Alors que certains pays s’en dotent déjà et que d’autres s’y intéressent de très près, la France n’a pas encore entamé de véritable étude sur les bâtiments porte-drones à l’heure où les engins robotisés de tous types, tant pour des usages civils que militaires, commencent à révolutionner la connaissance et la surveillance des mers, comme la guerre navale. Fort de ce constat, Christophe Pipolo et Marc Grozel, directeur de recherches et chercheur associé à La Vigie, cosignent un article dans lequel ils exposent la pertinence et les enjeux, pour la France, de disposer de ce type de navire. Une opportunité technologique et opérationnelle, mais aussi une question de souveraineté nationale et européenne. Cet article permet de poser les bases d’un réel débat. Cela, à moins de six mois du salon Euronaval, dont les organisateurs annoncent déjà une très forte présence des systèmes dronisés, illustrant le caractère devenu incontournable de ces engins. Afin de donner le maximum d’écho à ce sujet important et d’un commun accord entre les trois rédactions, cet article est publié simultanément sur les sites de Mer et Marine, Marine & Océans et La Vigie.

Nous le rééditons ici, vue son importance. Merci aux auteurs
JPB pour europesolidaire.eu

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En novembre 2023, la marine portugaise a commandé́ au constructeur néerlandais Damen, le João II, un navire porte-drones désigné́ sous l’appellation de bâtiment de soutien multifonctions (MPSS [1]), prévu d’entrer en service en 2026. De son côté, peu après l’admission au service actif du porte-hélicoptères TCG [2] Anadolu [3], la Turquie a annoncé, en l’absence de chasseurs embarqués, sa vocation à mettre en œuvre des drones aériens. Parallèlement, les marines des États-Unis, du Royaume Uni, du Japon et de l’Italie s’intéressent au sujet.

Afin d’éviter un décrochage technologique qui pourrait se traduire par un abandon de souveraineté, par absence de décision, il est nécessaire de s’interroger sur la pertinence du concept d’emploi d’une telle unité et de mesurer les enjeux du développement et de l’acquisition par la France de ce type de navire.

Dans le même temps, notre pays – tout comme l’Europe – manque cruellement d’un drone MALE de surveillance maritime pour assurer la surveillance globale d’un vaste espace maritime à la merci de contestataires désinhibés en mal d’expansion.

Dès lors, concevoir un navire porte-drones, capable d’opérer des véhicules autonomes de tous types (UUV [4], USV [5] et UAV [6]) qui puisse, à moyen terme, mettre en œuvre un drone MALE de surveillance maritime apparaît comme un moyen de rattraper le temps perdu. S’agit-il d’un nouveau gadget, d’un porte-avions low-cost ou d’une future classe de bâtiment de la flotte, que l’on désignera dans cet article sous l’acronyme de BPD/M pour Bâtiment Porte-Drones Multistandards [7] ?

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Le MPSS João II portugais et le TCG Anadolu turc

Le João II est donné pour un déplacement de 7 000 t – un peu plus qu’une FREMM [8] (6 278 t) mais trois fois moins qu’un PHA du type Mistral (21 300 t) – une longueur de 107 m, une largeur de 20 m et un tirant d’eau de 5,5 m. Son pont plat continu, long de 96 m et large de 20 m, doté d’un îlot sur tribord, permet de mettre en œuvre des drones aériens ainsi que des hélicoptères tels que l’Augusta Westland EH-101 « Merlin » (10,5 t [9]) en service au sein de la Force Aérienne Portugaise. Il pourra également mettre en œuvre le chasseur Lockheed F-35B VTOL [10], en nombre limité, sans qu’il puisse être exploité à sa masse maximale au décollage de 25 t et sans pouvoir l’abriter dans aucun des hangars du navire en raison de ses dimensions, ce qui limitera ses capacités opérationnelles.

L’îlot abrite deux hangars. Celui de l’avant, ouvrant latéralement sur le pont d’envol, sera réservé aux UAV. L’autre, situé à l’arrière, abritera un hélicoptère de 10 t ainsi que des installations de maintenance. Le João II sera équipé de deux ascenseurs situés à l’avant de l’îlot. Il disposera de logements et d’installations médicales. Il est également conçu pour mettre en œuvre des drones de surface et des drones sous-marins (USV, UUV). D’une vitesse maximale de 18 nœuds pour une vitesse de croisière de 14 nœuds, son endurance à la mer devrait atteindre 45 jours. L’équipage de manœuvre du navire est fixé à 48 marins auxquels s’ajouteront quelques 52 autres pour la mise en œuvre et l’exploitation des drones. Au-delà de cet équipage opérationnel, le navire pourra accueillir 200 personnes supplémentaires pour des missions temporaires.

À ce stade, la marine portugaise envisage d’utiliser ce bâtiment pour des missions hydro-océanographiques, de recherche et de sauvetage, de gestion de crises, d’assistance humanitaire et de soutien en cas de catastrophe naturelle (HADR [11]) ainsi que des opérations de soutien de la flotte.

Le TCG Anadolu est deux fois plus long que le João II (232 m) pour un tonnage triple (27 000 t). Son design, issu des chantiers Navantia, est dérivé du porte-aéronefs espagnol Juan Carlos et des LHD [12] australiens de la classe Canberra. L’Anadolu était initialement dédié à la mise en œuvre du F-35B mais le Congrès américain a suspendu la participation turque à ce programme en 2018, en raison de l’acquisition par la Turquie, membre de l’OTAN, de systèmes anti-aériens russes de la série S-400. Tout en achevant sa construction, la Turquie décide alors de l’adapter en porte-drones chargé de mettre en œuvre les drones ISR [13] et d’attaque de type Baykar TB3 (1,450 t, CU [14] 280 kg) et Baykar Kizilelma (3,5 t, réacteur, CU 1,5 t). Bien que ces UAV poursuivent leurs essais en vols, aucun d’eux n’a encore apponté tandis que leur système de lancement et de récupération n’a pas encore été dévoilé. En l’état, le TCG Anadolu demeure un simple porte-hélicoptères.

Quels drones aériens pour un BPD/M ?

Bien que les drones aériens légers, à vocation tactique, aient récemment démontré leur efficacité en opérations, ils demeurent limités en capacités d’emport, d’endurance et de vitesse d’exploitation. L’amélioration de ces caractéristiques nécessite de considérer des vecteurs aériens plus volumineux, appartenant à la catégorie des drones MALE [15].

À ce stade, la famille des drones MALE recouvre deux grandes catégories : les drones MALE de surveillance équipés de senseurs propres à l’identification, la surveillance et la reconnaissance (ISR) et les drones MALE armés, auxquels on ajoute aux charges précédentes : missiles, bombes, torpilles et autres munitions. Bien qu’il existe des drones MALE combinant ces deux fonctions, la spécialisation laisse entrevoir des capacités de rupture : qu’il s’agisse de la surveillance globale d’un théâtre d’opérations aéromaritimes ou de la mise en oeuvre des drones ISR armés, qu’il convient de distinguer des essaims d’aéronefs de combat collaboratif sans pilote (Collaborative Combat Aircraft ou Loyal Wingman) destinés à accompagner les avions de chasse, embarqués ou non, de la prochaine génération.

Actuellement, la majorité des UAV embarqués à bord de navires sont de type VTOL. Ils disposent d’une masse moyenne, comprise entre 200 kg pour le Schiebel S-100 et 3 t pour le MQ-8C « Fire Scout » de Northrop Grumman. L’accroissement des capacités d’emport, des vitesses d’exploitation et de l’endurance nécessite d’atteindre des masses de l’ordre de 3 à 5 t et d’opter pour des voilures fixes de grande envergure. Dans cette perspective, la Royal Navy a expérimenté en novembre 2023, à bord du porte-aéronefs HMS Prince of Wales (284 m – 70 600 t), le drone Mojave de conception américaine (envergure 17 m, masse 3,2 t). De même, l’Italie a fait part de son intention d’équiper son unique porte-aéronefs en service, le CVH Cavour (244m, 35 000 t), ainsi que ses futurs bâtiments, avec des drones Mojave.

Alors que la société General Atomics, leader mondial des MALE, développe avec le Mojave une solution de type STOL [16], elle propose simultanément à l’US Navy une version STOL du MQ-9B Sea Guardian pour ses porte-avions et les LHA de la classe USS America (257 m, 45 000 t), initialement conçus pour la mise en œuvre des chasseurs F-35. La déclinaison embarquée de ce drone MALE de surveillance maritime demeure encore au stade expérimental alors que le MQ-9B, opérationnel depuis décembre 2022, est mis en œuvre et exploité depuis la terre par les garde-côtes du Japon et fait l’objet d’expérimentations au sein de l’US Navy, de l’US Coast-Guard et de la marine grecque.

Ainsi, on estime qu’un MALE d’une masse de 3 à 5 t peut emporter une charge utile de 1,5 t ce qui permet d’associer capteurs (tourelle EO/IR, radar, guerre électronique [17]) et effecteurs (armes, munitions, bouées acoustiques...) en fonction des missions (surveillance maritime, identification et reconnaissance, lutte antisurface, lutte sous la mer, recherche et sauvetage…). Au-delà d’une voilure fixe de grande envergure, d’un train d’atterrissage renforcé et d’une cellule adaptée à l’environnement marin, l’exploitation de ces UAV nécessite la production en vol d’une puissance électrique importante.

