contrat
Fonctionnement
21 k€/an
UPS-OMP
laboratoire chimie
origine
OMP 2010
INSU
OMP 2012
25 k€/an
Fonctionnement
réseau de mesures
(stations,
instruments)
Ressources occasionnelles
montant
commentaire
Poste rouge CDD
10 k€
Sigha
LA2012
46 k€/an
21 k€ /an
TOTAL
46 k€/an
16,5 k€
Co
financement
jouvence
chromatographe
Missions
conférences
kampala INI
Achat Etuve
5 k€
EADN 2012
10 k€
SOERE
ORAURE 2013
OMP 2012
4,5 k€
10 k€
5 k€
EADN 2013
4.5 k€
GDRI 2014
2 k€
TOTAL
Utilisation des ressources financières :
dépenses récurrentes sur 2010-2014
Nature**
montant
commentaire
Fonctionnement 25 k€ /an soit
Fonctionnement
sites
sur chaque site
6 k€ * 3sites
6 sites
transfert annuel
2,4 k€ * 3sites
2010-2014
via IRD ou
station1
Fonctionnement
labo chimie
Co
financement
jouvence
chromatographe
EADN 2012
AUF 2013
TOTAL
15 k€
Nature
Voir detail
noms des
projets
dans
tableau ci
dessus
Mission Laoauli
Niger-France
Poste rouge Yoboué
Côte Ivoire-France
Mission Akpo
Bénin-France
Achat
matériel
informatique
Mission
Swartz
Afrique sud-France
82,5 k€
dépenses occasionnelles
montant
commentaire
Voir detail tableau
ci dessus
Fonctionnement
labo chimie 2
TOTAL
82,5 k€
1
Fonctionnement des sites : vacations mensuelles des observateurs, missions des PI Sud sur site, Frais
fonctionnement des sites (eau, électricité, réparations et entretien des instruments), frais d’expédition de
certains échantillons.
2
Fonctionnement laboratoire de chimie : achat de consommables de chromatographie ionique : vials,
seringue filtration, standards, colonne, suppresseur, consommables eau ultrapure, consommables et électrode
pH et conductivité, achat de gaz vecteur, consommables analyseur de carbone, gaz, gaz standard, four en
quartz, catalyseur, thermocouples….frais d’expédition de capteurs passifs chaque deux mois sur les 6 sites du
réseau de mesure, consommables capteurs passifs : boites, filtres, réactifs chimiques, corps de capteurs.
32
*Spécificités IRD/Sud : Estimation des financements directs et indirects et des moyens mis par les partenaires du
Sud pour contribuer au fonctionnement du service (logistique, laboratoires, équipements, ressources techniques,
…).
Voir Page 25 pour détail
** A regrouper par grands types (fonctionnement, missions, petits équipements…)
Autres Références
Manual for the GAW Precipitation Chemistry Programme - Guidelines, Data Quality Objectives and
Standard Operating Procedures (report n°160, pp182, November 2005).
WMO GAW Aerosol measurement procedures Guidelines and recommendations Report 153.
GAW Manual Report of Passive Samplers for Atmospheric Chemistry Measurements and their Role in
GAW (prepared by Greg Carmichael) (WMO TD No. 829).
WMO / GAW Report n° 207. Recommendations for a composite surface Ground Based Aerosol
Network. European Network of Networks (ENAN) Workshop Emmetten, Switzerland, 28-29 April
2009. Authors : Cathrine Lund Myhre and Urs Baltensperger. 2012.
WMO / GAW report n°200. WMO/GAW Standard Operating Procedures for In-Situ Measurements of
Aerosol Mass Concentration, Light Scattering and Light Absorption. Edited by John A. Ogren
Chairman, GAW Scientific Advisory Group for Aerosols. 2011.
33
ANNEXE I
Liste des équipes utilisant les données IDAF
Laboratoire d’Aérologie, Toulouse
Laboratoire Géosciences Environnement Terre, Toulouse
Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, UVSQ / CNRS / Paris VI.
Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, Univ. Paris 12.
Laboratoire des Sciences du Climat et l'Environnement, Gif sur Yvette.
Laboratoire de Météorologie Dynamique, Paris.
Laboratoire d'Optique Atmosphérique, Lille.
CNRM Météo France, Toulouse.
Université de Niamey, Niger.
Université de Maroua, Niger. (département Physique et Energie)
Université de Bamako, Mali.
Université de Cotonou, Bénin. (département de physique)
Université de Cocody, LAPA-MF Laboratoire physique de l’Atmosphère, Côte d’Ivoire.
CRH/IRGM Yaoundé, Cameroun.
Université de Dakar, UCAD, LPA (Laboratoire de Physique Atmosphérique) Sénégal.
North West University, Potchefstroom, South Africa.
Egyptian Meteorological Authority EMA, Egypt
Department of Geography & Environmental Management & Energy Studies University of
Johannesburg.
Climate Systems Analysis Group, Dept. Environmental & Geographical Science, University of Cape
Town.
South African Weather Service
Faculté des Sciences Université de SFAX, Tunisie
ILRI Nairobi, International Livestock Research Institute, Kenya.
University of Nairobi, Chemistry department, Kenya.
The Abdus Salam International Centre for theoretical physics, Italie.
Institute for Environment and Sustainability; Climate Change Unit, Joint Research Center, Italie.
Secteur Chemistry and Climate, Royal Netherlands Meteorological Institute, De Bilt, Netherlands.
Max Plank Institut for-Chimistry, Mayence, Allemagne.
Institut of chemistry and dynamics of the geosphere, Jülich, Allemagne.
Centre for Atmospheric Science University of Cambridge, UK.
Met Office : Climate change and aerosols, UK
University of East Anglia, Atmospheric chemistry division, UK.
Department of Chemistry, University of Leicester, UK.
Université de Liège, Campus Environnement
Belgian Institute for Space Aeronomy, Bruxelles (Globemission project)
Eindhoven University of Technology (GEOsCHEM group-OMI)
University of Leeds (Earth System Model and climate change)
University of York
Earth and Planetary Sciences, UC Santa Cruz., USA
Harvard Atmospheric Chemistry Modeling Group, USA.
Global Tropospheric modeling group · Atmospheric Chemistry Division · National Center for
Atmospheric Research, USA.
Geophysical Pluid Dynamics Laboratory, NOAA, USA.
Department of Chemical & Biochemical Engineering The University of Iowa, USA.
Brookhaven National Laboratory, USA.
Université de Crête, Grèce.
USP - Universidade de Sao Paulo Instituto de Fisica, Bresil.
Division of Environmental Science and Engineering, Faculty of Engineering, National University of
Singapore
Department of Meteorology, Stockholm University, Sweden
Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences,
Beijing, China.
Atmospheric Science and Technology Directorate, Environment Canada, Toronto, Ontario, Canada
34
Air Resources Laboratory, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), College Park,
MD, USA
Norwegian Institute for Air Research (NILU), Kjeller, Norway
School of Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich, UK
QA/SAC Americas, World Meteorological Organization Global Atmosphere Watch, Champaign, IL, US
European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability, Ispra, Italy
CSIRO Marine and Atmospheric Research, Aspendale, Victoria, Australia
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, São José
dos Campos, São Paulo, Brazil
Institute of Global Climate and Ecology, Roshydromet and RAS, Moscow, Russian Federation
Department of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology, Tokyo, Japan
Limnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk, Russian
Federation
Earth and Atmospheric Sciences, Cornell University, Ithaca, NY, USA
Atmospheric Research and Environment Branch (AREB), World Meteorological Organization, Geneva,
Switzerland
Indian Institute of Tropical Meteorology, Pune, India
35
ANNEXE II
- publications de rang A
- communiqués de presse et articles dans des revues nationales
- oraux invités dans des workshops ou conférences internationales
- actes de conférence, principaux workshops ou conférences internationales et nationales avec
participation directe du SO IDAF.
2015
1- M. Van Damme, L. Clarisse, E. Dammers, X. Liu , J.B. Nowak, C. Clerbaux, C.R. Flechard, C. GalyLacaux,W. Xu, J.A. Neuman, Y.S. Tang, M.A. Sutton, J.W. Erisman, and P.F. Coheur. Towards
validation of ammonia (NH3) measurements from the IASI satellite. Atmos. Meas. Tech., 8, 1575–
1591, 2015.
2- Akpo, C. Galy-Lacaux, D. Laouali, E. Gardrat, P. Castéra. Five years study of rainwater chemistry
and wet deposition in the wet savanna of Djougou, Benin (West Africa). In press in Atmospheric
Environment 2015.
3- Knippertz, P., H. Coe, J. Chiu, M. Evans, A. Fink, N. Kalthoff, C. Liousse, C. Mari, R. Allan, B.
Brooks, S. Danour, C. Flamant, O. Jegede, F. Lohou, and J. Marsham, 2015: The DACCIWA project:
Dynamics-aerosol-chemistry-cloud, AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY interactions in West
Africa. Bull. Amer. Meteor. Soc. doi:10.1175/BAMS-D-14-00108.1, in press.
Liousse C, L. Roblou, E. Assamoi, P. Criqui , M. Mallet, C. Galy-Lacaux, R. Rosset, Health and climate
dual impact of African anthropogenic combustion aerosol emission change in 2030, in preparation,
2015.
Petra Maritz, Johan P. Beukes, Pieter G. van Zyl, Engela H. Conradie, Catherine Liousse, Corinne
a
Galy-Lacaux, Pierre Castéra, Avishkar Ramandh, Gabi Mkhatshwa, Andrew D. Venter and Jacobus
J. Pienaar, Spatial and temporal assessment of organic and black carbon at IDAF sites in South
Africa, submitted in Environmental Monitoring and Assessment, 2015.
,
Torbern Tagesson, Rasmus Fensholt, Idrissa Guiro Ford Cropley, Cheikh Mbow, Stephanie Horion,
Andrea Ehammer, Eric Mougin, Claire Delon, Corinne Galy-Lacaux,, Jonas Ardö. Very high carbon
exchange fluxes for a grazed semi-arid savanna ecosystem in West Africa. Submitted to Global
Biogeochemical Cycles, Jan 2015.
Marie Ouafo-Leumbe, Corinne Galy-Lacaux, Catherine Liousse, Veronique Pont, Aristide Akpo,
Thierno Doumbia, Luc Sigha, Eric Gardrat, Pierre Castéra, Cyril Zouiten, Georges Emmanuel
Ekodeck. Chemical composition and sources of atmospheric aerosols at Djougou (Bénin). Submitted
to Atmos. Chemistry and Physics Discuss, March 2015.
E.H. Conradie, P.G. Van Zyl, .J. Pienaar, J.P. Beukes, P.G. Van Zyl, C. Galy-Lacaux, Assessment of
precipitation chemistry and wet deposition in the interior of South Africa", in preparartion 2015.
J.S. Swartz, P.G. Van Zyl, .J. Pienaar, J.P. Beukes, P.G. Van Zyl, C. Galy-Lascaux. Precipitation
chemistry at the Cape Point GAW station, in preparation 2015.
2014
4- Preface by Guest Editors, Robert Vet (Environment Canada), Richard Artz (National Oceanic and
Atmospheric
Administration),
and
Silvina
Carou
(Environment
Canada).
http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.11.013. Atm. Env, Vol 93, p1-2, 2014.
5- Robert Vet, Richard S. Artz, Silvina Carou, Mike Shaw, Chul-Un Ro, Wenche Aas, Alex Baker, Van
C. Bowersox, Frank Dentener, Corinne Galy-Lacaux, Amy Hou, Jacobus J. Pienaar, Robert Gillett, M.
Cristina Forti, Sergey Gromov, Hiroshi Hara, Tamara Khodzer, Natalie M. Mahowald, Slobodan
Nickovic, P.S.P. Rao, and Neville W. Reid. A global assessment of precipitation chemistry and
deposition of sulfur, nitrogen, sea salt, base cations, organic acids, acidity and pH, and phosphorus.
http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.10.060. Atmospheric Environment , vol 93, p 3-100, 2014.
36
6- Addendum by Vet, et al. http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.02.017.
Environment, vol 93, p101-106, 2014.
Atmospheric
7- Liousse C., E. Assamoi, P. Criqui, C. Granier and R. Rosset, African combustion emission
explosive growth from 2005 to 2030, Environ. Res. Lett. 9 035003 doi:10.1088/17489326/9/3/035003, 2014.
8- Galy-Lacaux and C. Delon. Nitrogen Emission and Deposition Budget in West and Central Africa.
Environ. Res. Lett. 9 (2014) 125002 (13pp). http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/9/12/125002.
9- Vinken, G. C. M., Boersma, K. F., Maasakkers, J. D., Adon, M., and Martin, R. V.: Worldwide
biogenic soil NOx emissions inferred from OMI NO2 observations, Atmos. Chem. Phys., 14, 1036310381, doi:10.5194/acp-14-10363-2014, 2014.
10- L. Chiappini, S. Verlhac, R. Aujay, W. Maenhaut, J. P. Putaud , J. Sciare, J. L. Jaffrezo, C.
Liousse, C. Galy-Lacaux, L. Alleman, P. Panteliadis, E. Leoz, and O. Favez. Clues for a standardised
thermal-optical protocol for the assessment of organic and elemental carbon within ambient air
particulate matter . Atmos. Meas. Tech., 7, 1–13, 2014 www.atmos-meas-tech.net/7/1/2014/
doi:10.5194/amt-7-1-2014.
11- C. Delon, E. Mougin, D. Serça, M. Grippa, P. Hiernaux, M. Diawara, C. Galy-Lacaux and L.
Kergoat. Modelling the effect of soil moisture and organic matter degradation on biogenic NO
emissions from soils in Sahel rangeland (Mali). Biogeosciences Discuss., 11, C4773–C4774, 2014.