Pour les MALE embarqués, l’emploi d’un carburant lourd est indispensable. Ces contraintes, auxquelles s’ajoutent les exigences liées à l’autonomie du vecteur aérien, imposent de recourir à des turbopropulseurs, en attendant la mise au point de moteurs à énergie décarbonée.

Actuellement, un tel drone MALE ne pourrait être mis en œuvre par un PHA de la classe Mistral, en raison d’une vitesse maximale du navire trop faible et d’une envergure de l’UAV trop importante. Ces drones pourraient être mis en œuvre à partir du PA Charles de Gaulle mais leur embarquement viendrait en réduction du nombre de chasseurs du groupe aérien embarqué.

Pour autant, quel que soit le type de MALE embarqué, il est clair qu’ils ne rempliront jamais les missions des avions de chasse d’un groupe aérien capable de projeter depuis la mer une puissance militaire incomparable.

Quel BPD/M pour embarquer un drone MALE ?

Le facteur dimensionnant de la conception d’un BPD/M est sa dimension aérienne. Bien que la mise en œuvre d’UUV et d’USV nécessite des systèmes de mise à l’eau et de récupération (LARS [18]) performants, en cours de développement, faire décoller et apponter un drone MALE nécessite de disposer d’un système de lancement et de récupération qui reste à concevoir et à produire. Pour autant, des solutions techniques low-cost pour des systèmes pré-ATOLS et ATOLS[19] se profilent.

Un examen rapide de l’architecture du navire – considérant une marge de 20 m en bout de pont pour le décollage, une marge de 30 à 50 m avant l’engagement du système de freinage ainsi qu’une longueur de décollage de 100 m – aboutit à un bâtiment d’une longueur comprise entre 150 et 170 m. La largeur de la plateforme d’envol dépendra de la solution technique retenue qui sera limitée par la largeur des bassins de construction et de maintenance, de l’espace nécessaire au navire amarré à quai et du tonnage maximum d’une unité dont le coût et le tonnage devront être les moins élevés possibles.

Ces caractéristiques dessinent un bâtiment plus long qu’une frégate de la classe Horizon et d’une largeur supérieure. Elles permettent d’installer un hangar alimenté par deux ascenseurs pour assurer les mouvements aviations.

Un tel navire doit être en mesure d’évoluer entre 15 et 20 nœuds, en vitesse de croisière, et capable d’atteindre 25 à 30 nœuds lors des manœuvres aviation. En ce qui concerne la résilience aux menaces, un design adapté et un armement de défense anti-aérienne rapprochée pourraient suffire, compte tenu du rôle attendu de cette unité en opération gestion de crise de basse intensité ou de son intégration au sein d’une force navale lors d’un engagement de haute intensité. Pour simplifier sa conception, ce bâtiment ne disposerait pas de radier.

Ces choix ont pour objectif de maîtriser les coûts de conception, d’acquisition et de possession ainsi que d’optimiser la production industrielle du BPD/M, en autorisant la coopération internationale permise par sa modularité et un concept d’emploi évolutif, ajustable aux missions spécifiées par l’acquéreur. Un tel navire pourrait embarquer deux flottilles d’UAV, composées de 8 à 10 appareils : l’une dédiée aux missions ISR/GE ; l’autre dédiée aux frappes à la mer ou contre la terre.

Quelles missions pour un BPD/M ?

Compte tenu de sa conception, un tel navire n’a pas vocation à remplacer un porte-avions doté d’un groupe aérien embarqué, disposant d’un équipage et de pilotes entrainés au commandement et au combat naval de haute intensité. Néanmoins, sa vitesse lui permettrait de se déplacer de 300 à 480 nq par jour, et de couvrir avec ses drones MALE un volume ISR conséquent. On estime que le contrôle d’un MALE volant à 6 500 pieds peut être assuré jusqu’à 100 nq d’un bâtiment contrôleur, en portée directe (LOS [20]). Une liaison sécurisée de contrôle et de transmission des données par satellite viendrait accroitre la portée de détection au prix de modifications sur le navire porteur [21] et sur l’UAV [22] et d’un accroissement des coûts.

Ainsi, le BPD/M peut-il être considéré comme la première réalisation d’une nouvelle classe de bâtiments, d’un tonnage avoisinant les 10 000 tonnes, contribuant au renforcement des capacités opérationnelles des porte-aéronefs actuels. Il viendrait compléter l’escorte des bâtiments du Groupe Aéronaval, qui assurent ordinairement le soutien et la protection du porte-avions en opérations, avec des moyens d’engagement et de logistique opérationnelle renforcés, offrant une capacité de vigilance et de réaction accrue permettant ainsi de répondre à l’irruption durable de la menace constituée par les drones dans le combat naval contemporain.

Le binôme BPD/M – drone MALE de surveillance maritime n’a pas vocation à se substituer à une force d’aviation de patrouille maritime basée à terre, mais à contribuer, en temps quasi-réel, à la permanence de la maîtrise de l’information nécessaire au contrôle d’un vaste espace aéromaritime éloigné de la métropole tout en permettant d’assurer l’emploi coordonné et la maintenance des drones déployés en soutien d’une force navale en opérations. Cette nouvelle capacité duale, coordonnée avec les moyens existants, viendrait compléter celles offertes par l’exploitation des satellites d’observation et d’écoute, qu’ils soient géostationnaires ou déployés en orbite basse.

Le développement d’un UAV MALE de surveillance maritime embarqué repose sur la réalisation préalable d’un drone MALE exploité depuis la terre. Doté de capacités spécifiques, destinées à lui permettre de mener des opérations aéronavales de surveillance et d’engagement, adaptées aux espaces maritimes fermés ou semi-fermés, ils permettraient d’opérer en Méditerranée à la façon des drones américains et chinois qui manœuvrent actuellement en mer de Chine du Sud, aux abords de Taïwan ou encore en mer de Chine de l’est et en mer du Japon.

La France est-elle capable de développer un tel système ? À quelles conditions ?

Au-delà des facteurs nécessaires à la réalisation d’un projet combiné, la conception d’un BPD/M et de drones MALE embarqués de surveillance et d’intervention maritimes permet de définir un horizon stratégique, opérationnel, technologique et industriel dont les développements incrémentaux s’échelonneraient sur une quinzaine d’années.

Il permettrait d’identifier la chaine de valeur des entreprises françaises, de la start-up aux champions nationaux de la BITD en passant par les entreprises de toutes tailles, concernées par l’intégration des problématiques des drones aéromaritimes, civils et militaires, par la définition des standards d’un marché concurrentiel en pleine expansion ainsi que par le cadre des normes d’exploitation associées. Ces éléments sont jugés indispensables à l’affirmation d’une souveraineté stratégique nationale et européenne.

La production et l’exploitation d’une composante de drones MALE embarquée passe par le développement préliminaire d’une capacité de drones MALE à vocation maritime, mise en œuvre et contrôlée depuis la terre, permettant de renforcer la surveillance des approches maritimes du territoire national jusqu’en haute mer. Elle pousse à l’établissement d’une coordination de l’élaboration de la situation maritime d’intérêt national dans un cadre interministériel, en mesure de conforter la coopération internationale et multilatérale dans le domaine de la surveillance des espaces maritimes européens et mondiaux.

Alors que la compétition stratégique, technologique et industrielle entre Chinois et Américains s’aiguise dans l’espace Indo-Pacifique et que le recours aux drones MALE de surveillance maritime connait une accélération sans précédent avec l’arrivée à maturité de l’intelligence artificielle, la France, de son côté, dispose :

• de l’expertise de la conception et de la production de navires de fort tonnage à pont plat continu ainsi que de la maitrise des systèmes de combat interconnectés, capables d’échanger, d’intégrer et de présenter de manière synthétique, les données collectées par plusieurs capteurs mis en œuvre par des drones dans les trois dimensions ;
• du savoir-faire en matière de gestion de Data Centers, de traitement et de diffusion de données collectées assisté par l’intelligence artificielle ;
• du tissu industriel aéronautique adapté et d’entreprises engagées dans le développement de drones aériens de toutes dimensions, de capteurs et de munitions associés, dans un environnement ITAR Free ;
• de startups innovantes en mesure de développer les systèmes ATOLS pour UAV indispensables à l’appontage automatique des drones

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Si certaines entreprises sont en mesure d’engager la R&D initiale nécessaire sur leurs fonds propres, elles ont besoin d’une vision d’ensemble pour répartir leurs efforts financiers ainsi que d’une ingénierie économique et financière innovante, en attendant que les budgets de la défense remontent à 2% du PIB, en application de la LPM en vigueur, pour évoluer ensuite vers 3% du PIB, considéré comme le seuil de ressources nécessaire au rétablissement de forces armées conventionnelles capables de répondre aux exigences du combat de haute intensité contemporain, de moderniser notre force de dissuasion nucléaire et de rattraper notre retard en matière de veille et de production, technologiques et industrielles.

Il s’agit du prix estimé à payer pour dissuader ou être en mesure de faire face au le prochain conflit de haute intensité, avant qu’il ne se déclenche, avec des moyens adaptés au monde d’aujourd’hui, instable et dangereux en cette première moitié de 21ème siècle.

La surveillance maritime et la protection du territoire national dans la profondeur de ses approches maritimes, jusqu’en haute mer, n’étant pas l’apanage du seul ministère des Armées, la mise en place d’une organisation nationale ad hoc, tenant compte des acquis et de l’expérience de l’action de l’État en mer, pourrait notamment permettre d’identifier les modalités d’un financement interministériel adapté aux enjeux.

Un tel projet, relevant d’une vision politico-stratégique à moyen terme, jalonné de réalisations emblématiques sur les 15 prochaines années, serait de nature à provoquer l’effet d’entraînement indispensable à toute réalisation d’ampleur et à mobiliser les énergies d’une nation. Englobant dans une même perspective, le territoire national de métropole et d’outre-mer, ce projet aurait de surcroît le mérite d’incarner, comme pour d’autres projets de même nature, l’esprit de défense ainsi que de contribuer concrètement à la préservation de la souveraineté nationale comme de l’autonomie stratégique européenne, toutes deux menacées.

Cet article de Christophe Pipolo et Marc Grozel est publié simultanément sur Mer et Marine, Marine & Océans Magazine et La Vigie 

[1] MPSS : Multi-Purpose Support Ship

[2] TCG : Tükiye Cumhuriyeti Gemisi (Navire de la République de Turquie)

[3] TCG Anadolu : Admission au service actif 10 avril 2023 – tonnage, 27 000 tonnes – longueur, 232 m

[4] UUV : Unmanned Underwater Vehicle

[5] USV: Unmanned Surface Vehicle

[6] UAV : Unmanned Air Vehicle

[7] BPD/M ou MUC/V en anglais, pour : Multipurpose Unmanned Vehicles Carrier-Vessel

[8] FREMM : FREgate Multi Missions

[9] Les masses d’aéronefs indiquées dans cet article désignent la MTOW : Maximum Take Off Weight, en tonnes

[10] F-35B VTOL (Vertical Take Off and Landing), en service ou commandés par l’US Marine Corps, la marine italienne, les forces d’autodéfense japonaises, la Fleet Air Arm britannique et les forces aériennes singapouriennes

[11] HADR : Humanitarian Assistance and Disaster Relief

[12] LHD : Landing Helicopter Deck

[13] ISR : Identification Surveillance and Reconnaissance

[14] CU : Charge Utile

[15] MALE : Moyenne Altitude Longue Endurance

[16] STOL: Short Take Off and Landing

[17] EW : Electronic Warfare, Elint/Comint

[18] LARS : Launch And Recovery System

[19] ATOLS : Automatic Take Of and Landing System

[20] LOS : Line Of Sight

[21] Antenne satellite, compatibilité électromagnétique

[22] Antenne et radôme satellite, émetteur spécifique, aérodynamisme

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C’est l’une des clés de la décarbonation de l’industrie et des transports. Elle permettrait aussi de renforcer la souveraineté énergétique de la France. Pourtant, la production d’hydrogène décarboné a pris du retard. Pourquoi ? Quels freins reste-t-il à lever ? Comment produire à des prix compétitifs ? La France peut-elle tirer son épingle du jeu ? Voici quelques éléments de réponse…

En 2025, l’État français a revu ses objectifs en matière d’hydrogène décarboné. Il cible désormais 4,5 GW de puissance de production par électrolyse installée dans le pays d’ici 2030, contre 6,5 GW initialement prévus. Et 8 GW d’ici 2035 (contre 10 GW attendus jusqu’ici). En raison d’un développement du marché et des technologies moins rapide qu’espéré — Photo : AA+W – stock.adobe.com

En France, on n’a pas de pétrole, mais aura-t-on bientôt un hydrogène décarboné, compétitif et en grande quantité ? L’enjeu est de taille pour décarboner des pans entiers de l’industrie et du transport, voire même renforcer la souveraineté énergétique de la France.

L’hydrogène joue un double rôle dans l’économie. D’abord comme matière première pour l’industrie. Il sert par exemple comme ingrédient pour la production d’engrais. Et intervient aussi dans le processus de raffinage du pétrole. L’industrie chimique et le raffinage concentrent d’ailleurs l’essentiel des usages. Sachant que la production française d’hydrogène reste aujourd’hui obtenue en très grande partie à partir d’énergies fossiles comme le gaz naturel, le potentiel de décarbonation (avec un hydrogène issu d’énergies renouvelables notamment) s’avère donc important.

« 77 % des entreprises de l’industrie lourde intéressées »

Une récente étude du cabinet de conseil Capgemini révèle qu’à l’échelle mondiale « 62 % des entreprises de l’industrie lourde, tous secteurs confondus, envisagent de recourir à l’hydrogène bas carbone pour leurs activités à forte intensité énergétique ». Un chiffre qui monte même à 77 % en France.

Dans le domaine de la mobilité, l’hydrogène semble aussi être capable (dans certains cas) de balayer les moteurs thermiques brûlants des combustibles fossiles. Associé à une pile à combustible, un réservoir d’hydrogène permet aux motoristes d’atteindre cet objecticen…

Depuis des années, John Shears et Mensun Bound sont en effet en quête du plus grand trésor de la région. Et ce jour-là, au beau milieu de l’hostilité de l’océan Austral, ils sont sur le point de s’avouer vaincus. Descendus de leur brise-glace, ils font quelques pas sur la banquise, en réfléchissant à la façon d’annoncer au monde leur nouvel échec.

Le trésor en question est l’Endurance, célèbre trois-mâts goélette qui avait transporté Ernest Shackleton et son équipage de vingt-sept hommes jusqu’en Antarctique en 1914, avant d’être broyé par les glaces et englouti par la mer de Weddell. Cette expédition ratée – Shackleton était censé amarrer le navire et traverser le continent à pied – est devenue une épopée de la survie, mais aussi l’un des récits les plus détaillés de l’âge héroïque des explorations polaires. 

Nous le savons aujourd’hui, le Britannique sut réunir son équipage naufragé autour de lui et ils bravèrent ensemble les tempêtes, les engelures et l’épuisement de leurs provisions. Tous survécurent et leur histoire inspira d’innombrables livres et films. C’est toutefois leur navire en perdition qui en est venu à symboliser leur aventure homérique.

John Shears, fort de vingt-cinq ans d’expérience au British Antarctic Survey (le centre de recherche du Royaume-Uni sur l’Antarctique), et Mensun Bound, spécialiste de l’archéologie sous-marine à Oxford, sont déjà revenus bredouilles d’une précédente mission à la recherche du trois-mâts, organisée en 2019.

Contrairement à Shackleton, les deux hommes bénéficient d’outils modernes, tels que la surveillance des glaces par satellite, des hélicoptères lourds et des véhicules sous-marins dernier cri. Ils disposent aussi du S. A. Agulhas II, un brise-glace de 134 m à la coque d’acier, et d’un équipage chevronné. Mais le temps presse. L’hiver arrive : la banquise qui a emprisonné l’Endurance risque à tout moment d’immobiliser le brise-glace. Lequel devra repartir deux jours plus tard, au risque de se faire piéger.

L’Endurance était une merveille de 44 m, considérée comme l’un des navires les plus robustes de son temps. Il avait été construit avec de grands madriers de sapin norvégien, recouverts de planches en bois dur de Chlorocardium rodiei, et équipé d’une quille en chêne de 2 m d’épaisseur. En dépit de sa solidité, le bateau était conçu pour des navigations relativement tranquilles – emmener des hommes fortunés chasser l’ours polaire en lisière de la banquise arctique. Après avoir racheté le navire, Shackleton l’adapta pour qu’il accueille le matériel et l’équipage de sa future expédition, il ajouta des niches pour plusieurs dizaines de chiens de traîneau et changea le nom figurant sur la poupe. Pris dans la banquise pendant neuf mois, le gouvernail et l’étambot ont fini arrachés sous la pression des glaces, ouvrant des brèches où l’eau s’engouffra.

À 17 heures le 21 novembre 1915, les hommes, qui campaient sur un floe (plaque de banquise), observèrent avec horreur la poupe s’élever en l’air. « Le voilà parti, les gars », dit lapidairement Shackleton en voyant le navire s’enfoncer dans son tombeau glacé.

Personne ne pensait revoir l’Endurance. Des épaves, comme celles du Titanic ou du Bismarck, ont certes été retrouvées grâce à des technologies sous-marines de plus en plus perfectionnées. Mais explorer ce qui se trouvait sous la banquise en mer de Weddell présentait de telles difficultés techniques et financières qu’il semblait illusoire d’espérer retrouver le trois-mâts. Jusqu’à ce jour de 2018, où la Flotilla Foundation, organisation caritative néerlandaise de protection des milieux marins, a annoncé financer la toute première mission pour localiser l’épave. John Shears a été nommé chef d’expédition et Mensun Bound directeur de l’exploration de la mission, avec un départ prévu début 2019.