12- Galy-Lacaux C., Claire Delon, Fabien Solmon, Marcellin Adon , Véronique Yoboué , Jonas
Mphepya, Jacobus J. Pienaar, Babakar Diop, Luc Sigha, Laouali Dungall, Aristide Akpo, Eric Mougin,
Eric Gardrat and Pierre Castera, Chapter 10 Dry and wet atmospheric nitrogen deposition in West
Central Africa, Nitrogen Deposition, Critical Loads and Biodiversity. Sutton, M.A., Mason, K.E.,
Sheppard, L.J., Sverdrup, H., Haeuber, R., Hicks, W.K. (Eds.) 2014, chapter 10, XXIX, 535 p.
13- Frank Dentener, Robert Vet, Robin L. Dennis, Enzai Du, Umesh C. Kulshrestha and Corinne GalyLacaux, Progress in Monitoring and Modelling Estimates of Nitrogen Deposition at Local, Regional
and Global Scales, Chapter 2. Nitrogen Deposition, Critical Loads and Biodiversity. Sutton, M.A.,
Mason, K.E., Sheppard, L.J., Sverdrup, H., Haeuber, R., Hicks, W.K. (Eds.) 2014, XXIX, 535 p.
14- Claire Delon, Corinne Galy-Lacaux, Marcellin Adon, Catherine Liousse, Aaron Boone, Dominique
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Livres (le SO est explicitement mentionné)
Forest Hydrology and Biogeochemistry: Synthesis of Past Research and Future…publié par Delphis F.
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39
Communiqué de presse, articles revue nationales
Delon C. et C. Galy-Lacaux, Première estimation du bilan de l’azote atmosphérique en Afrique de
l’Ouest, Communiqué de Presse INSU, février 2012.
C. Liousse et C. Galy-Lacaux, Pollution des capitales africaines et Impact sur la santé, Faits
Marquants OMP, Juin 2010.
C. Liousse et C. Galy-Lacaux, Pollution urbaine en Afrique de l’ouest, La Météorologie [ISSN 00261181], Série 8, N° 71 ; p. 45-49, 2011.
Communications conférences internationales
Communications interntaionales (poster et oraux) : ≈ 100
Communications orales invités : 11
1. C. Galy-Lacaux et al, Invited talk, Scientific Advisory Group Precipitation Chemistry, WMO,
Genève, 2010.
2. C. Liousse, papier invité au workshop organisé par le National Association for Clean Air,
Sasolburg, septembre 2010.
3. C. Liousse et al., Invited oral presentation at the workshop « Observations and modeling of aerosol
and clouds properties for climate studies », Paris, 12-14 September, 2011 : Modelling African Aerosol
Radiative Impact using regional fossil fuel and biofuel emission inventories for 2005 and 2030
4. C. Liousse et al., Invited oral presentation at the workshop « Atmospheric Chemistry and Health:
current knowledge and future directions », Sponsored by CACGP, IGAC, HEI, WMO, EC, Boston,1213 october, 2011 : Air pollution/health : an Integrated Focus on African cities (Benin, Mali, Senegal,
Cameroon, Nigeria, South Africa ..).
5. C. Galy-Lacaux, invited oral to INI African assessment, Nairobi, February 2011.
6. C. Galy-Lacaux et al., Inaugural 1st EADN meeting Kisumu, Kenya, December 2011.
7. C. Liousse, papier invité à la conférence GEIA, Toulouse, juin 2012 : Development and Evaluation
of a regional African anthropogenic emission inventory for gases and particles for 2005 and 2030.
8. C. Galy, papier invité au Workshop international Deposition, ICTP Trieste, Mai 2012.
9. C. Liousse, papier invité à la Goldschmidt Conference, Florence, 2013, BC/OC ratios: a new
metrics to mitigate Emissions, Health and Radiative Impacts. Focus on African megacities.
10.C. Galy-Lacaux et al, papier invité. International Nitrogen Inititiative, 6th International conference,
Novembre 2013. Uganda.
11.C. Liousse, papier invité AGU San Francisco, Décembre 2014, African Anthropogenic Combustion
Emissions: Estimate of Regional Mortality attributable to Fine Particle in 2030.
Actes de conférences
C. Delon, M. Adon, C. Galy-Lacaux, C. Liousse, A. Boone, D. Serça, B. Diop, A. Akpo, L. Sigha,
Nitrogen compounds emission and deposition in West African dry and wet savanna: interannual
variability, ESA-iLEAPS-EGU Joint Conference on Earth Observation for Land-Atmosphere Interaction
Science, 3-5 November 2010, Frascati, Italy
C. Delon, C. Galy-Lacaux, M. Adon, C. Liousse, A. Boone, D. Serça, B. Diop, A. Akpo, E. Mougin,
Interannual variability of the atmospheric Nitrogen budget in West African dry savannas, N Deposition,
Critical Loads and Biodiversity, Edinburgh, UK, 2010, extended abstract.
Jean-Francois Léon, Cathy Liousse, Corinne Galy-Lacaux, Thierno Doumbia, Hélène Cachier Proc
SPIE 10/2010; DOI:10.1117/12.864954. Monitoring of ambient fine particulate matter concentrations
from space: application to European and African cities
Emission and deposition of Nitrogen compounds in West Africa C. Delon, C. Galy-Lacaux, M. Adon, C.
Liousse AGU Fall Meeting Abstracts. 11/2010; -1:07.
40
Liste des principaux workshops ou conférences internationales et nationales avec
participation directe du SO IDAF
International Nitrogen Initiative, Regional Assessment Africa, Nairobi, March 2010
Conférence SASAS, workshop GDRI, Bloemfontein, Septembre 2010.
Meeting WMO SAG PC (TAD) : Genève 2010
Conférence internationale : Planet under pressure, Edimbourg, Sept 2011
Inaugural meeting EADN, Kisumu (Novembre 2011) (3 abstracts)
Conférence internationale IGAC, Beijing, septembre 2012 (5 abstracts)
Conférence internationale AMMA, Meteo-France,Toulouse, 2012( 3 abstracts)
Workshop Deposition, ICTP Trieste, Mai 2012.
Workshop GDRI, La Réunion (inauguration du MAIDO), 2012.
International Nitrogen Inititiative, 6th International conference, Uganda. Novembre 2013 (5 abstracts)
Colloque ORAURE Janvier 2013
Meeting WMO SAG PC (TAD) : Chicago, mars 2013.
Workshop GDRI ARSAIO, Potchefstroom (Afrique du Sud), 2013.
Colloque ROSEA/ORAURE, Lannemezan, 19-23 Mai 2014
Colloque LEFE Bioshère Atmsophère, Bordeaux, Mars 2014
Workshop GEIA, Juin 2014
EADN workshop, Naivasha (Kenya), Octobre 2013 (2 abtracts)
EADN workshop, ILRI et Université de Nairobi, Février 2014.
Conférence internationale IGAC, Natal, Brésil, September 2014 (5 abstracts)
Meeting WMO SAG PC (TAD) : Toulouse, Novembre 2014
41
LISTE DES ABREVIATIONS
AUF : Agence Universitaire Francophone
ARSAIO : Atmospheric Research in South Africa and Indian Ocean
DEBITS : Deposition of Biogeochemically Important Trace Species
DECAFE : Dynamique et Chimie Atmosphérique en Forêt Equatoriale
EXPRESSO : Experiment for Regional Sources and Sinks of Oxidants
EADN : Equatorial African Deposition Network
DACCIWA : Dynamics-Aerosol-Chemistry-Cloud interactions in West Africa
ESE: Eau Sol Environnement
GAW : Global Atmospheric Watch
GEIA : Global Emission Inventory Activity
GET: Geosciences Environnement Toulouse
GDRI: (Atmospheric Research in Southern Africa and Indian Ocean).
IC : Chromatographie ionique
IDAF : IGAC/DEBITS/AFRIQUE
IGAC : International Global Atmospheric Chemistry
IGBP : International Geosphere Biosphere Program
INSU : Institut National des Sciences de l’Univers
MAE : Ministère des Affaires Etrangères
OMM : Organisation Mondiale de Météorologie
POLCA: Pollution des Capitales Africaines
WMO : World Meteorological Organization
GAW : Global Atmospheric Watch
Reg CM3: Regional Climatic Model version 3
42
ANNEXE IV : Letter of Agreement LA-IDAF/ GAW-WMO
43
44
45
46
ANNEXE V
Lettre de soutien de Rick Artz (Chair du Scientific Advisory Group WMO Precipitation Chemistry-Total
Atmospheric Deposition.
47
48
48
BILAN - Sahelian Dust Transect (SDT)
Le contexte, les motivations et les objectifs scientifiques.
Les aérosols terrigènes représentent environ 45% en masse des émissions annuelles
globales d’aérosols atmosphériques (IPCC, 2007). Ils sont émis par érosion éolienne des
sols en zones arides et semi-arides, avec une contribution majoritaire de l'ensemble SaharaSahel (Prospero et al., 2002). Le forçage radiatif global exercé par les aérosols désertiques
est estimé entre + 0.09 to – 0.46 W m–2 (Haywood et Boucher, 2001), mais avec des
réductions instantanées du flux solaire incident pouvant atteindre 130 W m–2 (Haywood et
al., 2003). Cet effet radiatif induit un effet sur la dynamique à l'échelle locale et régionale
(e.g.. Tulet et al., 2008) et par conséquence sur la prévision météorologique (e.g. Tompkins
et al., 2005) et climatique (e.g. Milton et al., 2008). Le transport à grande distance de ces
aérosols constitue une perte de l'horizon fertile des sols en zone source, contribuant à leur
appauvrissement (Lyles, 1975; Larney et al., 1998; Rajot, 2001), mais un apport en
nutriments pour certain écosystèmes éloignés, continentaux (Swap et al., 1992) ou marins
(Jickells et al., 2005; Mahowald et al., 2005) . Par cet impact biogéochimique, les aérosols
désertiques pourraient agir sur le cycle du CO2 (Mahowald, 2011). Les aérosols terrigènes
apparaissent également comme un agent susceptible de moduler la dynamique des
épidémies de méningite dans la « ceinture méningée » : au Sahel (Deroubaix et al., 2013;
Martiny and Chiapello, 2013).
Le Sahel est une zone semi-aride (200-600 mm/an) localisée au sud du plus grand
désert du monde, le Sahara. Au cours du siècle dernier, les phénomènes éoliens et les
contenus atmosphériques en aérosols désertiques y ont connu de très fortes fluctuations. En
particulier, les périodes de sécheresse très sévères des années 70 et 80 ont conduit à des
augmentations spectaculaires du nombre de jours empoussiérés, qui est passé de quelques
jours en 1952 à plus de 200 jours par an au maximum de la sécheresse (N'Tchayi M'Bourou
et al., 1994). Cette augmentation a été attribuée à l'importante diminution du couvert végétal
qui a conduit à l'émergence de nouvelles zones-sources (e.g. Ozer, 2001). De façon
similaire, les concentrations en aérosols désertiques exportés sur l'Atlantique Nord-Tropical
ont augmenté d'un facteur 4 entre les années 60 et 80 (Prospero et Nees, 1986). L'analyse à
long-terme de ces mesures et des épaisseurs optiques en aérosols sur l'Afrique de l'Ouest et
l'Atlantique Nord Tropical met en évidence une très forte variabilité interannuelle, pilotée par
les variations des conditions climatiques (Moulin and Chiapello, 2006). Mais cette analyse
met également en évidence une augmentation continue depuis 1965 attribuée à une
anthropisation des surfaces en zone sahélienne. De fait, le Sahel a connu une croissance
continue des surfaces mises en cultures, de l'ordre par exemple de 3% par an au Niger de
1997 à 2011 (Hiernaux and Turner, 2002). A la latitude de Niamey, c'est sur les surfaces
cultivées, mises à nu avant la saison des pluies, que l'érosion éolienne est la plus intense
(Rajot, 2001; Abdourhamane Touré et al., 2011). L'augmentation des surfaces cultivées est
donc susceptible d'augmenter les émissions d'aérosols au Sahel.
A l'échelle saisonnière, le climat de la région sahélienne est marqué par l'alternance
d'une saison sèche dominée par un flux de nord-est (l’Harmattan), et d'une saison de
mousson où la très forte activité convective apporte l'essentiel des précipitations. En saison
sèche, le flux d'Harmattan transporte dans la zone sahélienne des grandes quantités
d'aérosols émis depuis différentes zones-sources sahariennes. (Rajot et al., 2008;
Marticorena et al., 2010). En saison des pluies, les forts vents de surface associés aux
systèmes convectifs de méso-échelle produisent de fortes émissions locales (Sow et al.,
2009; Marticorena et al., 2010; Abdourhamane Touré et al., 2011). Mais les pluies qui leur
sont également associées conduisent à un lessivage d'une partie de ces émissions. La
49
région sahélienne est donc à la fois une zone de dépôt et une zone d'émission d'aérosols
désertiques.
L’objectif de nos observations est de permettre de répondre aux questions suivantes:
1/ Quelles quantités de poussières sont émises en zone sahélienne, et quelle est la
contribution des zones anthropisées (culture et/ou pâture) dans ces émissions?
2/ Quels sont les facteurs qui contrôlent leur variabilité à l’échelle pluri-annuelle ? Quels sont
les rôles respectifs joués par les précipitations et par la pression anthropique dans cette
variabilité?
3/ Comment vont évoluer les émissions et les teneurs atmosphériques de ces aérosols sous
l'effet du changement climatique et/ou de l'augmentation de la pression anthropique sur le
milieu?
___________________________________________________________________
Les missions du Service d’Observation
Le dispositif est constitué de trois stations de mesures déployées depuis 2006 sur un
transect est/ouest entre 13 et 14¨°N, c'est à dire sous le vent des sources sahariennes les
plus actives sur le trajet principal des aérosols sahariens et sahéliens lors de leur transport
vers l'Océan Atlantique : M'Bour (Sénégal); Cinzana (Mali) et Banizoumbou (Niger) (Figure
1). En 2013, une partie des mesures initialement réalisées à la station de M'Bour ont été
déportées sur une quatrième station déployée à Bambey (également au Sénégal) à environ
80 km à l'est de Dakar. Ce déplacement a été motivé par le fait que des travaux de
construction générant des poussières ont démarré sur le site de M'Bour pour l'implantation
du Centre International de Recherche et d'Enseignement de Mbour (CIREM) mais
également parce que la localisation côtière du site et sa proximité à la ville de M'Bour
conduisait à un nombre de données utilisables bien plus faible qu'aux autres stations.
Les trois stations principales sont donc maintenant toutes situées en zone agricole : la
station de Banizoumbou est implanté à 2.5 km du village de Banizoumbou; la station de
Cinzana est localisée sur une parcelle de la station de l'Institut d'Economie Rurale de
Cinzana, à 1.5 km des bâtiments principaux de la Station de Recherche Agronomique. A
Bambey, le site des mesures a été implanté sur une parcelle à distance des bâtiments du
Centre National de Recherches Agronomiques de Bambey. Les parcelles ne sont pas
cultivées afin d'éviter des émissions provenant du site lui même et permettent donc
d’enregistrer un signal en poussières caractéristique de l'environnement régional.
Figure 1: Localisation des
stations du Sahelian Dust
Transect (étoile) superposées
aux indices moyens (2006-2010)
de présence d'aérosols de
l'instrument
OMI
(Ozone
Monitoring Instrument) qui
permet de visualiser les zones
sources de poussières les plus
actives du nord de l'Afrique.
Le tableau ci-dessous résume les mesures réalisées en continu depuis 2006 aux trois
stations et l'instrumentation utilisée. Les trois stations sont de plus des stations
50
AERONET/PHOTONS équipées de photomètres solaires CIMEL sous la responsabilité du
LISA pour la mesure de l'épaisseur optique en aérosols.
Alors qu'une petite dizaine de stations AERONET sont fonctionnelles sur le nord de
l'Afrique, nos stations sont les seules à renseigner les dépôts et les concentrations de
surface en PM10 sur le long-terme, à l'exception d'un site de mesure urbain au Caire,
(Egyptian Meteorological Authority).
Paramètre
Concentration en PM10
(Particulate Matter <10µm)
Flux de dépôt humide
Flux de dépôt total
Paramètres météorologiques :
- Vitesse et direction de vent
- Température de l'air
- Humidité relative
- Précipitations
Instrument
Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM 1400A ;
Thermo Scientific)
Tête de prélèvement PM10
Collecteur automatique MTX ARS 1010 (MTX Italia SPA)
Collecteur manuel de type "freesbee inversé"
Matériel Campbell Scientific Instruments :
- Windsonic 2D
- Capteur 50Y
- Capteur HMP50
- Pluviomètre à augets basculants ARG100
- Centrale d'acquisition CR200
Tableau 1 : Liste des paramètres mesurés et des instruments utilisés.
Les protocoles de mesure
Les trois stations fonctionnent de façon nominale depuis 2006 grâce à un protocole
d'entretien rigoureux et régulier, indispensable dans les conditions climatiques et
d'empoussièrement dans lesquelles opèrent les stations.
Concentration en PM10 : Les concentrations de surface de particules de taille
inférieure à 10 µm sont mesurées au moyen d’un système de microbalance (Tapered
Element Oscillating Microbalance ; TEOM 1400A de Thermo Scientific) équipé d’une tête de
prélèvement standard permettant une collecte sélective des seules particules de diamètre <
10 µm (PM10). Ce diamètre de coupure ne permet pas de couvrir la totalité du spectre
granulométrique des aérosols désertiques, mais il permet une mesure homogène sur
l’ensemble des sites, comparable aux données de la littérature, aux mesures des réseaux
de surveillance de la qualité de l’air et des stations GAW-WMO (Global Atmosphere WatchWorld Meteorological Organization). Les têtes de prélèvement sont installées sur le toit des
bâtiments, les instruments étant à l’intérieur (soit environ 3 m en dessous de la tête de
prélèvement) de façon à les protéger de la poussière, de la chaleur et de la pluie. Le TEOM
permet la mesure des concentrations en PM10 pour des gammes de concentrations allant
de quelques µg.m-3 à quelques g.m-3. C'est un instrument couramment utilisé par les réseaux
de surveillance de la qualité de l'air. La limite de détection de l'instrument est de l'ordre de
0.06 µg.m-3 pour un échantillonnage d'une heure. D’après les références constructeur,
l'incertitude sur le masse est de +/- 0,75% pour un TEOM calibré en usine.
Le modèle de TEOM utilisé (1400A) comporte un chauffage à 50°C du tube
d'échantillonnage et de la microbalance, ce qui permet de stabiliser en température le filtre et
les particules collectées et d'éviter les interférences liées à la condensation de vapeur d'eau.
En contre partie, ce chauffage peut conduire à des pertes de composés volatils tels que le
nitrate d'ammonium ou les composés organiques (Grover et al., 2004; Green et al., 2009).
Une sélection sur les directions de vent est appliquée pour éviter les secteurs correspondant
à des sources autres que minérales. Néanmoins, compte tenu de la stabilité des régimes de
vent dans cette région, ce tri en direction n’élimine qu’un nombre très restreint de données
acquises.
51
Le protocole de maintenance de l'instrument est similaire à celui appliqué par les
réseaux de qualité de l'air (Macé et al., LCSQA, 2010) et conforme aux recommandations
GAW (Report n°200, 2011), avec des adaptations liées aux conditions extrêmes de
température et d'empoussièrement rencontrées sur les stations. En particulier, le filtre est
changé deux à trois fois par mois en saison sèche lorsque les concentrations mesurées sont
très élevées (jusqu'à 1000 µg.m-3 en moyenne journalière) pour éviter la saturation et en
saison humide pour limiter la dégradation du filtre par l'humidité et limiter ainsi le bruit
instrumental. La tête de prélèvement est nettoyée à la même fréquence. Les opérations de
maintenance et de contrôle de l'instrument sont reportées dans le tableau 2. Une procédure
de vérification systématique de la constante de calibration et des cartes analogiques est
mise en place.
Depuis la mise en place des instruments en 2006, leur taux de fonctionnement
nominal annuel varie de 75 à 99%. Il est en moyenne de 91% au Niger, 92% au Mali et 95%
au Sénégal. Les cas d'avarie grave ont été en 2012,une panne de batteries à Banizoumbou
et en 2012-2013, des problèmes d'alimentation électrique et des pannes de pompes à
M'Bour.
Les données de concentration en particules sont acquises avec un pas de temps de
5 min. Ce pas de temps a été choisi pour pouvoir enregistrer de façon fine l'augmentation
des concentrations liée au passage des systèmes convectifs en saison des pluies
(Marticorena et al., 2010) qui constituent un phénomène majeur pour l'érosion éolienne
malgré leur brièveté. A ce pas de temps, la centrale d'acquisition permet de stocker 3 à 4
semaines de mesures. Les fichiers de données sont néanmoins relevés toutes les semaines
et transmises au LISA.
Opération
Fréquence
Nettoyage de la tête de prélèvement
- 3 mois en routine; et à chaque
changement de filtre
Changement des filtres à haute capacité
6 mois
Maintenance de la pompe de prélèvement
Annuelle
Test de fuite
Après chaque intervention
Vérification des températures et de la pression sur site
Annuelle
Contrôle des débits (total, principal et auxiliaire) sur site avec un
débitmètre étalonné
Annuel
Contrôle des masses, débit, températures, bruit de fond de
l’appareil et sa fréquence
Hebdomadaire, sur site et au LISA
Tableau 2 : Opération de contrôle du TEOM et fréquence de réalisation.
Paramètres météorologiques : Le tableau ci-dessous reporte les spécificités des
capteurs utilisés et les précisions attendues.
Les mesures de température, pression et humidité sont contrôlées avec des systèmes
de mesures portables fournis sur site depuis 2014. Jusqu’à présent, la sonde a été vérifiée
par comparaison à une sonde neuve, l’ancienne sonde étant changée lorsque l'écart entre
les deux mesures dépassait 2°. Les sondes étalonnées sont retournés tous les 2 ans pour
étalonnage. Toutes les semaines l’abri de la sonde est inspecté pour être nettoyé si
nécessaire et une vérification visuelle du wind-sonic est réalisée (vérification de la surface
au-dessus des 4 transducteurs et sous le dôme).
52
En ce qui concerne le pluviomètre, le basculement des augets est vérifié tous les 6
mois avec un volume d'eau connu (fiole de 250 et 1000ml). Tous les mois les augets sont
nettoyés et une vérification de l'écoulement de l'eau est réalisée.
Le taux de fonctionnement des stations météorologiques est proche de 100%. La
fréquence d'acquisition est de 5 min pour pouvoir enregistrer l'augmentation des vitesses de
vent, les changement de direction et l'occurrence des précipitations liée au passage des
systèmes convectifs en saison des pluies (Marticorena et al., 2010).
Capteur
Gamme
Sonde HMP50
- T°: -40°C à + 60°C
- Hrel : 0 à 100%
Windsonic 2D
V : 0 à 60 m/s
Dir. : 0 à 360°
Précision - Résolution
T° : ±1,4°C à -40° ; ±0,8°C à 60°C
HR%: ± -3% de 0% à 90% de RH; ± 5% de 90 à 98% de RH
Effet de la température : <-1,5% à -40°C, <+1% à 60°C
Pluviomètre ARG100
Vitesse : ± 2 %; Résolution : 0,01 m.s-1
Direction : ± 3°; Résolution 1°
Max : 0,2 mm;
Perte de précision : 4% au-delà de 25 mm.h-1 ; 8% au delà de 133mm.h-1
Tableau 3 : Gamme et précision des capteurs météorologiques.
Flux de dépôts :
Collecteurs : Il n'existe pas de standard en terme d'instrumentation ni de protocole
pour la mesure des flux de dépôt par voie sèche ou humide. Le collecteur utilisé pour le
dépôt humide (MTX ARS 1010) est un instrument commercial utilisé par de nombreuses
équipes travaillant sur le dépôt (Fuzzi et al., 1997; Azimia et al., 2003, de Vivente et al.,
2012, López-García et al., 2013). Il est composé de deux seaux et d'un couvercle basculant
dont l'ouverture est déclenchée par une sonde de précipitation (Figure 2). A l'inverse, il
n'existe pas de collecteur commercial pour la mesure du dépôt par voie sèche. Le collecteur
utilisé pour la mesure du dépôt total (sec + humide) est de type "frisbee inversé" (30 cm de
diamètre, 3.6 cm de profondeur), entouré d'un anneau déflecteur en aluminium et rempli de
billes (Figure 2): sa forme circulaire évite les effets directionnels (Hall and Waters, 1986; Hall
and Upton, 1988), l'anneau déflecteur minimise les effets de bords (Wiggs et al 2002) et les
billes limitent la remobilisation par le vent des particules déposées et leur éjection par effet
de "splash" lorsque les précipitations sont intenses. Un trou au centre du collecteur facilite la
récupération des échantillons et évite les débordements et donc les pertes de matière au
cours des évènements de précipitations intenses. Ce collecteur a été sélectionné à la suite
de tests effectués en soufflerie qui ont démontré la meilleure efficacité de ce dispositif par
référence à une surface d'eau (supposée avoir une efficacité de collection de 100%) (Sow et
al., 2006).
Figure 2:Vue du collecteur automatique MTX ARS 1010 (gauche), du frisbee inversé avec son anneau déflecteur
(centre) et ses billes (droite).
53
Collecte des échantillons : En dehors des périodes de pluie, les échantillons de
dépôt total prélevés avec le "frisbee" sont collectés à une fréquence hebdomadaire. Les
dépôts humides collectés avec le MTX sont relevés à chaque évènement précipitant. Les
échantillons de dépôt total sont donc collectés en même temps. Le protocole de collecte se
décompose en 3 étapes: un rinçage du collecteur avec un grand volume d'eau (plusieurs
litres), une phase de décantation de plusieurs heures (>6h) à l'issue de laquelle l'eau en
excès est éliminée par siphonage, une phase de séchage en étuve jusqu'à évaporation
complète de l'eau. L'échantillon est ensuite pesé trois fois avec une balance de précision
(0.0001 g). L'écart-type maximal enregistré sur l'ensemble des échantillons collectés depuis
2006 est de 0.0002g, ce qui correspond à une erreur sur le flux de dépôt 0.0084 g.m-². La
collecte est réalisée avec l'eau disponible à chaque station. Seule la station de Banizoumbou
dispose d'eau permutée transportée sur site. Des blancs de mesure sont réalisés chaque
mois depuis 2009. La valeur médiane des blancs réalisés est de 0.0031±0.0024 g pour 35
échantillons à Banizoumbou (Niger) et de 0.0004±0.0002 g pour 27 échantillons, à Cinzana
(Mali), ce qui représente une masse négligeable par rapport aux masses de dépôt collectées
(>0.03 g). Les blancs, bien que
plus élevés à la station de M'Bour (Sénégal) :
0.0182±0.0015 g pour 27 échantillons, restent néanmoins faibles au regard des masses
collectées. La valeur médiane des blancs est soustraite à la valeur des masses collectées
pour calculer les flux de dépôt.
Le nombre d'échantillons de dépôt total collecté annuellement est de 50 par an en
moyenne, ce qui correspond à un taux d'échantillonnage de 96%. Le nombre d'échantillons
de dépôt humide varie d'une station à l'autre selon les fréquences de précipitation. Il est de
36 à 54 événements/an à Cinzana (Mali), de 24 à 37 à Banizoumbou (Niger) et de 15 à 30 à
M'Bour (Sénégal).