L’équipage disposait des meilleurs engins sous-marins d’Ocean Infinity, une entreprise américaine de robotique marine. Mais il a eu le plus grand mal à progresser en mer de Weddell, un des lieux les plus inhospitaliers de la planète. Suivre le pack – la banquise plus ou moins morcelée –, sa direction et sa vitesse d’une année à l’autre, restait une tâche à mi-chemin entre science et jeu de hasard. Et cibler la zone des fonds marins à ratisser nécessitait de se fier à des coordonnées notées un siècle plus tôt.

L’équipe a du reste été ralentie par des dysfonctionnements avant même d’arriver dans la zone de recherche. Lors du premier essai en eau profonde de leur robot sous-marin téléopéré (ROV) – relié au navire et équipé de caméras pour examiner l’épave –, la capsule renfermant le matériel électronique a implosé. Après une semaine à attendre en vain des pièces détachées, l’équipage n’avait plus le temps d’effectuer que deux plongées avec un drone sous-marin (AUV) ultramoderne, le Hugin 6000, équipé d’un puissant sonar à balayage latéral pour explorer les fonds marins sous la banquise. Son voyage inaugural a été un succès : il a arpenté sept des onze parcours préprogrammés dans le périmètre supposé abriter l’Endurance. Puis le robot d’une valeur de 6 millions de dollars s’est volatilisé. John Shears, Mensun Bound et l’équipage ont alors capitulé.

En août 2020, John Shears a reçu un appel de Donald Lamont, un ancien gouverneur des îles Malouines et le président du Falklands Maritime Heritage Trust, une organisation britannique chargée de préserver l’histoire de l’archipel et des mers avoisinantes. La fondation était prête à financer une nouvelle tentative et a engagé Nicolas Vincent comme chef adjoint d’expédition et directeur des opérations sous-marines.

Cet ingénieur français spécialisé dans la robotique sous-marine, l’un des plus expérimentés dans son domaine, a participé à la localisation de centaines de navires et d’avions naufragés. Avec son équipe, il a commencé par étudier attentivement le rapport détaillé de l’expédition de 2019. Et en a tiré une conclusion cruciale : il fallait utiliser un autre type d’engin. « Le Hugin 6000 est le véhicule [sous-marin] le plus efficace du monde », dit-il, mais pas pour une mission dans un environnement glacé.

Pour l’expédition suivante, Ocean Infinity a choisi deux Sabertooth de Saab, des AUV plus petits qui seraient reliés au navire par un câble à fibre optique protégé par une gaine en Kevlar.

Introduction

1. ‘énergie noire est souvent associée à la constante cosmologique, un terme introduit par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. Cette constante agit comme une pression négative qui s’oppose à l’attraction gravitationnelle. D’autres théories explorent des concepts comme la quintessence ou des modifications de la gravitation pour expliquer la nature de l’énergie noire. Les recherches sur l’énergie noire continuent d’évoluer, avec des projets comme l’Instrument spectroscopique pour l’énergie sombre (DESI) qui vise à mieux comprendre cette force mystérieuse. Les données récentes suggèrent que l’énergie noire pourrait ne pas être constante et que son impact pourrait diminuer au fil du temps, ce qui soulève de nouvelles questions sur la structure et l’évolution de l’univers.  R
2. En résumé, l’énergie noire demeure l’un des plus grands mystères de la cosmologie moderne, avec des implications profondes pour notre compréhension de l’univers et son destin.

1. ‘énergie noire est souvent associée à la constante cosmologique, un terme introduit par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. Cette constante agit comme une pression négative qui s’oppose à l’attraction gravitationnelle. D’autres théories explorent des concepts comme la quintessence ou des modifications de la gravitation pour expliquer la nature de l’énergie noire. Les recherches sur l’énergie noire continuent d’évoluer, avec des projets comme l’Instrument spectroscopique pour l’énergie sombre (DESI) qui vise à mieux comprendre cette force mystérieuse. Les données récentes suggèrent que l’énergie noire pourrait ne pas être constante et que son impact pourrait diminuer au fil du temps, ce qui soulève de nouvelles questions sur la structure et l’évolution de l’univers.  R

En résumé, l’énergie noire demeure l’un des plus grands mystères de la cosmologie moderne, avec des implications profondes pour notre compréhension de l’univers et son destin.

Pour en savoir plus

2. Depuis quelque six milliards d’années, l’expansion de l’Univers connaît une accélération qui serait provoquée par une mystérieuse composante appelée « énergie noire » (ou sombre). Mais de quoi s’agit-il exactement ? De nouvelles expériences visant à scruter le cosmos et auxquelles participent des chercheurs et chercheuses de l’Université Paris-Saclay, vont tenter de le déterminer au cours des prochaines années.

L’Univers s’est formé il y a environ 13,8 milliards d’années, à partir d’un point très dense et chaud qui est soudainement entré en expansion. C’est du moins ce que décrit la théorie du Big Bang. Dans les instants qui ont suivi, cet univers primordial a commencé à se refroidir, offrant des conditions propices à l’apparition des constituants de base de la matière, les quarks et les électrons, qui se sont très vite regroupés pour former les noyaux des futurs atomes, puis, quelques centaines de milliers d’années plus tard, les premiers atomes. Progressivement, cette matière s’est ensuite étendue et organisée jusqu’à donner naissance aux premières étoiles et galaxies et à toutes les structures que l’on connaît aujourd’hui. Depuis sa formation, l’Univers n’a donc eu de cesse d’évoluer. Mais comment ces étapes se sont-elles déroulées ? Et quels mécanismes animent cet immense ensemble ? Voici quelques-unes des questions auxquelles la cosmologie tente de répondre pour reconstituer le puzzle de cette histoire . Et ce puzzle comporte bien des inconnues, dont certaines n’ont fait leur apparition que récemment. L’énergie noire (ou sombre) est l’une d’entre elles.

Les scientifiques estiment aujourd’hui que l’Univers est constitué à 5 % de matière ordinaire, 25 % de matière noire et 70 % d’énergie noire. Un siècle plus tôt pourtant, aucune de ces deux dernières composantes ne faisait partie de l’équation. C’est dans les années 1930 que l’idée de matière noire naît lorsque l’astronome suisse Fritz Zwicky constate des anomalies dans les vitesses de rotation des objets au sein d’un amas de galaxies. Ces vitesses ne correspondent pas à la masse estimée de l’amas. La découverte n’attire pas l’attention et tombe dans l’oubli, avant de refaire surface quarante plus tard avec l’astronome américaine Vera Rubin qui fait un constat similaire à l’échelle des galaxies. Au fil des observations, les preuves s’accumulent : l’Univers semble constitué de bien plus de matière qu’il n’est possible d’en détecter. La matière noire, une matière hypothétique n’interagissant pas ou très peu avec la lumière, fait son entrée. Et l’énergie noire alors ? « Le concept est né en 1998 avec la découverte de l’accélération de l’expansion de l’Univers », explique Étienne Burtin, chercheur au Département de physique des particules (DPhP – Univ. Paris-Saclay/CEA) au CEA Paris-Saclay.

Une accélération révélée par des supernovæ

Jusque-là, on pensait que l’Univers était entièrement composé de matière, de matière ordinaire et de matière noire. Or, ce composant se manifeste par un effet gravitationnel qui attire les objets – les étoiles, les galaxies, etc. – les uns vers les autres. « Plus il y a de matière, plus la gravité est forte et retient les objets ensemble. On s’attendait donc à ce que l’Univers grandisse de moins en moins vite et qu’il y ait une relation directe entre cette décélération et la masse qui retient les structures », confirme Jérémy Neveu, enseignant-chercheur au Laboratoire de physique des deux infinis – Irène Joliot-Curie (IJCLab – Univ. Paris-Saclay/Univ. Paris-Cité/CNRS).

À la fin des années 1990, une équipe de scientifiques se met en tête de mesurer le ralentissement de l’expansion et ainsi d’estimer la densité de matière de l’Univers en observant des supernovæ de type Ia. Ces explosions d’étoiles arrivées en fin de vie ont la particularité d’émettre un flux lumineux relativement constant et connu. La quantité de lumière reçue par un observateur étant liée à sa distance avec l’astre émetteur, il est possible d’évaluer la distance des supernovæ à partir de l’intensité lumineuse observée. Et là, surprise : les supernovæ étudiées apparaissent bien plus éloignées que prévu. Peu après, un second groupe de chercheurs obtient des résultats similaires avec d’autres supernovæ. La communauté scientifique se rend à l’évidence : l’Univers est toujours en expansion et celle-ci s’accélère. Cette découverte – qui vaut en 2011 le prix Nobel de physique aux Américains Saul Permutter, Adam Riess et Brian P. Schmidt – « n’était pas totalement inattendue », précise Étienne Burtin. « Certaines recherches montraient qu’un univers uniquement composé de matière ne correspondait pas bien aux observations. »

© Atelier Corbin/Université Paris-Saclay

Comment expliquer cette accélération ? C’est ici que l’énergie noire entre en jeu. Cette composante agirait en s’opposant à la gravitation, en éloignant les objets des uns des autres. Selon les estimations, cette accélération « tardive » aurait démarré environ 6,5 milliards d’années après le Big Bang. « C’est un effet un peu étrange dû à l’expansion de l’Univers », précise Jérémy Neveu. « Au fur et à mesure que l’Univers grandit, la matière se dilue et devient moins forte pour ralentir l’expansion. L’énergie noire étant toujours là, elle finit par prendre le dessus et accélérer l’expansion. » Décrit ainsi, le processus semble simple. Mais les débats vont bon train quant à la nature exacte de cette composante. « Quand on parle d’énergie noire, on se surestime parce qu’on ne sait pas si c’est de l’énergie », souligne Étienne Burtin. En réalité, « on a simplement voulu mettre un mot sur un phénomène qu’on ne comprend pas et qui reste sujet à discussion ».