La durée d’observation
Nous disposons actuellement de séries de données couvrant la période 2006-2014.
Les concentrations et les flux de dépôts mensuels pour les trois stations entre 2006 et 2012
sont reportés sur la Figure 3. Elle illustre clairement la saisonnalité des concentrations et des
dépôts et met en évidence la forte variabilité interannuelle de ces deux paramètres. A
l'échelle régionale, on note un gradient décroissant des concentrations de l'est (Niger) vers
l'ouest (Sénégal) et un comportement différents du poids relatif des dépôts sec et humide
selon les stations : le dépôt humide domine largement le dépôt total (67% en moyenne sur 6
ans) à Cinzana (Mali) alors que le dépôt sec domine à la station de M'Bour (Sénégal) (92%
en moyenne sur 6 ans).
54
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Banizoumbou
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Figure 3:Concentrations PM10en moyenne mensuelle (trait orange) et flux de dépôt mensuels totaux (barres
foncées) et humide (barres claires) mesurés sur les trois stations de SDT de 2006 à 2012.
Les contenus en aérosols désertiques dans la bande sahélienne sont très variables
car directement dépendants des conditions climatiques et des états de surface. Le Sahel est
une région de transition climatique, avec un gradient nord-sud très marqué des
précipitations, de l'ordre de 1 mm/km (Lebel et al. 2003). La faible pluviosité, souvent
associée à de longues périodes de sécheresse, conduit à une végétation éparse, propice à
l'érosion éolienne et donc à l'émission d'aérosols désertiques. Par ailleurs, une part
croissante de ces surfaces généralement dédiées à l’élevage pastoral est utilisée à des fins
agricoles. Il en résulte, durant plusieurs mois chaque année, des sols nus ou peu densément
végétalisés. Il a été montré qu’actuellement, à la latitude de Niamey, ce sont les champs mis
en culture qui produisent les flux d'érosion les plus importants (Rajot, 2001; Abdhouramane
Touré et al., 2011), les jachères constituant plutôt des zones de dépôt.
La forte variabilité naturelle des régimes de vent et de précipitation dans cette région
impose une forte variabilité des contenus en aérosols désertiques à toutes les échelles de
temps. Cette variabilité rend difficile la détection de tendance d'évolution à long terme. Cette
question est prégnante dans cette région où l’impact de l’érosion éolienne devrait évoluer
significativement dans le futur en relation à la fois (1) avec les changements prévus du climat
(à même de modifier notamment les champs de précipitation et de vent) et (2) en réponse à
l’utilisation croissante des sols due à l’augmentation de population et donc à l’augmentation
55
des besoins alimentaires. Il est donc indispensable de disposer de séries de mesures à longterme afin de mettre en évidence de façon fiable les tendances d'évolution, de pouvoir les
quantifier et de tenter de préciser les rôles respectifs des deux principaux facteurs pouvant
expliquer ces tendances: le changement climatique et l'évolution de l'usage des sol. Notre
objectif est de pouvoir couvrir une période de 20 ans au moins.
L’archivage des données et leur mise à disposition
Les fichiers d'acquisition à 5 min de résolution (TEOM, données météo constituant les
données brutes et les données de dépôt collectées sont archivées sur le serveur du LISA.
Les données de niveau 0 correspondent aux moyennes horaires de concentrations et des
données météorologiques. Les données de niveau 1 correspondent aux moyennes horaires
après une sélection basée sur les directions de vent pour exclure les sources d'autres
aérosols (sels de mer, pollution, aérosols de feux). Pour les dépôts, les mesures de niveau 1
correspondent au flux de dépôt calculé en tenant compte du blanc de mesure de la surface
du collecteur et de la durée d'échantillonnage. Les données de niveau 2 correspondent aux
moyennes horaires de concentrations et de données météorologiques après sélection basée
sur les directions de vent et en excluant les données pour lesquelles des indications
d'anomalies ont été reportées par les opérateurs locaux.
Ces données acquises depuis 2006 sont distribuées sur une page web dédié
rattachée au LISA et à l'OSU EFLUVE qui comprend également les métadonnées
(description des sites, des protocoles de mesure et des données distribuées
(http://www.lisa.u-pec.fr/SDT). Les données sont accessibles librement sous forme de
fichiers ascci et netcdf sous réserve d'accepter les conditions d'utilisation (règle de
remerciements et de co-signature) et de renseigner ses coordonnées. La production des
fichiers de données et la gestion de la page web est assurée par deux personnels du pôle
informatique du LISA (G. Siour, A. Campos). Le schéma ci-dessous illustre la circulation des
flux de données et les étapes de leur traitement et de leur diffusion.
De 2006 à 2012, les moyennes horaires des concentrations ont été distribuées via la
base de données AMMA ainsi que les paramètres météorologiques avec un pas de 3h. Une
partie importante de la distribution des données, notamment à destination des partenaires
africains locaux a été assurée par prise de contact direct grâce à la fiche de renseignement
de la base de données AMMA. Elles ont vocation à être distribuées par le pôle de données
ICARE dans le cadre du SOERE ORAURE-ROSEA. Elles sont également référencées sur le
site du "Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System" (SDS-WAS) de
la World Meteorological Organisation (WMO) via le centre régional Northern Africa-Middle
East-Europe.
56
OSU
• Collecte
• Transmission
Stations
• Archivage
• Contrôle
• Production des données
distribuée
• Page Web SDT (LISA-EFLUVE)
• BDD AMMA
• ICARE-ORAURE
• SDAS-WAS ; WMO
BDDs
Spécificités IRD/Sud :
La propriété des données acquises est partagée avec les partenaires locaux. Ces
derniers les utilisent pour alimenter leurs propres études. Par exemple, les données
météorologiques de la station de Cinzana sont très souvent utilisées par les stagiaires et
étudiants en agronomie effectuant leurs stage sur le site. Les données reformatées au LISA
sont retransmises à l'IER sous format excel pour cet usage. Les données météorologiques
de la station de M'Bour sont quant à elles transmises fréquemment, à la demande, pour une
étude portant sur l'évolution des populations de rongeurs dans cette région (L. Granjon,
CBGB, UMR IRD 022). Les données de concentration, les données météorologiques et les
mesures d'épaisseur optique en aérosols ont été utilisées aux cours d'un stage de Master
2ème année de l'Institute for Mathematical Sciences (AIMS, M'Bour, Sénégal) et dans le cadre
d'une thèse qui doit être soutenue en 2015 (F. Kaly, financement IRD; Resp. S. Janicot,
LOCEAN, A. Niang, LTI/UCAD, B. Marticorena, LISA). Elles sont également utilisées dans le
cadre de deux thèses en modélisation réalisées par deux étudiants africains au Laboratoire
de Météorologie Dynamique (M. Gueye, LMD/UCAD, soutenance prévue en 2015; B.Diallo,
LMD; cofinancé par l'ANR ACASSIS sur les vagues de chaleur en Afrique de
l'Ouest).
L’exploitation et la valorisation des données
Liste des Equipes ayant exploité les données du Service d'Observation
(hors les laboratoires impliquées dans la gestion du dispositif : LISA; iESS-Paris) :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches
Numériques (LOCEAN), Paris.
Centre de Recherche de Climatologie (CRC), BioGéosciences, Dijon.
Laboratoire d'Optique Atmosphérique, Lille.
Géosystèmes, Université de Lille, Lille.
Centre National de Recherches Météorologiques, Groupe d'étude de l'Atmosphère
Météorologique (CNRM-GAME), Toulouse.
Laboratoire de Météorologie Dynamique, Paris.
Laboratoire de Traitement de l'Information, Ecole Supérieure Polytechnique,
Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal.
Université de Namur, Belgique.
Université d'Utrecht, Utrecht, Pays-Bas.
57
•
•
•
•
•
•
NIOZ; Royal Netherland Institut for Sea Research/MARUM Center for Marine
Environmental Sciences, Pays-Bas.
Izaña Atmospheric Research Center, AEMET, Santa Cruz de Tenerife, Spain.
Technical University of Catalonia, Barcelona, Spain
MASDAR Institute of Science and Technology, Abu Dhabi, UAE
Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, NOAA, Princeton, USA
Cornell University, NY, USA.
Programmes de Recherche réalisés avec l'aide des données du SO
- Projet ADCEM (Impact des Aérosols Désertiques et du Climat sur les Epidémies de
Méningites au Sahel; 2009-2011; GIS Climat-Environnement-Société, financé par l'AFSSET
(Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement et du travail); coll., LOCEAN
(Paris); Bioemco (Paris); CRC (Dijon), LOA (Lille), LTI/UCAD (Dakar, Sénégal), MIGEVEC
(Montpellier), U. Lancaster (Lancaster, UK); PI: B. Marticorena.
- Projet ANR DRUMS (DeseRt dUst Modeling : performance and Sensitivity evaluation;
2013-2016; Appel d'offre ANR ASTRID (Accompagnement Spécifique des Travaux de
Recherches et d’Innovation Défense) soutenu par la Direction Générale de l'Armement; coll.
Société Numtech (Clermont-Ferrand), LMD (Palaiseau); PI: B. Marticorena.
- Projet ANR CAVIARS (Climate, Agriculture and Végétation : Impact on the Aeolian eRosion
in the Sahel), 2013-2016; appel d'offre ANR "Sociétés & Changements Environnementaux" ;
coll. GET (Toulouse), CIRAD (Montpellier), CNRM-GAME (Toulouse), IEES-Paris, Université
Abou Moumouni (Niamey, Niger); PI: B. Marticorena.
- Programme INSU LEFE/EC2CO AMMA-2;PI:. S. Janicot.
Production scientifique associée
Marticorena, B., B. Chatenet, J. L. Rajot, S. Traoré, M. Coulibaly, A. Diallo, I. Koné, A.
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Lebel, T., D. J. Parker, C. Flamant, B. Bourles, B. Marticorena, E. Mougin, C.
Peugeot, A. Diedhiou, J. M. Haywood, J.B., Ngamini, J. Polcher, J-L. Redelsperger and C.D.
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West African region, Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 136, 8-33. 2010.
Lebel, T., D.J. Parker, C. Flamant, H. Hoeller, J., Polcher, J-L. Redelsperger, C.
Thorncroft, O. Bock, B. Bourles, S. Galle, B. Marticorena, E. Mougin, C. Peugeot, B.
Cappelaere, L. Descroix, A. Diedhiou, A. Gaye. and J.P. Lafore, The AMMA field campaigns:
accomplishments and lessons learned, Atmos. Sci. Lett., 12, 123-128, 2011.
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Discuss., 14, 27425-27458, 2014.
Cuevas, E., C. Camino, A. Benedetti, S. Basart, E. Terradellas, J. M. Baldasano, J.-J.
Morcrette, B. Marticorena, P. Goloub, A. Mortier, A. Berjón, Y. Hernández, M. Gil-Ojeda, and
M. Schulz, The MACC-II 2007–2008 reanalysis: atmospheric dust evaluation and
characterization over Northern Africa and Middle East, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 14,
27797-27879, 2014.
Travaux de thèse
Deroubaix A., Etude des relations entre les aérosols désertiques, le climat et les
épidémies de méningites en Afrique de l’Ouest : diagnostic et prévisibilité; Thèse de
l'Université Pierre et Marie Curie; Direction de thèse: S. Thiria (LOCEAN) et N. Martiny
(CRC, Biogéosciences, Dijon); Bourse de thèse du programme ADCEM, soutenue le 17
septembre, 2013.
Kaly F. , Etude de la variabilité des teneurs atmosphériques en aérosols désertiques
en Afrique de l'Ouest, Thèse en cotutelle de l'Université Pierre et Marie Curie (Paris) et de
l'Université Cheikh Anta Diop (Dakar, Sénégal); Direction de thèse: S. Janicot (LOCEAN);
Awa Niang (LTI/UCAD, Dakar) et B. Marticorena (LISA); Bourse de thèse IRD 2012-2014;
Soutenance prévue en 2015.
Validation de modèle :
Les données SDT sont utilisées pour la validation de modèles régionaux et globaux
décrivant le cycle des aérosols désertiques. Cette utilisation s'est traduite à ce jour par trois
publications (Schmechtig et al., 2011 : modèle de Chimie Transport régional CHIMERE-Dust;
Hourdin et al., ACPD, 2014 : Modèle global LMD-Z Nouvelle Physique; Cuevas et al., ACPD,
2014 : REanalyses MAC II ECMWF), mais de nombreuses équipes françaises et étrangères
disposent actuellement de ces données pour tester/valider leur modèle (I. Guerhoudj,
MASDAR Institute of Science and Technology, Emirats Arabes Unis; P. Ginoux, Geophysical
Fluid Dynamics Laboratory, NOAA, Princeton, USA, Chercheur invité au LISA avril-mai 2015
(Lettre jointe); N. Mahowald, Cornell University, NY, USA, Chercheur invitée IPLS janviernovembre 2014). En particulier, les mesures de dépôt constituent un élément extrêmement
59
contraignant pour la simulation du cycle des aérosols désertiques. Les données acquises par
le SDT constitueront à ce titre un élément très important pour l'exercice d'intercomparaison
de modèles de poussière AEROCOM en cours de préparation et qui sera focalisé sur le
transport des aérosols sahariens et sahéliens vers l'Atlantique Nord Tropical (PI: Y.
Balkanski, cf Lettre jointe).
Utilisation dans d'autres contextes :
Utilisation des données météorologiques :
- Chapitre "Convection" du Handbook pour les prévisionnistes Africains, J.P. Lafore,
CNRM, Météo-France, Toulouse.
- Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP), INRA/CIRAD/IRD/SupAGro
Montferrier-sur-Lez cedex, France
- Université d'Hohenheim, Stuttgart, Allemagne.
Stage de recherche :
- Serge Mugabo, 2ème année de Master African Institute for Mathematical Sciences (AIMS),
Sénégal, 2011-2012.
- Alice Kouoi, Stage de 2ème année de Master "Sciences et Génie de l’Environnement", 20132014.
L’ouverture et l’insertion du Système d’observation
Depuis sa mise en place, SDT entretient des liens étroits avec le SNO
AERONET/PHOTONS: les stations SDT font partie des stations AERONET/PHOTONS et
sont donc équipées de photomètres solaires gérés par le LISA. Le LISA gère également les
photomètres des stations de Zinder (Niger) et de l'Ile de Sal (République du Cap Vert) qui,
de par leur position, étendent les limites à l'est et l'ouest du domaine couvert par les stations
SDT. En fait, les mesures d'épaisseur optique sont un complément indispensable aux
mesures de concentrations et de dépôt pour comprendre les processus qui pilotent la
variabilité des aérosols désertiques dans la région et apporter des contraintes suffisantes
pour les modèles 3D. Les photomètres sont donc partie intégrante du dispositif instrumental
des stations SDT dont les techniciens locaux assurent la maintenance et le bon
fonctionnement.
Dans le cadre du projet AMMA, le déploiement des stations SDT, AERONET et IDAF
a été coordonné dans le cadre de l'International Implementation Plan (Task Team 2b :
EOP/LOP Aerosols Monitoring and Radiation; PI: B. Marticorena) en tirant avantage de la
complémentarité géographique et thématique de ces 3 dispositifs. SDT et IDAF se sont
également regroupés avec le réseau MERA dans le groupe "dépôt" du SOERE ORAURE.
Au sein de ce groupe ont été réalisés des travaux d'intercomparaison des mesures de dépôt
humide réalisées par les deux dispositifs à la station de Banizoumbou afin d'évaluer leur
cohérence et leur complémentarité. Cette première étape de travail en commun a permis
l'émergence de la proposition de rassemblement qui fait l'objet de la demande d'évolution ciaprès.
Spécificités IRD/Sud : Dès la mise en place du dispositif en 2006, l'objectif a été de
mettre en place des stations "autonomes" du point de vue de leur fonctionnement. Les
personnels techniques locaux ont donc été formés sur site sur le long terme pour assurer le
suivi, la maintenance et le dépannage du dispositif instrumental. L'effectivité de ce transfert
est clairement démontrée par le fait que depuis 2010, sans missions sur site des
responsables techniques au Mali et au Niger, les stations fonctionnent parfaitement, les
pannes, y compris sérieuses, ayant été résolues par le personnel local. Un atelier de
formation conjoint SDT/PHOTONS rassemblant l'ensemble des personnels africains
travaillant sur les stations (8 personnes) a été organisé en 2013 en France avec le soutien
60
de l'OSU, du SOERE ORAURE, du programme AMMA2 et de l'IRD. L'objectif était (1) de
revoir l'ensemble des protocoles de collecte d'échantillons et de données et de maintenance
des instruments et (2) de travailler sur les interventions à mettre en ouvre pour différents
scénarios de panne des instruments. Cet atelier a également permis la rencontre des
intervenants des différents pays qui ont pu échanger leurs expériences et nouer des liens
durables et bénéfiques pour le fonctionnement du dispositif. Nous avons prévu d’organiser
de façon régulière ce type de rencontre, absolument nécessaire pour maintenir au plus haut
niveau la qualité des mesures et la motivation du personnel local.
La situation géopolitique complique également fortement les possibilités de recruter des
stagiaires et étudiants et les échanges et collaborations scientifiques avec des chercheurs
locaux. De ce fait, ces dernières années, les actions de formation ont concerné uniquement
des étudiants sénégalais ou étudiant au Sénégal. Aussi, si l'appropriation des stations de
mesure par les partenaires locaux est effective, l'exploitation et la valorisation des données
acquises par des chercheurs et étudiants africains restent un point à consolider et améliorer
pour le futur.
Le fonctionnement
L'organigramme ci-dessous représente le fonctionnement du dispositif, les liens entre
les responsables et les managers de sites ainsi qu'avec les tutelles qui le soutiennent. Les
stations sont gérées par du personnel africain local mis à disposition par l'IRD ou par les
organismes accueillant les stations: IER à Cinzana, Mali, CNRA à Bambey, Sénégal. Les
techniciens assurent la collecte des données enregistrées et leur transmission au LISA une
fois par semaine. Ils réalisent la collecte des échantillons de dépôt et assurent les pesées. Ils
transmettent les fichiers correspondant à ces mesures tous les 6 mois. Les données sont
rassemblées et contrôlées au LISA, mises en forme et distribuées aux utilisateurs qui
peuvent, pour information complémentaire, revenir vers les responsables scientifiques et
techniques.
La gouvernance
Le Sahelian Dust Transect est une des tâches d'observation de l'OSU EFLUVE
auxquels sont rattachés le LISA et une équipe de iESS-Paris. Afin de formaliser les liens
entre SDT et les organismes africains auxquels sont rattachées les institutions qui
61
accueillent nos stations de mesures, des conventions sont en cours d'établissement entre
l'OSU, l'IRD et chaque organisme local. Sur le site de M'Bour, sous l'impulsion du LOA un
travail d'établissement d'une convention de ce type a été entamé en 2013 et celle-ci devrait
être signée dans les mois qui viennent. Nous nous appuierons sur cet exemple pour établir
les autres conventions avec l'OSU EFLUVE qui a obtenu récemment son statut d'Unité Mixte
de Service CNRS, l'IRD et ses représentations locales et l'Institut d'Economie Rurale du Mali
et l'Institut Sénégalais de Recherches Agricoles.
Difficultés rencontrées
Depuis 2010, la situation géopolitique rend impossible toute mission de maintenance
sur site au Mali et au Niger. La maintenance, le suivi du fonctionnement des instruments et la
réparation des pannes sur site est donc totalement à la charge du personnel local. Il est tout
à fait remarquable que le taux d'échantillonnage des données n'ait pas baissé depuis cette
date sauf pour des raisons techniques extérieures (panne des batteries de relais des
panneaux solaires en 2012). Cela s'explique par les efforts de formation et la volonté, mise
en œuvre dès l'installation des stations, que les personnels locaux soient totalement
autonomes sur les opérations de maintenance et de collecte des échantillons et des
données, puis progressivement autonome sur le dépannage et la réparation des instruments.
Afin de pallier à cette difficulté, nous avons organisé, comme mentionné
précédemment, en 2013 en France un atelier de formation de 10 jours pour l'ensemble des
personnels africains travaillant sur les stations (8 personnes). Il s'agissait d'un atelier conjoint
SDT/PHOTONS qui s'est déroulé pour partie au LISA (Créteil) et pour partie au LOA (Lille) et
avec la participation de la société ECOMESURE qui commercialise les TEOMs. L'objectif
était (1) de revoir l'ensemble des protocoles de collecte d'échantillons et de données et de
maintenance des instruments et (2) de travailler sur les interventions à mettre en ouvre pour
différents scénarios de panne des instruments. Nous avons prévu d’organiser de façon
régulière ce type de rencontre, absolument nécessaire pour maintenir au plus haut niveau la
qualité des mesures et la motivation du personnel local.
62
Les ressources humaines (hors exploitation scientifique).
Les ressources humaines seront comptabilisées en ETP (homme mois) sur la base du temps réel effectué (i.e. un
maître de conférences travaillant effectivement 1 mois à plein temps sur le service sera compté 1 ETP). Les
organismes d’appartenance et les corps des personnels seront précisés à l’aide d’un tableau du type suivant :
nom
corps
organisme
ETP
Marticorena Béatrice
Rajot Jean Louis
Féron Anais
CR
CR
IE
CNRS - LISA
IRD - iESS
UPD- LISA
2
2
6
Gaimoz Cécile
IR
UPEC- LISA
1
Siour Guillaume
IR
CNRS- LISA
0,6
Campos André
AI
CNRS- LISA
0,6
nom
corps
organisme
ETP
Aboubacry Diallo
Thierno NDiaye
Birama Coulibaly
Issa Koné
Modibo Coulibaly
Aliko Maman
Alfari Zakou
Macoumba Diop
Seynabou Der
Mor Morcen
IE
Tech.
Ing. Agro
Tech.
Tech.
Tech.
Tech
Ing.
AI.
Tech.
IRD-Sénégal
IRD-Sénégal
IER Cinzana
IER Cinzana
IER Cinzana
IRD-Niger
Vacataire
CNRA- Bambey
CNRA- Bambey
CNRA- Bambey
2
2
2
10
10
4
6
2
3
4
Fonction dans le
SO
PI Scientifique
Co-PI Scientifique
Responsable
technique
Responsable
technique
Traitement de
données
Page web
Fonction dans le
SO
PI de la station
Technicien
PI de la station
Technicien
Technicien
PI de la station
Technicien
PI de la station
Technicien
Technicien
Ressources Financières
Les ressources financières de toutes origines doivent être prises en compte dans le tableau suivant, en distinguant
les ressources récurrentes sur les 5 dernières années et occasionnelles
Ressources récurrentes sur 2010-2014*
origine
montant(k€)
commentaire
INSU/
OSU 15
Par an
EFLUVE
Ressources occasionnelles
montant(k€)
commentaire
46
Jouvence
TEOMs
Projet ADCEM
25
Projet SECAO*
10
AMMA-2
8
LISA
25
Soutien interne
2013
ORAURE
8
IRD
3
Crédits
de
formation
OSU EFLUVE
8
Crédits
équipement
TOTAL
75
TOTAL
133
TOTAL GENERAL
208
* Crédits exceptionnel en accompagnement du montage du projet SECAO
Origine
UPEC
63
Utilisation des ressources financières :
dépenses récurrentes sur 2010-2014
Nature**
Montant (k€)
commentaire
Missions
sur
40
Missions
site* (voyage et
limitées au
frais de terrain)
Sénégal
Petit matériel et
prestations
67
TOTAL
107
Nature
Equipement
dépenses occasionnelles
montant(k€)
commentaire
46
Jouvence
des
TEOM
Equipement
25
Atelier de
formation en
France SDTPHOTONS
TOTAL
30
Jouvence
batteries
des
panneaux
solaire
8
techniciens
Africains
à
Créteil et Lille
101
*Spécificités IRD/Sud : Les stations fonctionnent avec le soutien des représentations locales
de l'IRD : à M'Bour les mesures sont installées sur un des bâtiments de la station de
Géophysique de l'IRD. Sur cette station et celle du Niger, des personnels IRD assurent le
fonctionnement des stations (A. Diallo, T. Ndiaye, M'Bour, Sénégal; A. Maman, Niamey,
Niger). De façon générale, nous bénéficions d'une aide administrative (formalité douanières,
paiement des prestations locales, etc ..) et logistique (véhicules, etc ..) des représentations
locales des trois pays, cruciale pour assurer le fonctionnement des stations dans ces pays.
64
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67
68
69
Dossier à
EVOLUTION/CREATION
Dossier à remplir pour le bilan et la labélisation 2015-2019
d’un Service National d’Observation
___________________________________________________________________
Nom du service : INDAAF
(International Network to study Deposition and Atmospheric chemistry in AFrica)
Nom des responsables :
Corinne Galy-Lacaux (IR HDR CNRS) et Beatrice Marticorena (CR, CNRS)
Laboratoire :
Laboratoire d’Aérologie UMR UPS/CNRS 5560
Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA); UMR CNRS 7583
OSU ou Etablissement/organisme de rattachement :
OSU Observatoire Midi-Pyrénées, Université Toulouse III-UPS
OSU EFLUVE (Enveloppes Fluides: de la Ville à l’Exobiologie); UMS CNRS 3563; Université Paris Est
Créteil.
Signature des responsables
Corinne Galy-Lacaux
Béatrice Marticorena
Signature du directeur OSU gestionnaire (ou Etablissement/organisme de
rattachement)
Pierre Soler
Directeur de l’OMP
70
Autres laboratoires et OSU intervenant dans le fonctionnement du
service (pour chaque laboratoire concerné ou équipe impliquée, indiquer en
deux lignes maximum, le mode d’intervention, hors exploitation scientifique) :
Institut d'Ecologie et des Sciences de l'Environnement Paris (iEES Paris); Université Paris
Diderot; Université Paris Est Créteil; Université Pierre et Marie Curie; ; UMR CNRS 7618;UMR IRD
242; UMR INRA 1392; Jean-Louis Rajot (CR IRD) était co-PI du "Sahelian Dust Transect". Il reste CoPI du service.
LOA - Laboratoire d'Optique Atmosphérique UMR CNRS 8518
Service d'Observation AERONET/PHOTONS : Gestion en collaboration des sites communs du Niger,
du Mali et de Tunisie
GET - Geosciences Environnement Toulouse UMR 5763
Service commun d’analyse chimique: analyses de métaux traces, plateforme ICP-MS.
Equipe Surface continentale et changements globaux (JJ Braun, E . Mougin et J Viers)
Lien avec SO BVET (JJ Braun et S. Audry): Gestion en collaboration du site commun
du Cameroun (mesure et observateurs).
Lien avec SO CATCH (E. Mougin): Aide logistique au fonctionnement des sites au Mali, lien IRD.
UMS 831- Service de DOnnée de l’OMP (SEDOO) (L. Fleury et G. Brissebrat): gestion technique du
site web et de la base de donnée.
ICTP (International Center for Theoritical Physics)/UNESCO
Equipe F. Solmon : Support technique pour la modélisation (matériel, formation (poste junior
associate).