Constante cosmologique, quintessence… Des théories diverses

Depuis la découverte de cette accélération, diverses théories sur l’énergie noire ont vu le jour, dont certaines convainquent plus que d’autres. La première candidate est la constante cosmologique (ou constante lambda, Λ). Imaginée par Albert Einstein en 1917, cette dernière était intégrée aux équations de la relativité générale qui décrivent la façon dont la matière et l’énergie déforment l’espace-temps. Le physicien l’avait introduite « parce qu’il pensait que l’Univers était statique », précise Étienne Burtin. « Pour obtenir quelque chose de statique sans changer ses équations, il avait ajouté une constante cosmologique. » Mais après que les études ont confirmé un Univers dynamique et en expansion, Einstein abandonne finalement sa constante. Près d’un siècle plus tard, elle revient sur le devant de la scène avec l’énigme de l’énergie noire et le modèle Lambda-CDM. Celui-ci suppose que l’Univers inclut à la fois de la matière, appelée matière noire froide (Cold Dark Matter, CDM en anglais) et de l’énergie noire sous la forme d’une constante fondamentale (Lambda).

« C’est le modèle avec la puissance explicative la plus forte parce qu’il est très simple. Il suffit d’ajouter une constante aux équations pour presque expliquer l’accélération mesurée aujourd’hui », affirme le chercheur du DPhP. Presque, car des problèmes demeurent, notamment quant à la valeur de cette constante. Avec cette théorie, « l’énergie noire découlerait d’une énergie du vide. L’Univers est en expansion, ce qui crée du volume et chaque volume vient avec une énergie du vide ». Selon la physique quantique, le vide n’est en effet pas vide mais rempli de particules qui émergent et disparaissent aussi vite. « Le problème est qu’en estimant cette énergie avec le modèle standard de la physique des particules, on aboutit à des résultats 1055 à 10120 plus grands que ce qu’on mesure à partir des observations ! » Un bémol de taille pour la constante cosmologique.

Une autre piste suggère que l’énergie noire serait une entité dynamique, c’est-à-dire une composante variant en fonction du temps et de l’espace. Un modèle portant le nom de « quintessence » avance que la mystérieuse énergie serait la manifestation d’une nouvelle forme de force fondamentale induite par des particules inconnues. « Il existe aussi des théories dites de gravité modifiée qui supposent que la gravitation telle que décrite par le modèle de la relativité générale ne fonctionnerait pas à l’échelle cosmologique », ajoute le physicien. « L’énergie noire ne serait alors pas une nouvelle substance à ajouter à l’Univers mais plutôt une amélioration à apporter au modèle de gravité qu’on connaît. »

5 000 yeux robotisés en quête de l’énergie noire

La question de l’énergie noire s’est aujourd’hui changée en véritable enquête pour les cosmologistes. Si plusieurs expériences ont déjà fourni des indices, une nouvelle ère s’est récemment ouverte avec le lancement de trois missions d’envergure. La première est le projet DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) mené sur le télescope Mayall de l’observatoire Kitt Peak en Arizona (États-Unis). Mis en service en 2021, cet instrument est équipé d’un miroir de quatre mètres dont le plan focal est tapissé de 5 000 fibres optiques robotisées et reliées à dix spectrographes. « En une seule visée de télescope, DESI enregistre les spectres de 5 000 objets astrophysiques », se réjouit Étienne Burtin, membre de la collaboration internationale qui travaille sur l’instrument et regroupe plus de soixante-dix institutions. À titre de comparaison, le programme de relevés SDSS (Sloan Digital Sky Survey), qui a précédé DESI, captait « seulement » un millier d’objets à chaque observation. Surtout, il fonctionnait avec des plaques d’obturation qui devaient être changées manuellement. DESI offre « un gain de temps et d’infrastructure énorme », souligne le chercheur. 

Son objectif est d’observer des dizaines de millions de galaxies et de quasars – des objets très lumineux – afin de construire une carte tridimensionnelle détaillée de l’Univers. Avec ce relevé, « on veut retracer l’histoire de l’expansion de l’Univers et mesurer sa vitesse à différentes périodes au cours des onze derniers milliards d’années ». Pour réaliser ces mesures, les scientifiques font appel à un ingrédient particulier appelé oscillations acoustiques baryoniques (BAO en anglais) dont l’origine remonte à l’Univers primordial. À cette époque, l’Univers formait un plasma chaud et dense, rempli de particules en interaction, notamment de baryons (protons et neutrons), au sein duquel de petites fluctuations sont apparues. Celles-ci ont généré des ondes de pression, des surdensités de matière, qui se sont propagées de proche en proche jusqu’à se figer avec le refroidissement de l’Univers et la formation des premiers atomes. Des milliards d’années plus tard, ce phénomène a laissé des empreintes dans la distribution spatiale des galaxies offrant une « règle cosmique » aux scientifiques. « Depuis qu’elles sont figées, ces surdensités subissent seulement l’expansion de l’Univers. Elles nous fournissent une échelle de distance caractéristique pour mesurer la vitesse à laquelle l’Univers s’est étendu jusqu’à maintenant », appuie Étienne Burtin. 

En une année de fonctionnement, les spectrographes de DESI ont révélé la distance de plus de six millions de galaxies et de quasars dont la lumière a mis entre un et onze milliards d’années pour parvenir jusqu’à la Terre. Et ce premier échantillon s’avère précieux pour tester les différentes théories envisagées. En avril 2024, une première étude indique que les observations de DESI semblent appuyer le modèle Lambda-CDM et donc l’existence d’un Univers incluant matière et énergie noires. En revanche, elle met en évidence des déviations suggérant des variations de l’énergie noire au cours de l’histoire de l’Univers. « Ces observations sont intéressantes parce que si l’énergie noire varie au cours du temps, cela exclut la possibilité d’une constante cosmologique. Mais nous avons besoin d’analyser davantage de données pour avoir des résultats plus forts », décrypte Étienne Burtin. En novembre 2024, une seconde étude confirme que la gravité se comporterait bien en adéquation avec le modèle de la relativité générale aux échelles cosmologiques, ce qui tendrait à écarter la piste d’une gravité modifiée. 

DESI, dont la mission doit se poursuivre jusqu’en 2026, est la première expérience spectroscopique à se faire entièrement à l’aveugle. Pour chaque étude, les scientifiques travaillent sur des données modifiées afin d’éviter les biais susceptibles d’orienter leur interprétation. « La position des galaxies et des quasars que nous analysons est modifiée de façon cohérente pour cacher les paramètres cosmologiques sous-jacents », témoigne le physicien. « C’est très important pour que l’analyse soit honnête. Cela nous donne aussi plus de confiance dans les résultats. » L’équipe planche actuellement sur les trois premières années de données de DESI et devrait publier son analyse en mars 2025. 

Un télescope spatial en guise de détective cosmique

Si DESI ouvre la voie, l’instrument n’est pas seul dans cette sombre quête. « Ce qui est intéressant dans notre domaine, c’est la combinaison des expériences. Chacune nous dit quelque chose mais c’est en combinant tous les résultats qu’on obtient réellement des informations », souligne Étienne Burtin. Depuis juillet 2023, une autre expérience unique en son genre s’est installée dans l’espace, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre : le télescope spatial Euclid. Opéré par l’Agence spatiale européenne (ESA), l’engin a pour mission d’observer 1,5 milliard de galaxies situées jusqu’à dix milliards d’années-lumière (9,46 x 1012 kilomètres), sur un tiers de la voûte céleste. « Cela représente environ 15 000 degrés carrés », détaille Martin Kilbinger, chercheur au Département d’astrophysique (DAp – Univ. Paris-Saclay/CEA) du CEA Paris-Saclay et membre du consortium international de plus de 2 500 scientifiques qui travaillent sur le télescope. 

Euclid embarque deux instruments, un imageur visible (en anglais Visible Instrument, VIS) et un spectro-imageur infrarouge (en anglais Near-Infrared Spectrometer and Photometer, NISP), pour observer les galaxies. Grâce au VIS, les cosmologistes étudient ce qu’on appelle l’effet de lentille gravitationnelle. « La lumière provenant des galaxies ne voyage pas exactement en ligne droite », éclaire le chercheur. « Elle est déviée par la matière qui se trouve sur sa route et qui déforme l’espace-temps. Cela crée de petites distorsions dans les images des galaxies. On parle de cisaillement gravitationnel. » En soumettant les observations à des algorithmes, il est possible de mesurer ces distorsions mais aussi de déterminer la distribution de la matière qui les provoque. De la même façon, ces mesures ouvrent une fenêtre sur l’évolution de cette matière en fonction du temps ainsi que sur les potentiels effets de l’énergie noire. Dans cette mission, Euclid a un avantage de taille comparé à d’autres instruments : il se trouve dans l’espace, ses observations ne sont donc pas gênées par l’atmosphère terrestre très turbulente qui induit ses propres effets sur les images des galaxies. 

Le second instrument, NISP, s’intéresse quant à lui à un autre phénomène appelé décalage vers le rouge (redshift en anglais). Lorsque les galaxies s’éloignent, les ondes lumineuses qu’elles émettent se décalent dans le spectre vers des longueurs d’onde plus grandes, donc vers le rouge. En analysant ce décalage, il est possible de mesurer la distance des galaxies lointaines ainsi que leur mouvement. Grâce à la combinaison de VIS et NISP, dont les données vont être analysées à l’aveugle, les scientifiques projettent de dresser leur propre carte 3D de l’Univers à différentes périodes afin de retracer son histoire. L’une des forces d’Euclid réside « dans l’énorme quantité de données qu’il nous livre sur les galaxies », souligne Martin Kilbinger. « Nous voulons comparer les observations avec les modèles et leurs prédictions théoriques sur l’expansion de l’Univers, le taux de matière, la constante Λ, etc. » 

© Atelier Corbin/Université Paris-Saclay

Quelle théorie sur l’énergie noire va tirer son épingle du jeu grâce à Euclid ? Il est encore trop tôt pour le dire. Bien que le télescope ait livré de premières images spectaculaires fin 2023, son relevé principal n’a démarré qu’à l’été 2024, en raison de problèmes techniques ayant retardé les opérations. « Nous avons commencé à analyser les six premiers mois de données », indique le cosmologiste. « Nous publierons les résultats principaux en 2026 et je suis assez convaincu que nous sortirons des contraintes sur la constante Λ comme DESI l’a fait. » Si DESI semble discréditer la constante cosmologique, c’est pourtant celle qui convainc le plus le chercheur : « Je suis plutôt pessimiste, je ne pense pas que l’énergie noire va être une vraie découverte ». Preuve que la question de l’existence de cette mystérieuse énergie partage encore les scientifiques qui attendent avec impatience les prochaines mesures. 

La plus grande caméra astronomique jamais construite

Pour Jérémy Neveu, à l’IJCLab, « l’énergie noire est aujourd’hui la question la plus importante dans le domaine cosmologique ». D’ailleurs, il ne cache pas son enthousiasme à voir certains résultats contredire la piste la plus simple de la constante cosmologique. Mais l’enquête n’en est qu’à ses prémices. Pour résoudre l’énigme, l’enseignant-chercheur participe lui aussi à un projet d’envergure mondiale : l’observatoire Vera C. Rubin qui livrera ses premières images au printemps 2025. Perché à quelque 2 700 m d’altitude, sur une montagne du Chili, cet observatoire abrite trois miroirs qui lui confèrent un champ d’observation très large : une surface équivalente à quarante fois celle de la pleine Lune. Là n’est pas sa seule particularité puisqu’il est également équipé de la plus grande caméra astronomique jamais construite – un dispositif de la taille d’une petite voiture -, dotée d’une résolution de 3,2 milliards de pixels et de six filtres de couleurs. 

« Avec l’observatoire Vera C. Rubin, on a essayé de construire le télescope au sol le plus complet pour faire de la cosmologie moderne », appuie Jérémy Neveu. « L’objectif est de regarder l’Univers sous toutes ses coutures. Nous allons traquer la présence de l’énergie noire et de la matière noire en observant les supernovæ de type Ia, en regardant la répartition de la matière et en étudiant notamment l’effet de lentille gravitationnelle. Ce télescope est l’un des premiers construits pour faire cette mesure. » Grâce à ses instruments, l’expérience Legacy Survey of Space and Time (LSST) prévoit de produire, toutes les trois à quatre nuits, un relevé complet du ciel de l’hémisphère sud, à raison de 800 clichés par nuit. 

« Pour donner un ordre de grandeur, la découverte de 1998 s’est faite avec une quarantaine de supernovæ Ia. Aujourd’hui, on en répertorie environ 2 000. Le LSST prévoit d’en collecter 100 000 en dix années de mission. Et ces supernovæ ne seront pas seulement plus nombreuses, elles seront aussi mieux mesurées », souligne Jérémy Neveu. « L’avantage de cet observatoire est qu’il scanne la totalité du ciel en trois jours. Comme une supernova dure en moyenne un à deux mois, cela donne de grandes chances d’en observer beaucoup et de multiplier les observations d’une même supernova. » En dix ans, quelque dix-sept milliards d’étoiles et vingt milliards de galaxies s’ajouteront à l’inventaire observé par LSST pour éclairer la face sombre de l’Univers, mais pas seulement. 

Avec l’observatoire chilien, comme avec DESI ou Euclid, les scientifiques espèrent aussi avancer sur d’autres questions cosmologiques encore non résolues à ce jour telles que la masse des neutrinos ou la tension sur la constante de Hubble qui désigne la différence obtenue lorsque l’on calcule la vitesse d’expansion de l’Univers avec deux méthodes différentes. « La question de l’énergie noire est intéressante parce qu’elle ouvre la voie vers d’autres énigmes de l’histoire de l’Univers primordial telles que l’inflation », cette phase d’expansion très rapide survenue durant l’enfance de l’Univers, renchérit Étienne Burtin qui réfléchit déjà aux missions post-DESI. Que ces missions inédites aboutissent ou non à une véritable découverte concernant l’énergie noire, « la cosmologie a sans aucun doute de belles années devant elle », conclut Jérémy Neveu.

Références :

• DESI Collaboration et al., DESI 2024 VII: Cosmological Constraints from the Full-Shape Modeling of Clustering Measurements, arXiv, 2024.
• Scaramella et al., Euclid preparation: I. the Euclid Wide Survey, Astronomy and Astrophysics, 2022.
• Neveu et al., On the importance of Earth’s atmosphere for SNIa precision cosmology, arXiv, 2024.

S’appuyantFort de ce constat, Christophe Pipolo et Marc Grozel, directeur de recherches et chercheur associé à La Vigie, cosignent un article dans lequel ils exposent la pertinence et les enjeux, pour la France, de disposer de ce type de navire. Une opportunité technologique et opérationnelle, mais aussi une question de souveraineté nationale et européenne. Cet article permet de poser les bases d’un réel débat.

Cela, à moins de six mois du salon Euronaval, dont les organisateurs annoncent déjà une très forte présence des systèmes dronisés, illustrant le caractère devenu incontournable de ces engins. Afin de donner le maximum d’écho à ce sujet important et d’un commun accord entre les trois rédactions, cet article est publié simultanément sur les sites de Mer et Marine, Marine & Océans et La Vigie.

En novembre 2023, la marine portugaise a commandé́ au constructeur néerlandais Damen, le João II, un navire porte-drones désigné́ sous l’appellation de bâtiment de soutien multifonctions (MPSS [1]), prévu d’entrer en service en 2026. De son côté, peu après l’admission au service actif du porte-hélicoptères TCG [2] Anadolu [3], la Turquie a annoncé, en l’absence de chasseurs embarqués, sa vocation à mettre en œuvre des drones aériens. Parallèlement, les marines des États-Unis, du Royaume Uni, du Japon et de l’Italie s’intéressent au sujet.

Afin d’éviter un décrochage technologique qui pourrait se traduire par un abandon de souveraineté, par absence de décision, il est nécessaire de s’interroger sur la pertinence du concept d’emploi d’une telle unité et de mesurer les enjeux du développement et de l’acquisition par la France de ce type de navire.

Dans le même temps, notre pays – tout comme l’Europe – manque cruellement d’un drone MALE de surveillance maritime pour assurer la surveillance globale d’un vaste espace maritime à la merci de contestataires désinhibés en mal d’expansion.

Dès lors, concevoir un navire porte-drones, capable d’opérer des véhicules autonomes de tous types (UUV [4], USV [5] et UAV [6]) qui puisse, à moyen terme, mettre en œuvre un drone MALE de surveillance maritime apparaît comme un moyen de rattraper le temps perdu. S’agit-il d’un nouveau gadget, d’un porte-avions low-cost ou d’une future classe de bâtiment de la flotte, que l’on désignera dans cet article sous l’acronyme de BPD/M pour Bâtiment Porte-Drones Multistandards [7] ?