IRD – Représentations de l’Institut de Recherche pour le développement du Mali, Niger,
Cameroun, Bénin, Sénégal: les budgets des stations sont gérés pour la plupart par les PI africains
sous gestion IRD. L’IRD assure aussi une aide logistique aux différentes missions (Sud-Sud ou NordSud) et au stockage ou à l’expédition d’échantillons ainsi qu’une aide aux accès numériques dans les
centres IRD pour les scientifiques locaux.
Organismes/Universités Africaines :
Les stations de mesure sont managées et/ou managées par des organismes de recherche
locaux. La plupart des sites sont pilotés par des PI (Principaux Investigateurs) et leurs
universités/organismes de rattachement leur apportent une aide logistique : missions sur site,
stockage d’échantillons, moyen de calcul…). Ils assurent le bon fonctionnement des sites avec l’aide
d’observateurs locaux qui réalisent en routine la collecte d’échantillons.
Les différents organismes de recherche sont :
Mali : Institut d'Economie Rurale de Cinzana (Mali) et Institut Polytechnique Rural (IPR) de Katibougou
(Mali), Université de Bamako (Dept de Physique)
Sénégal : Station de Géophysique de M'Bour, Centre National de Recherches Agronomiques de
Bambey de l'Institut Sénégalais de Recherches Agricoles (Sénégal)
Côte d'Ivoire : Station Geophysique de Lamto et Université d’Abidjan (LAPA-MF)
Bénin : Université Abomey Calavi Bénin (Dept de Physique)
Niger : Université de Niamey (Dept de Physique)
Cameroun : Université de Yaoundé et Centre Recherche en Hydrologie de Yaoundé.
Congo : Station WWF Congo et Direction Générale de la Recherche Scientifique et Technologique
(DGRST), Brazzaville, Congo.
71
Evolution du contexte scientifique et des objectifs justifiant des modifications
en termes de paramètres et de sites d’observation.
Ou, pour un nouveau service, le contexte, les motivations et les objectifs
scientifiques
Pas d’évolution par rapport à la période 2010-2014
x Evolution des paramètres observés et/ou des sites d’observation
Justification : Evolutions (paramètres et sites) en reprenant les critères mentionnés dans le bilan
pour un nouveau service, description de la mission du service (Description exhaustive du service en termes de
sites et paramètres. Privilégier une présentation concise (tableau, carte). Justification des sites/paramètres par
rapport aux objectifs)
LE CONTEXTE, LES MOTIVATIONS et LES OBJECTIFS SCIENTIFIQUES
L’évolution de la composition chimique de l'atmosphère et des dépôts
atmosphériques et l’impact de ces changements sur l’environnement représentent une
problématique scientifique majeure, particulièrement en régions tropicales reconnues comme
très actives en terme de chimie atmosphérique à l’échelle régionale et globale. Le suivi à
long terme de la composition chimique de l’atmosphère et des flux de dépôts
atmosphériques permet de documenter et de comprendre les relations existantes entre les
émissions des différents composés, leur transport, leur transformation physico-chimiques
jusqu’à leur dépôt. Ces dépôts, secs et humides, constituent la dernière étape du cycle
biogéochimique de tout composé ayant un impact important sur les différents écosystèmes
aquatiques ou terrestre. C’est cette notion de cycle biogéochimique des composés
atmosphériques à courte durée de vie qu’il convient d’observer à long-terme. L'observation à
long-terme est également rendue indispensable par l'accroissement de la pression
anthropique dans cette région, et des modifications qu'elle induit en zones rurales
(culture/pâture/feux de biomasse/transport des polluants des mégacités africaines).
Dans ce contexte, le service d’observation IDAF labellisé SO par l’INSU et opérationnel
depuis 1995, a pour objectif de mesurer l’évolution des concentrations atmosphériques des
gaz et des aérosols dans l’air et les précipitations. Ces mesures permettent également de
quantifier les dépôts atmosphériques secs et humides. Les sites IDAF ont été choisis pour
renseigner les principaux écosystèmes de végétation du continent africain suivant un
transect nord-sud. Les mesures IDAF à long terme de qualité contrôlée (label WMO) sont
uniques en Afrique et il existe à ce jour une vingtaine d’années de données. Le programme
IDAF s’inscrit dans une dynamique internationale puisqu’il est la composante africaine du
projet Task DEBITS (Deposition of biogeochemically Important Trace Species) du
programme international de chimie atmosphérique IGAC et est devenu plus récemment un
réseau labellisé du programme international GAW/WMO (Global Atmospheric Watch/World
Meteorological Organization).
Le réseau SDT (Sahelian Dust Transect) opérationnel depuis 2006, étudie l’évolution du
cycle des aérosols désertiques en zone sahélienne en mesurant les concentrations de
surface en aérosols ainsi que leur flux de dépôts secs et humides. Ce réseau renseigne un
transect est-ouest du Niger au Sénégal. Ce réseau s’inscrit également dans une dynamique
internationale puisque les observations acquises dans SDT sont référencées sur le site du
"Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System" (SDS-WAS) de WMO via
le centre régional Northern Africa-Middle East-Europe.
Au cours des dernières années, les objectifs scientifiques de ces deux réseaux d’observation
décrits dans le contexte précédemment exposé, se sont rencontrés au travers du
programme AMMA (2005-2009 phase LOP Long Observation Period) et du SOERE
ORAURE (Groupe de travail Dépôts).
72
Nous souhaitons donc proposer dans ce rapport bilan-évolution pour la période 2015-2019
une évolution du SO IDAF vers un ensemble intégrant IDAF et SDT : le service d’observation
INDAAF ((International Network to study Deposition and Atmospheric chemistry in AFrica).
La réponse aux questions cruciales communes qui animent ces deux réseaux, se trouvera
enrichie de la mise en commun des moyens de chacun des réseaux et leurs expériences
respectives. Elle est fortement soutenue par des recommandations internationales qui
soulignent le faible nombre de données en Afrique. Ce rassemblement implique pour chacun
une extension géographique avec des sites d’étude communs représentatifs de l’échelle
régionale (au niveau du type de sources et des écosystèmes) mais également une
documentation plus complète, en terme de mesures sur ces sites communs. Le bon
fonctionnement de cet ensemble est assuré par les fortes collaborations scientifiques et
techniques tissées par ces deux réseaux avec les pays africains.
Les principaux objectifs scientifiques du réseau INDAAF sont :
1- D’étudier la composition chimique de l’atmosphère tropicale africaine
L’objectif est de déterminer les concentrations de gaz et les concentrations et la composition
des aérosols et de documenter leur évolution temporelle et spatiale. L’analyse des variations
hebdomadaires, saisonnières et interannuelles des concentrations gazeuses (ozone,
composés gazeux azotés et soufrés), de la masse totale et de la composition chimique des
aérosols (poussières, aérosol carboné, sulfates, nitrates et ammonium..), est effectuée en
relation avec les paramètres climatiques, de la saison à l’échelle pluri-décennale, l'échelle de
temps pertinente pour l'étude du changement climatique mais aussi de l’évolution naturelle
et anthropique des sources de gaz et de particules. Ces données permettent de tester la
capacité des modèles de Chimie Transport (CTM) et climatiques (RCMs et GCMs) régionaux
et globaux à reproduire l'évolution de la composition atmosphérique en Afrique, en région où
très peu de mesures sont disponibles et où les sources sont les moins bien documentées.
2- D’étudier les dépôts secs et humides
2.5
en quantifiant, à l’aide de mesures de qualité contrôlée, les dépôts secs et humides
des principaux composés atmosphériques gazeux et particulaires aux échelles régionales et
globales et échelles de temps annuelles à pluri-décennales. Ces mesures de dépôts, et en
particulier de dépôt sec, manquent cruellement pour la validation des modèles de chimie et
d’aérosol.
2.6
en recherchant les facteurs et les mécanismes physiques et chimiques clés qui
régulent ces dépôts (interaction gaz/aérosol/pluie, relation source/transport/dépôt…). Ces
études pourront donner lieux à des améliorations des paramétrisations de dépôt utilisés
actuellement dans les CTMs, RCMs et GCMs.
3- De contribuer à l'évaluation des impacts
3.1 Impact radiatif et climatique de l’aérosol
L'estimation de l'impact radiatif et climatique (e.g. rétroactions sur le régime des
précipitations) des aérosols à l'échelle de l'Afrique repose en grande partie sur des travaux
de modélisation. Les mesures du réseau INDAAF sont de nature à réduire les incertitudes
associées à ces simulations, en complément des données obtenues à partir d'autres
programmes de recherche et d'observations : le programme DACCIWA (inventaires
d'émissions et données obtenues au sol, en avion et par lidar) en Afrique de l’Ouest, le
service d'observation AERONET, le GDRI-ARSAIO pour l’Afrique du Sud et les différents
produits satellites disponibles (par exemple les épaisseurs optiques en aérosols des
instruments MODIS et, MISR de l'AQUA Train ou le produit AERUS-GEO dérivé de
SEVIRI/MSG).
73
3.2 Impacts sur les ressources naturelles : eau, végétation et sol
Les données INDAAF combinées à des travaux de modélisation fourniront des entrées pour
des études pluridisciplinaires d’impacts (appauvrissement des sols, acidification des sols,
fonctionnement des savanes et des cultures, Cycle N, hydrologie, santé). Un lien étroit est
établi avec les ORE BVET (Bassin versants tropicaux) et CATCH (végétation et hydrologie)
pour estimer la dynamique et l’influence des apports atmosphériques dans le bilan hydrobiogéochimique et plus généralement pour les mécanismes de transfert des éléments
chimiques dans le système Sol-Végétation.
Description du Service d’Observation
Le réseau de mesures du service d’observation INDAAF
Le réseau INDAAF comprendra 13 stations représentatives des grands écosystèmes
africains : savane sèche - savane humide - forêt, chacune sous la responsabilité d’un
Principal Investigateur (PI) scientifique africain : 8 en Afrique de l’Ouest (Mali, Niger, Côte
d’Ivoire, Bénin, Cameroun, Congo, Sénégal) et 5 autres sites dont 4 en Afrique du Sud et 1
en Tunisie (Figure 1).
Figure 1 : Localisation des 13 stations INDAAF sur la carte de végétation de l’Afrique
(Adaptée de Mayaux et al., JRC Ispra, 2004).
La partie du réseau pour laquelle est demandée une labellisation de Service National
d'Observation de l'INSU concerne les 8 stations régionales d’Afrique de l’Ouest et Centrale
(Tableau 1). Ces stations seront coordonnées par le laboratoire d’Aérologie de Toulouse et
le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques.
Les 5 autres stations réalisant le même type d’observations sont coordonnées par la North
West University de Potchefstroom en Afrique du Sud et en Tunisie par l'Institut des Régions
Arides de Médénine (Tunisie) (Tableau 2).
74
Ecosystèmes
Savanes
Sèches
Savanes
Humides
Forêts
Station
Localisation
Latitude
Longitude
Land cover classes
(GLC 2000 Africa)
Climat
Pays (region)
Banizoumbou
13°31’N
02°38’E
Open grassland with
sparse shrub and
culture
Sahelien
SH: Juin-Septembre
SS: Octobre-Mai
Niger (Dosso)
Katibougou
12°56’N
07°32’W
Deciduous shrubland
with sparse trees
Soudano-Sahelien
SH: June-September
SS: October-May
Sahelien
SH: Juin-Septembre
SS: Octobre-Mai
Mali (Koulikoro)
Sahelien
SH: Juin-septembre SS:
Octobre-Mai
Soudano-Guinéen
SH: Avril-Octobre
SS: Novembre-Mars
Guinéen
SH: Avril-Octobre
SS: Novembre-Mars
Sénégal
(Diourbel; Ancien
bassin arachidier)
Cinzana
Open cultivated
grassland with sparse
shrubs and trees
Bambey
Cultivated grass land
with sparse trees
Mali (Région de
Ségou)
Djougou
09°39’N
01°44’E
Deciduous open
woodland
Lamto
06°13’N
05°02’W
Mosaic Forest/Savanna
Zoetele
03°15’N
11°53’E
Closed evergreen
lowland forest
Equatorial
SH: Mars-Novembre
SS: Decembre-Février
Cameroun
(Sud)
Bomassa
02°12’N
16°20’E
Closed evergreen
lowland forest
Equatorial
SH: Mars-Novembre
SS: Decembre-Février
Congo (Sangha)
Benin (Atakora)
Cote d’Ivoire
(V-Baoule)
Table 1. Localisation, caractéristiques écologiques et climatiques des stations d’Afrique de l’Ouest et
Centrale (SH: Saison Humide, SS: Saison Sèche).
Ecosystemes
Station
Localisation
Latitude
Longitude
Land cover classes
(GLC 2000 Africa)
Climat
Pays (region)
Savanes
Sèches
Louis Trichardt
22˚59’10”S
30˚01’21”E
Deciduous trees with
grass coverage in
between
Sub-Tropical
SH: Octobre-Avril
SS: May-September
Afrique du Sud
(Limpopo)
Amersfoort
27˚04’13”S
29˚52’02”E
Open grassland with
sparse trees
Sub-Tropical
SH: Octobre-Avril
DS: May-September
Afrique du Sud
(Mpumalanga
Highveld))
Skukuza
24˚59’35”S
31˚35’02”E
Deciduous trees with
grass coverage and
shrubs in between
Sub-Tropical
SH: Octobre-Avril
SS: Mai-Septembre
Afrique du Sud
(Mpumalanga
Lowveld))
Aride à hivers doux
Tunisie (Djeffara)
Sub-Tropical
SH: Mai-Octobre
SS: Novembre - Avril
Afrique du Sud
(Western Cape)
Medenine
Marine
Cape Point
Cultivated shrubland
(Olive trees) with
sparse trees
34°21’S
18°29’E
Fynbos shrubland
Table 2. Localisation des sites partenaires.