***

Le MPSS João II portugais et le TCG Anadolu turc

Le João II est donné pour un déplacement de 7 000 t – un peu plus qu’une FREMM [8] (6 278 t) mais trois fois moins qu’un PHA du type Mistral (21 300 t) – une longueur de 107 m, une largeur de 20 m et un tirant d’eau de 5,5 m. Son pont plat continu, long de 96 m et large de 20 m, doté d’un îlot sur tribord, permet de mettre en œuvre des drones aériens ainsi que des hélicoptères tels que l’Augusta Westland EH-101 « Merlin » (10,5 t [9]) en service au sein de la Force Aérienne Portugaise. Il pourra également mettre en œuvre le chasseur Lockheed F-35B VTOL [10], en nombre limité, sans qu’il puisse être exploité à sa masse maximale au décollage de 25 t et sans pouvoir l’abriter dans aucun des hangars du navire en raison de ses dimensions, ce qui limitera ses capacités opérationnelles.

L’îlot abrite deux hangars. Celui de l’avant, ouvrant latéralement sur le pont d’envol, sera réservé aux UAV. L’autre, situé à l’arrière, abritera un hélicoptère de 10 t ainsi que des installations de maintenance. Le João II sera équipé de deux ascenseurs situés à l’avant de l’îlot. Il disposera de logements et d’installations médicales. Il est également conçu pour mettre en œuvre des drones de surface et des drones sous-marins (USV, UUV). D’une vitesse maximale de 18 nœuds pour une vitesse de croisière de 14 nœuds, son endurance à la mer devrait atteindre 45 jours. L’équipage de manœuvre du navire est fixé à 48 marins auxquels s’ajouteront quelques 52 autres pour la mise en œuvre et l’exploitation des drones. Au-delà de cet équipage opérationnel, le navire pourra accueillir 200 personnes supplémentaires pour des missions temporaires.

À ce stade, la marine portugaise envisage d’utiliser ce bâtiment pour des missions hydro-océanographiques, de recherche et de sauvetage, de gestion de crises, d’assistance humanitaire et de soutien en cas de catastrophe naturelle (HADR [11]) ainsi que des opérations de soutien de la flotte.

Le TCG Anadolu turcest deux fois plus long que le João II (232 m) pour un tonnage triple (27 000 t). Son design, issu des chantiers Navantia, est dérivé du porte-aéronefs espagnol Juan Carlos et des LHD [12] australiens de la classe Canberra. L’Anadolu était initialement dédié à la mise en œuvre du F-35B mais le Congrès américain a suspendu la participation turque à ce programme en 2018, en raison de l’acquisition par la Turquie, membre de l’OTAN, de systèmes anti-aériens russes de la série S-400. Tout en achevant sa construction, la Turquie décide alors de l’adapter en porte-drones chargé de mettre en œuvre les drones ISR [13] et d’attaque de type Baykar TB3 (1,450 t, CU [14] 280 kg) et Baykar Kizilelma (3,5 t, réacteur, CU 1,5 t). Bien que ces UAV poursuivent leurs essais en vols, aucun d’eux n’a encore apponté tandis que leur système de lancement et de récupération n’a pas encore été dévoilé. En l’état, le TCG Anadolu demeure un simple porte-hélicoptères.

Quels drones aériens pour un BPD/M ?

Bien que les drones aériens légers, à vocation tactique, aient récemment démontré leur efficacité en opérations, ils demeurent limités en capacités d’emport, d’endurance et de vitesse d’exploitation. L’amélioration de ces caractéristiques nécessite de considérer des vecteurs aériens plus volumineux, appartenant à la catégorie des drones MALE [15].

ref nouveaudrone

À ce stade, la famille des drones MALE recouvre deux grandes catégories : les drones MALE de surveillance équipés de senseurs propres à l’identification, la surveillance et la reconnaissance (ISR) et les drones MALE armés, auxquels on ajoute aux charges précédentes : missiles, bombes, torpilles et autres munitions. Bien qu’il existe des drones MALE combinant ces deux fonctions, la spécialisation laisse entrevoir des capacités de rupture : qu’il s’agisse de la surveillance globale d’un théâtre d’opérations aéromaritimes ou de la mise en oeuvre des drones ISR armés, qu’il convient de distinguer des essaims d’aéronefs de combat collaboratif sans pilote (Collaborative Combat Aircraft ou Loyal Wingman) destinés à accompagner les avions de chasse, embarqués ou non, de la prochaine génération.

Actuellement, la majorité des UAV embarqués à bord de navires sont de type VTOL. Ils disposent d’une masse moyenne, comprise entre 200 kg pour le Schiebel S-100 et 3 t pour le MQ-8C « Fire Scout » de Northrop Grumman. L’accroissement des capacités d’emport, des vitesses d’exploitation et de l’endurance nécessite d’atteindre des masses de l’ordre de 3 à 5 t et d’opter pour des voilures fixes de grande envergure. Dans cette perspective, la Royal Navy a expérimenté en novembre 2023, à bord du porte-aéronefs HMS Prince of Wales (284 m – 70 600 t), le drone Mojave de conception américaine (envergure 17 m, masse 3,2 t). De même, l’Italie a fait part de son intention d’équiper son unique porte-aéronefs en service, le CVH Cavour (244m, 35 000 t), ainsi que ses futurs bâtiments, avec des drones Mojave.

Alors que la société General Atomics, leader mondial des MALE, développe avec le Mojave une solution de type STOL [16], elle propose simultanément à l’US Navy une version STOL du MQ-9B Sea Guardian pour ses porte-avions et les LHA de la classe USS America (257 m, 45 000 t), initialement conçus pour la mise en œuvre des chasseurs F-35. La déclinaison embarquée de ce drone MALE de surveillance maritime demeure encore au stade expérimental alors que le MQ-9B, opérationnel depuis décembre 2022, est mis en œuvre et exploité depuis la terre par les garde-côtes du Japon et fait l’objet d’expérimentations au sein de l’US Navy, de l’US Coast-Guard et de la marine grecque.

Ainsi, on estime qu’un MALE d’une masse de 3 à 5 t peut emporter une charge utile de 1,5 t ce qui permet d’associer capteurs (tourelle EO/IR, radar, guerre électronique [17]) et effecteurs (armes, munitions, bouées acoustiques...) en fonction des missions (surveillance maritime, identification et reconnaissance, lutte antisurface, lutte sous la mer, recherche et sauvetage…). Au-delà d’une voilure fixe de grande envergure, d’un train d’atterrissage renforcé et d’une cellule adaptée à l’environnement marin, l’exploitation de ces UAV nécessite la production en vol d’une puissance électrique importante.

Pour les MALE embarqués, l’emploi d’un carburant lourd est indispensable. Ces contraintes, auxquelles s’ajoutent les exigences liées à l’autonomie du vecteur aérien, imposent de recourir à des turbopropulseurs, en attendant la mise au point de moteurs à énergie décarbonée.

Actuellement, un tel drone MALE ne pourrait être mis en œuvre par un PHA de la classe Mistral, en raison d’une vitesse maximale du navire trop faible et d’une envergure de l’UAV trop importante. Ces drones pourraient être mis en œuvre à partir du PA Charles de Gaulle mais leur embarquement viendrait en réduction du nombre de chasseurs du groupe aérien embarqué.

Pour autant, quel que soit le type de MALE embarqué, il est clair qu’ils ne rempliront jamais les missions des avions de chasse d’un groupe aérien capable de projeter depuis la mer une puissance militaire incomparable.

Quel BPD/M pour embarquer un drone MALE ?

Le facteur dimensionnant de la conception d’un BPD/M est sa dimension aérienne. Bien que la mise en œuvre d’UUV et d’USV nécessite des systèmes de mise à l’eau et de récupération (LARS [18]) performants, en cours de développement, faire décoller et apponter un drone MALE nécessite de disposer d’un système de lancement et de récupération qui reste à concevoir et à produire. Pour autant, des solutions techniques low-cost pour des systèmes pré-ATOLS et ATOLS[19] se profilent.

Un examen rapide de l’architecture du navire – considérant une marge de 20 m en bout de pont pour le décollage, une marge de 30 à 50 m avant l’engagement du système de freinage ainsi qu’une longueur de décollage de 100 m – aboutit à un bâtiment d’une longueur comprise entre 150 et 170 m. La largeur de la plateforme d’envol dépendra de la solution technique retenue qui sera limitée par la largeur des bassins de construction et de maintenance, de l’espace nécessaire au navire amarré à quai et du tonnage maximum d’une unité dont le coût et le tonnage devront être les moins élevés possibles.

Ces caractéristiques dessinent un bâtiment plus long qu’une frégate de la classe Horizon et d’une largeur supérieure. Elles permettent d’installer un hangar alimenté par deux ascenseurs pour assurer les mouvements aviations.

Un tel navire doit être en mesure d’évoluer entre 15 et 20 nœuds, en vitesse de croisière, et capable d’atteindre 25 à 30 nœuds lors des manœuvres aviation. En ce qui concerne la résilience aux menaces, un design adapté et un armement de défense anti-aérienne rapprochée pourraient suffire, compte tenu du rôle attendu de cette unité en opération gestion de crise de basse intensité ou de son intégration au sein d’une force navale lors d’un engagement de haute intensité. Pour simplifier sa conception, ce bâtiment ne disposerait pas de radier.