75
Le déploiement des stations du réseau IDAF visait à échantillonner un gradient nord-sud
d'écosystèmes africains, celui des stations SDT à échantillonner un gradient est-ouest le
long de la trajectoire des aérosols désertiques vers l'Atlantique nord-tropical. Les stations
IDAF mesurent la composition de l'atmosphère en phase gaz et aérosols, et la composition
des précipitations, qui varie du nord au sud en fonction du gradient des différentes sources,
avec une contribution croissante des sources anthropiques du nord au sud et également un
gradient dans les sources de composés biogéniques en lien avec l'évolution du type de
végétation. Les stations de mesures SDT sont focalisées sur le suivi des aérosols
désertiques et donc sur le mesure des concentrations et des flux de dépôt en masse, sur des
sites où la contribution des aérosols désertiques est clairement dominante sur ce type de
mesures.
Le rassemblement de ces deux dispositifs implique, à terme, une homogénéisation des
paramètres mesurés. Cette homogénéisation apporte clairement une plus value par rapport
aux dispositifs pré-existant sur l’étude du cycle des aérosols : les mesures "IDAF" sont
complétées de mesures massiques permettant de mieux contraindre le bilan de masse des
composés particulaires en présence avec une indication temporelle plus fine, les mesures
"SDT" sont complétées de mesures de composition chimique permettant de quantifier la
contribution relative des différents composés atmosphériques particulaires. L'objectif à courtterme (2-3 ans) est de réaliser cette homogénéisation sur trois sites couvrant une large
distance nord-sud et est-ouest : Banizoumbou (Niger), Lamto (Côte d'Ivoire) et Bambey
(Sénégal). Le tableau 3 résume l'instrumentation déployée sur un site "complet" et met en
évidence la complémentarité des mesures de type IDAF et SDT. Dans ce contexte,
l'ensemble de ces mesures est déjà en place sur le site de Banizoumbou (Niger). La station
de Lamto doit être complétée par des mesures de concentration massique d'aérosols, de
flux de dépôt massique sec et humide et de mesures d'épaisseur optique en aérosols. A la
station de Bambey, il s'agit de mettre en place les mesures de composition chimique en
phase gaz et aérosol dans l’atmosphère et dans la pluie. Au Mali, les stations IDAF et SDT
sont distantes de 250 km, mais sont pleinement fonctionnelles. Selon l'évolution du contexte
géopolitique, on cherchera à recentrer les mesures réalisées au Mali sur un seul site. Les
autres stations resteront dans cette première phase telles que décrites dans la partie "Bilan".
Protocoles de mesure
L'ensemble des paramètres mesurés et les protocoles de mesures associés sont rappelés
dans le tableau 3. Cet ensemble de mesure sera mis en oeuvre dans un premier temps sur
trois stations (Banizoumbou, Niger; Bambey, Sénégal; Lamto, Côte d'Ivoire). Le détail des
protocoles et leurs références sont donnés dans le document de bilan (Bilan IDAF p 10-14;
Bilan SDT p. 51-52). Les mesures concernant la chimie et les aérosols sont conformes aux
consignes et aux normes des organismes internationaux. De telles normes n'existe pas
encore pour la collecte des dépôts totaux.
Le souci de valider et d'améliorer les protocoles de collecte et de mesures nous conduit
régulièrement à participer à des travaux d’intercomparaisons internationales et nationales
(cf. Bilan IDAF p. 13-14). En ce qui concerne les mesures de dépôt, un premier travail
d'intercomparaison des précipitations et des dépôts humides mesurés sur le site de
Banizoumbou a été réalisé avec le soutien du SOERE ORAURE. Une deuxième étape
consistera à étendre cette intercomparaison aux mesures, déjà acquises, de concentrations
et de composition des aérosols et de flux de dépôt sec mesurés et estimés en fonction des
concentrations atmosphériques. Par ailleurs, une campagne d'intercomparaison des
collecteurs de dépôt est programmée pour l'été 2015 à Chypre dans le cadre du groupe
76
dépôt d'ORAURE, impliquant également les collecteurs utilisés dans les réseaux MERA,
MOOSE, le collecteur automatique CARAGA déployé sur plusieurs stations
Méditerranéennes, et d'autres collecteurs utilisés pour des programmes de recherche.
Sur la quasi-totalité des stations sont également déployées des mesures des paramètres
météorologiques locaux et pour certaines des mesures d'épaisseur optique en aérosols par
des photomètres solaires du réseau AERONET/PHOTONS. Ces données complémentaires
viennent enrichir les paramètres spécifiquement acquises par le SNO, permettant des
analyses plus approfondies et une meilleure valorisation des données acquises.
77
78
La durée d’observation
Justifier la nécessité des nouvelles observations (observables, sites) sur des durées de 10 ans ou plus.
Les stations INDAAF sont situées dans une région du monde où les incertitudes sur
l'évolution du climat sont les plus grandes. Alors qu’au Sahel par exemple, l'augmentation
des températures semble confirmée par les observations, de fortes incertitudes persistent
sur l'évolution des précipitations dans la région toute entière. La période de sécheresse des
années 70-80 s'était accompagnée d'une augmentation très nette des émissions locales de
poussières désertiques. De même pour les émissions de gaz et de particules par les feux de
biomasse dont la variabilité de l’intensité est liée on l’a vu, aux années sèches ou humides.
Les mesures acquises sur les stations IDAF et SDT depuis 1995 et 2006 respectivement
montrent une variabilité interannuelle des concentrations de gaz et d’aérosols et des flux de
dépôts. Une grande partie de cette variabilité est d'origine naturelle et liée aux conditions
climatiques qui pilotent très largement précipitations et conditions de sécheresse du sol et de
la végétation. Cette variabilité est donc susceptible d'être modifiée par l'évolution attendue
des conditions climatiques.
Par ailleurs, la région INDAAF est soumise à de fortes pressions anthropiques. Cela se
traduit tout d’abord par une augmentation des surfaces mises en culture et raccourcissement
des cycles cultures/jachères. L'augmentation des surfaces cultivées devrait donc conduire à
une augmentation des émissions locales et des concentrations en aérosols désertiques
d’une part, et d’autre part à une pratique possiblement différente de l’utilisation des feux de
biomasse par les populations (susceptible d’influer sur les concentrations de certains
composés gazeux et particulaires).
Cela se traduit également par l’apparition de mégacités sur le golfe de guinée avec une
densité de population dans les plus importantes à l’échelle globale. Des mégacités qui, dans
les 20 ans à venir, pourraient produire des émissions anthropiques de gaz et de particules
en proportion supérieures aux émissions chinoises par exemple si aucune régulation n’entre
en vigueur d’ici là. Des projections ont montré que de telles émissions peuvent impacter
l'environnement régional et donc l’ensemble des sites INDAAF.
Notons que les facteurs climatiques et anthropiques peuvent également avoir des effets
synergiques ou antagonistes sur ces émissions anthropiques.
En résumé, au vu de la forte variabilité naturelle des concentrations des composés
atmosphériques dans cette région, la mise en évidence de tendances robustes d'évolution
liées soit à l'évolution des conditions climatiques soit à l'évolution des activités humaines
nécessite de disposer de séries de mesures pluri-décennales.
L’archivage des données et leur mise à disposition
Données brutes et/ou élaborées, structure, support, validation, archivage, séries disponibles, métadonnées, statut
juridique, accessibilité, modes de distribution, intégration internationale éventuelle, responsable technique. Lien
avec les Centres de données nationaux et Internationaux. Quelles actions sont envisagées pour favoriser
l’utilisation des données par des utilisateurs extérieurs.
Spécificités IRD/Sud Réalité de l’accès aux données pour les partenaires / utilisateurs du Sud.
Site internet et base de donnée du SO INDAAF
Le nouveau SNO INDAAF disposera d'un site internet et d’une base de donnée propre mise
en œuvre et gérée par SEDOO (Service De Donnée de l’OMP) de l’Observatoire MidiPyrénées, composante du Pôle Atmosphère (responsabilité : Guillaume Brissebrat).
79
Les règles de mise à disposition des données et la politique d’accès à la base de donnée
seront entérinées par le comité scientifique INDAAF (la coordination et tous les PI du
réseau).
Mise à disposition :
La validation des données pour un site de mesure est sous la responsabilité de chaque PI de
site en collaboration avec les PIs du Nord. L’accès aux données sera géré par un mot de
passe. Tout futur utilisateur devra demander l’accès aux données en renseignant un
protocole d’accès aux données INDAAF où il a la possibilité de décrire les travaux qu’il
envisage avec les données. Il sera alors répertorié comme participant sur le site web.
Politique de distribution des données:
1- La dernière année de mesure n’est accessible qu’au PI et Co-I de la station. Elle est
accessible à l’ensemble de la communauté scientifique deux ans après son acquisition.
2-Toutes les mesures des années précédentes sont accessibles à la communauté
scientifique pour tous les sites du réseau.
La redistribution des données aux différentes instances internationales (IGAC/DEBITS,
WMO SDS-WAAS, ..) sera bien évidemment maintenue (Figure 2). De plus, les liens qui
existaient entre le SO IDAF, SDT et le SOERE ORAURE sont maintenus dans le lien
INDAAF - SOERE ATMO pour conduire à la distribution par le pôle de données ICARE des
données aérosols du SO INDAAF.
Figure 2: Organigramme de la distribution des données depuis la base de donnée INDAAF
vers les bases de données nationales et internationales.
80
L’ouverture et l’insertion du Système d’observation
Liens avec d’autres SO, insertion du SO dans le dispositif de recherche français (régional, national), insertion
européenne et internationale, appartenance à un réseau européen ou international d’observation.
Actions mises en œuvre pour ouvrir le SO à des équipes extérieures.
Spécificités IRD/Sud : Réalité du transfert technique et d’expertise vers les homologues des institutions Sud
concernées par le service. Degré d’appropriation du service par les acteurs techniques, scientifiques et
institutionnels du Sud.
Le réseau INDAAF maintiendra naturellement des interactions fortes avec les services
d'observation AERONET/PHOTONS, BVET et CATCH en raison de la complémentarité des
mesures effectuées par ces différents réseaux et également en raison de la gestion en
commun de certaines stations (Mali, Niger etc ..).
Le réseau INDAAF est intégré dans SOERE ATMO, résultats de la fusion des SOEREs
ORAURE et ROSEA. A ce titre, INDAAF constituera un des réseaux de base contribuant à
l'infrastructure de recherche INFRA-ATMO en cours d'élaboration.
Les données acquises et distribuées par INDAAF sont une contribution aux réseaux
internationaux IGAC-DEBITS, GAW et SDS-ASS de WMO. Elles constituent, aujourd'hui
encore en Afrique de l'Ouest et Centrale, les seules données acquises à long-terme sur la
composition et les dépôts atmosphérique selon des procédures standardisées et reconnues
au niveau international.
Les stations du réseau et les données qui y sont acquises sont un complément et une aide à
la mise en œuvre de projet de recherche dans la région. Par exemple, la station de Lamto
est un des sites du programme Européen DACCIWA (2014-2019) et du programme EADN.
Les données de dépôts et de concentrations des stations INDAAF seront utilisées dans
plusieurs programmes (1) pour valider les modélisations prévues dans le cadre du
programme DACCIWA (2) pour quantifier les apports et pertes en nutriments par érosion
éolienne dans la zone sahélienne (Projet NILDAE; Sorbonne Paris Cité) (3) pour étudier le
cycle de l’azote dans la zone sahélienne (programmes LEFE, INI, INMS (GEF-UNEP),
EADN (4) pour évaluer l'impact sanitaire des aérosols (Projet TOSCA-CNES, projet
DACCIWA, projet européen Resentinel en cours de soumission) etc… .
Afin d'accroître la visibilité des données acquises et leur valorisation, des actions régulières
de communication seront menées au travers des organes d'informations de programmes de
chimie atmosphérique (lettres IGBP et IGAC) avec une attention particulière vers les
partenaires du Sud (Sciences au Sud). La présentation du nouveau réseau INDAAF sera
effectuée lors des prochaines grandes conférences internationales : CFCC-Paris, juillet
2015, DEBITS-Rotchester (Acid Rain), octobre 2015, DACCIWA-Toulouse octobre 2015,
GEIA-Chine novembre 2015, IGAC-Boulder, Octobre 2016 etc.. Il est à noter qu’une
conférence en Afrique a été envisagée dans le contexte du programme DACCIWA et du
réseau INDAAF en 2017 par nos partenaires ivoiriens. Cette manifestation serait l’occasion
de rassembler l’ensemble des participants au réseau INDAAF et de faire un premier bilan de
ses nouveaux développements.
Soulignons également que les liens mis en place entre le site web (et la base de données)
INDAAF et les sites internationaux (cf paragraphe précédent) permettront une distribution
efficace des données à des équipes extérieures.
Un élément clé de cette valorisation est l'utilisation et l'exploitation de ces données par des
chercheurs et étudiants Africains que ce soit dans des thèses ou des papiers scientifiques.
C'est un point fort du réseau IDAF depuis sa création, et c'est également une démarche que
SDT a tenté de développer avec le soutien de l'IRD. Il est clair à présent qu’il serait
81
bénéfique pour INDAAF de pouvoir s’appuyer pleinement sur l’IRD pour maintenir et
développer encore davantage cette stratégie de formation au sud. Notons que dans les
grands projets à venir, un laboratoire d’analyse devrait être développé en Côte d’Ivoire en
2015-2016 avec l’appui du réseau INDAAF. Par ailleurs, en collaboration avec l’ICTP
(laboratoire UNESCO) les collègues du sud bénéficient d’un soutien constant à la
modélisation avec des formations et des workshops organisés chaque année.
Le fonctionnement
Si évolution ou création
L’organigramme fonctionnel ci dessous présente l’organisation d’ensemble du programme
INDAAF (Figure 3) et de ses partenaires qui partagent la même base de données.
Figure 3: Organigramme décrivant le fonctionnement du Service d'Observation INDAAF. La
parte sous label INSU apparait en bleu et les équipes des sites partenaires en orange.
Au Sud
Les stations de mesures en Afrique de l’Ouest et Centrale sont gérées par un Principal
investigateur de chacun des pays participants (Figure 3). Ils ont en charge :
- la formation technique et la gestion de l’observateur local sur chaque site (incluant
gestion des instruments, des consommables et des protocoles de maintenance et de
collecte des échantillons.
- le rapatriement des échantillons, le stockage vers leurs organismes de recherche
82
-
la transmission des données ou des échantillons du site de mesure vers le LA à
Toulouse et le LISA à Paris.
la gestion des budgets mis en place soit dans les stations directement, soit dans les
différentes représentations IRD des différents pays en liens avec les PIs.
L’Institut d'Economie Rurale de Cinzana (Mali) et Institut Polytechnique Rural (IPR) de
Katibougou (Mali), la station Géophysique de Lamto (Côte d’Ivoire), la Station de
Géophysique de M'Bour et le Centre National de Recherches Agronomiques de Bambey de
l'Institut Sénégalais de Recherches Agricoles (Sénégal), le WWF (World Wildlife Fund) qui
accueille la station de Bomassa au Congo, soutiennent le fonctionnement du SNO en
mettant à disposition du personnel, des locaux et des moyens techniques et logistiques.
Les représentations régionales de l'Institut pour la Recherche et le Développement de
Cotonou (Bénin), de Niamey (Niger), de Yaoundé (Cameroun), de Bamako (Mali) et de
Dakar (Sénégal) ont une forte contribution au bon fonctionnement du SO :
- en facilitant les missions au Sud (location véhicule IRD, chauffeur)
- en facilitant l’accès numérique à certains collaborateurs, l’accès à des moyens de
conservation ou d’expédition des échantillons (colisage, facilité de procédures de
dédouanement).
- en administrant les budgets à disposition dans les représentations locales (sous la
responsabilité du PI) dans le cadre de conventions établies avec l'IRD.
Au Nord
Le laboratoire d’Aérologie UMR 5560 et le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes
Atmosphériques (LISA) UMR CNRS 7583 assurent la coordination générale du SO (liens
avec les instances et projets internationaux, les organismes/tutelles et projets nationaux)
avec le soutien de leurs OSU de rattachement. Ils assurent le bon fonctionnement du SO :
- Préparation et expédition d’échantillons sur sites, réception et analyse des
échantillons, atelier de formation pour étudiants ou techniciens sud.
- Le contrôle qualité des données et leur validation jusqu’au formatage des fichiers de
données.
- L’animation scientifique et technique du réseau`
- La validation et le formatage des données du SO pour la base de donnée
- La gestion des crédits du SO.
Le service de données de l’OMP SEDOO gère le développement et la mise à jour annuelle
du site web et de la base de donnée ainsi que l’archivage des données.
La gouvernance
Si évolution ou création
Fournir un organigramme présentant les instances et leurs liens dans la gouvernance et le fonctionnement du SO,
distinguer l’environnement interne du SO de son environnement externe (par exemple relations avec les
instances d’un TGIR, d’un SOERE….). Indiquer les personnels impliqués dans ces instances.
Préciser également le fonctionnement des instances (fréquence de réunion...).
D’autres aspects pourront être évoqués tels que la stratégie de communication, les actions programmes de
formation associés…….Les évolutions par rapport à l’organigramme présenté dans le bilan devront être
clairement identifiées.
L’organigramme proposé ci-dessous décrit les interactions entre les différents laboratoires et
organismes nationaux et internationaux impliqués dans la gouvernance du SO INDAF.
83
Figure 4: Organigramme décrivant les organismes intervenant dans la gouvernance du SNO
INDAAF.
La gouvernance du SO INDAAF sera assurée par un comité scientifique constitué par les PI
français, les PI des stations Africaines sous label INSU et les PI des sites partenaires
(Afrique du Sud et Tunisie). Nous envisageons également d'intégrer au comité scientifique
des personnalités extérieures, pour leur compétence sur les aspects "mesures" ou
l'exploitation scientifique des données acquises, ainsi que des représentants des OSU et
SOERE auquel INDAAF se rattache.
Le comité scientifique INDAAF restera lié au comité scientifique DEBITS dans la définition
des objectifs scientifiques et leur évaluation, IDAF ayant déjà un représentant dans le comité
scientifique DEBITS d’IGAC (C. Galy-Lacaux).
Des réunions annuelles du comités scientifique sont organisées qui permettront de :
- Faire un bilan régulier du fonctionnement des sites
- Faire un bilan-prospective des différents travaux en cours (articles, master et thèses)
- Planifier les venues des collègues du sud en France (chercheurs, thèses)
- Planifier les participations aux conférences de l’année à venir
Le comité scientifique renseignera la fiche annuelle de suivi des services labélisés océan –
atmosphère de l’INSU ce qui permet d’évaluer globalement le fonctionnement du service.
Le fonctionnement du SNO s'appuie également sur des liens avec différents organismes:
- des liens institutionnels avec les différents organismes sud (partenariat avec les universités
formalisés au niveau de l’Université Paul Sabatier à la Direction des Recherches
Internationales : Universités de Bamako, d’Abidjan et de Cotonou).
84
- la North West University et le LA sont liés dans un consortium GDRI (CNRS) (ARSAIO).
- L'Institut des Régions Arides et le LISA sont liés par une convention IRA-UPEC (LISA)IRD(iESS)
- La Station de Géophysique de Lamto est liée par une convention avec le projet IDAF.
- Le Centre National de Recherche Agronomique de Bambey est lié par une convention au
projet SDT.
- La Station de Géophysique de M'Bour (Unisté de Service IRD 191, IMAGO) est liée par
une convention avec le LISA, le LOA et Géosystème (Lille) par une convention en cours de
renouvellement.
- L’IRD et le SO IDAF sont liés par une convention (AO2522) pour la gestion des budgets
des sites.
85
Moyens nécessaires pour mettre en œuvre ces évolutions (redistribution des
ressources existantes, nouvelles ressources (obtenues ou demandées).
Les ressources humaines (hors exploitation scientifique).
Les ressources humaines seront comptabilisées en ETP (homme mois, cf. bilan pour définition) sur la base du temps réel
effectué. Les organismes d’appartenance et les corps des personnels seront précisés à l’aide d’un tableau du type suivant. Si
de nouvelles ressources humaines sont nécessaire par rapport au tableau bilan, indiquer leur origine et si elles sont obtenue ou
demandée.
Personnels Nord
NOM
CORPS
Organisme
ET
P
Date de
fonction
CR CDD
OMP-LA
11
Depuis fin
2012
0,5
Gestion technique base de donnée
AI
UMS SEDOO
OMP
CNRS- LISA
0,6
Distribution des données
AI
UPS -LA
10
Depuis
Nov 2013
Préparation échantillons, analyse
FERON
Anais
IE
UPD- LISA
6
Depuis
2013
Responsable technique;
Gestion technique des mesures TEOM
et dépôt; suivi des stations sahéliennes
GAIMOZ
Cécile
GALY-LACAUX
Corinne
IR
UPEC- LISA
1
Depuis
2013
IR HDR
CNRS -LA
7
Gestion technique et administrative
des stations sahéliennes
Coordination générale
GARDRAT
Eric
IE
UPS -LA
10
Responsable technique analyse
chimique
ROBLOU
Laurent
IE
CNRS -LA
0,5
Support modélisation
LIOUSSE
Catherine
DR
CNRS - LA
2
Co-PI scientifique
MARTICORENA
Béatrice
MACAIGNE
Monique
DR
CNRS-LISA
2
Coordination générale
TCE
UPS –LA
0,5
Gestion crédits OMP UPS
MERCADIER
Karine
TCS
CNRS –LA
0,5
Gestion crédit INSU CNRS
RAJOT
Jean-Louis
SIOUR
Guillaume
CR
IRD - iESS
1
Co-PI Scientifique
IR
CNRS- LISA
0,6
Traitement de données
ADON
Marcellin
BRISSEBRAT
Guillaume
CAMPOS
André
CHIRON
Christelle
Fonction dans le service
Responsable technique
modélisation et validation données
De 2008 a 2010, le SO IDAF a bénéficié du recrutement d'un personnel CNAP (F. Solmon)
aujourd'hui détaché à l’ICTP de Trieste. L'OMP a pu compenser de 2011 à 2014 par la mise à
disposition de post-doc (M. Adon depuis 2012 est CDD OMP UPS). Une solution de remplacement
durable, par un nouveau recrutement CNAP, doit absolument être trouvée pour maintenir le niveau de
fonctionnement du nouveau réseau et assumer les tâches liées aux développements supplémentaires
proposés ici.
86
Personnels Sud
NOM
AKPO Aristide
CORPS
Organisme
ETP
Fonction dans le service
Maitre de
Conférences
Technicien
Université Cotonou
6
PI site Djougou Benin
Vacataire
5
Technicien Observateur Bénin
YOBOUE
Véronique
Professeur
Université de Cocody
6
PI site Lamto Côte d’Ivoire
KONATE Isamel
Technicien
5
DUNGALL
Laouali
Professeur
Station Géophysique
Lamto
Université Niamey
Technicien observateur Lamto
Depuis Novembre 2013
PI scientifique site
Banizoumbou Niger
MAMAN
Aliko
ZAKOU
Alfari
Tech.
IRD-Niger
4
Technicien observateur Niger
technicien
Vacataire
6
Technicien Observateur Niger
DIOP
Babacar
Maitre de
Conferences
Université de
Bamako
5
PI site Mali Katibougou
KANOUTE
oumar
COULIBALY
Birama
KONE
Issa
COULIBALY
Modibo
SIGHA
Luc
Technicien
IPR Katiobougou
5
Technicien observateur Mali
Ing. Agro
IER Cinzana
1
PI de la station Cinzana
Tech.
IER Cinzana
10
Technicien Cinzana
Tech.
IER Cinzana
10
Technicien Cinzana
Professeur
Université/CRH
Yaoundé
5
PI site Zoétélé Cameroun
ZEUKOU
Mathieu
Technicien
Vacataire
5
Technicien Observateur
Cameroun
TATHY
Jean-Pierre
Professeur
DGRST
DGRST Brazaville
3
PI station Bomassa Congo
MOROMBA
Patrice
DIALLO
Aboucary
DIOP
Macoumba
DER BA
Seynabou
MORCEN
Mor
Technicien
WWF
3
IE
IRD-Sénégal
1
Technicien Observateur
Congo
PI de la station Bambey
Ing.
CNRA- Bambey
1
PI de la station Bambey
AI.
CNRA- Bambey
2
Technicien Bambey
Tech.
CNRA- Bambey
4
Technicien Bambey
DARAKPO
87
6
Budget prévisionnel : Les ressources financières de toutes origines doivent être prises en compte
dans le tableau suivant, en distinguant les ressources attendues comme récurrentes sur les 5
prochaines années et de celles occasionnelles.
Ressources récurrentes prévues pour 2015-2019*
origine
Montant (k€)
commentaire
INSU/OSU
20
Par an
EFLUVE
INSU/OSU
30
Par an
OMP
UPS/OMP
21
Par an
TOTAL
71
Par an
origine
Projet
SPC
NILDAE
LEFE-CHATEC2CO
SOERE ATMO
LA
LISA
OSU EFLUVE
TOTAL
Ressources occasionnelles
Montant (k€)
commentaire
50
Pré-sélectionné
20
Intercomparaison
des dépôts
36
15
15
20
156
Demande interne
Demande interne
Equipement
La mise en place de la totalité des mesures décrites dans le tableau 3 nécessite des
équipements complémentaires et induit des couts additionnels de fonctionnement (missions
d'installation, prestations supplémentaires, etc...).
Il nous semble également important, de maintenir voire intensifier l'animation scientifique du
nouveau SNO pour accélérer le processus de "fusion" des deux dispositifs pré-existants.
Pour ces raisons, nous demandons à l'INSU un soutien récurrent de 50 k€ par an. Nous
souhaitons, pour des raisons pratiques maintenir deux centres de dépenses à Toulouse (via
l'OMP) et à Créteil (via l'OSU EFLUVE). Dans la mesure où l'INSU n'ouvre plus d'appel
d'offre à équipements "mi-lourds", les instruments complémentaires devant être acquis feront
l'objet de demande de financement occasionnelles au travers de programmes de recherche
déposes par les PI et Co-PI du SNO et à l'adresse des laboratoires des PI et du SOERE
ATMO.
Utilisation des ressources financières :
dépenses récurrentes prévues pour 2015-2019
Nature**
Montant (k€/an) commentaire
Missions, petit 20
INSU-OSU
matériel
EFLUVE
Fonctionnement
sites,
petit
matériel
Fonctionnement
labo
analyse
chimique
TOTAL
30
21
71
INSU-OSU
OMP
Contrat
OMP
Par an
UPS-
dépenses occasionnelles
Nature
Montant (k€) commentaire
Station autonome de 9
Projet
SPC
prélèvement
NILDAE
d'aérosol (Bambey)
Collecteur MTX
5
Projet
SPC
NILDAE
Jouvence TEOM
36
Animation
scientifique Dépôts
20
Photomètre (Lamto)
Collecteur passifs
gaz
et
pluie
(Bambey)
Mission installation
à Lamto
TEOM (Lamto)
TOTAL
36
15
SOERE ATMO
LA
15
LISA
20
156
OSU EFLUVE
88
Projet
SPC
NILDAE
LEFE-CHATEC2CO