Ces choix ont pour objectif de maîtriser les coûts de conception, d’acquisition et de possession ainsi que d’optimiser la production industrielle du BPD/M, en autorisant la coopération internationale permise par sa modularité et un concept d’emploi évolutif, ajustable aux missions spécifiées par l’acquéreur. Un tel navire pourrait embarquer deux flottilles d’UAV, composées de 8 à 10 appareils : l’une dédiée aux missions ISR/GE ; l’autre dédiée aux frappes à la mer ou contre la terre.

Quelles missions pour un BPD/M ?

Compte tenu de sa conception, un tel navire n’a pas vocation à remplacer un porte-avions doté d’un groupe aérien embarqué, disposant d’un équipage et de pilotes entrainés au commandement et au combat naval de haute intensité. Néanmoins, sa vitesse lui permettrait de se déplacer de 300 à 480 nq par jour, et de couvrir avec ses drones MALE un volume ISR conséquent. On estime que le contrôle d’un MALE volant à 6 500 pieds peut être assuré jusqu’à 100 nq d’un bâtiment contrôleur, en portée directe (LOS [20]). Une liaison sécurisée de contrôle et de transmission des données par satellite viendrait accroitre la portée de détection au prix de modifications sur le navire porteur [21] et sur l’UAV [22] et d’un accroissement des coûts.

Ainsi, le BPD/M peut-il être considéré comme la première réalisation d’une nouvelle classe de bâtiments, d’un tonnage avoisinant les 10 000 tonnes, contribuant au renforcement des capacités opérationnelles des porte-aéronefs actuels. Il viendrait compléter l’escorte des bâtiments du Groupe Aéronaval, qui assurent ordinairement le soutien et la protection du porte-avions en opérations, avec des moyens d’engagement et de logistique opérationnelle renforcés, offrant une capacité de vigilance et de réaction accrue permettant ainsi de répondre à l’irruption durable de la menace constituée par les drones dans le combat naval contemporain.

Le binôme BPD/M – drone MALE de surveillance maritime n’a pas vocation à se substituer à une force d’aviation de patrouille maritime basée à terre, mais à contribuer, en temps quasi-réel, à la permanence de la maîtrise de l’information nécessaire au contrôle d’un vaste espace aéromaritime éloigné de la métropole tout en permettant d’assurer l’emploi coordonné et la maintenance des drones déployés en soutien d’une force navale en opérations. Cette nouvelle capacité duale, coordonnée avec les moyens existants, viendrait compléter celles offertes par l’exploitation des satellites d’observation et d’écoute, qu’ils soient géostationnaires ou déployés en orbite basse.

Le développement d’un UAV MALE de surveillance maritime embarqué repose sur la réalisation préalable d’un drone MALE exploité depuis la terre. Doté de capacités spécifiques, destinées à lui permettre de mener des opérations aéronavales de surveillance et d’engagement, adaptées aux espaces maritimes fermés ou semi-fermés, ils permettraient d’opérer en Méditerranée à la façon des drones américains et chinois qui manœuvrent actuellement en mer de Chine du Sud, aux abords de Taïwan ou encore en mer de Chine de l’est et en mer du Japon.

La France est-elle capable de développer un tel système ? À quelles conditions ?

Au-delà des facteurs nécessaires à la réalisation d’un projet combiné, la conception d’un BPD/M et de drones MALE embarqués de surveillance et d’intervention maritimes permet de définir un horizon stratégique, opérationnel, technologique et industriel dont les développements incrémentaux s’échelonneraient sur une quinzaine d’années.

Il permettrait d’identifier la chaine de valeur des entreprises françaises, de la start-up aux champions nationaux de la BITD en passant par les entreprises de toutes tailles, concernées par l’intégration des problématiques des drones aéromaritimes, civils et militaires, par la définition des standards d’un marché concurrentiel en pleine expansion ainsi que par le cadre des normes d’exploitation associées. Ces éléments sont jugés indispensables à l’affirmation d’une souveraineté stratégique nationale et européenne.

La production et l’exploitation d’une composante de drones MALE embarquée passe par le développement préliminaire d’une capacité de drones MALE à vocation maritime, mise en œuvre et contrôlée depuis la terre, permettant de renforcer la surveillance des approches maritimes du territoire national jusqu’en haute mer. Elle pousse à l’établissement d’une coordination de l’élaboration de la situation maritime d’intérêt national dans un cadre interministériel, en mesure de conforter la coopération internationale et multilatérale dans le domaine de la surveillance des espaces maritimes européens et mondiaux.

Alors que la compétition stratégique, technologique et industrielle entre Chinois et Américains s’aiguise dans l’espace Indo-Pacifique et que le recours aux drones MALE de surveillance maritime connait une accélération sans précédent avec l’arrivée à maturité de l’intelligence artificielle, la France, de son côté, dispose :

• de l’expertise de la conception et de la production de navires de fort tonnage à pont plat continu ainsi que de la maitrise des systèmes de combat interconnectés, capables d’échanger, d’intégrer et de présenter de manière synthétique, les données collectées par plusieurs capteurs mis en œuvre par des drones dans les trois dimensions ;
• du savoir-faire en matière de gestion de Data Centers, de traitement et de diffusion de données collectées assisté par l’intelligence artificielle ;
• du tissu industriel aéronautique adapté et d’entreprises engagées dans le développement de drones aériens de toutes dimensions, de capteurs et de munitions associés, dans un environnement ITAR Free ;
• de startups innovantes en mesure de développer les systèmes ATOLS pour UAV indispensables à l’appontage automatique des drones

***

Si certaines entreprises sont en mesure d’engager la R&D initiale nécessaire sur leurs fonds propres, elles ont besoin d’une vision d’ensemble pour répartir leurs efforts financiers ainsi que d’une ingénierie économique et financière innovante, en attendant que les budgets de la défense remontent à 2% du PIB, en application de la LPM en vigueur, pour évoluer ensuite vers 3% du PIB, considéré comme le seuil de ressources nécessaire au rétablissement de forces armées conventionnelles capables de répondre aux exigences du combat de haute intensité contemporain, de moderniser notre force de dissuasion nucléaire et de rattraper notre retard en matière de veille et de production, technologiques et industrielles.

Il s’agit du prix estimé à payer pour dissuader ou être en mesure de faire face au le prochain conflit de haute intensité, avant qu’il ne se déclenche, avec des moyens adaptés au monde d’aujourd’hui, instable et dangereux en cette première moitié de 21ème siècle.

La surveillance maritime et la protection du territoire national dans la profondeur de ses approches maritimes, jusqu’en haute mer, n’étant pas l’apanage du seul ministère des Armées, la mise en place d’une organisation nationale ad hoc, tenant compte des acquis et de l’expérience de l’action de l’État en mer, pourrait notamment permettre d’identifier les modalités d’un financement interministériel adapté aux enjeux.

Un tel projet, relevant d’une vision politico-stratégique à moyen terme, jalonné de réalisations emblématiques sur les 15 prochaines années, serait de nature à provoquer l’effet d’entraînement indispensable à toute réalisation d’ampleur et à mobiliser les énergies d’une nation. Englobant dans une même perspective, le territoire national de métropole et d’outre-mer, ce projet aurait de surcroît le mérite d’incarner, comme pour d’autres projets de même nature, l’esprit de défense ainsi que de contribuer concrètement à la préservation de la souveraineté nationale comme de l’autonomie stratégique européenne, toutes deux menacées.

Cet article de Christophe Pipolo et Marc Grozel est publié simultanément sur Mer et Marine, Marine & Océans Magazine et La Vigie 

Le Béarn est le seul porte-avions en service dans la Marine nationale française jusqu’en 1945 (date du passage sous pavillon français du Dixmude).

C’était initialement la cinquième unité du dernier type de cuirassés dreadnought de la classe Normandie mise sur cale avant la Première Guerre mondiale et jamais achevée. Seul le Béarn sera achevé après la Première Guerre mondiale, avant le démantèlement des coques inachevées des quatre autres unités.

Dans un premier temps, le nom de Vendée avait été envisagé.

Historique

Une mise en service tardive

Peu avant la Première Guerre mondiale, les expérimentations sur le bâtiment-base d’aviation Foudre sont interrompues, la Marine nationale française donnant la priorité à l’hydravion, et quatre petits avisos sont transformés en transports d’hydravions en 1914 et 1915. À la fin de la guerre, l’aviation maritime réduit ses effectifs : la plupart des avions sont démantelés et les bases terrestres sont réduites à sept . Toutefois, les expérimentations continuent. En 1920, une plate-forme est installée sur l’aviso Bapaume, à partir de laquelle est menée une série de décollages de biplans Hanriot HD.12, Nieuport 21 et Nieuport 32. À la même époque, la société Levasseur commence à produire les premiers bombardiers-torpilleurs susceptibles d’être navalisés, comme le biplan Levasseur PL 2 (dérivé de l’AT.1 terrestre) dont la Marine nationale française commande neuf exemplaires, livrés à partir de 1925.

Une nouvelle délégation française se rend au Royaume-Uni où elle visite notamment le HMS Argus. Il s’agit d’un ancien paquebot transatlantique transformé en porte-avions. C’est le premier bâtiment conçu dès l’origine de sa refonte à disposer d’un pont d’envol continu, duquel opèrent 20 avions depuis le 6 septembre 1918. Impressionnés, les membres de la mission recommandent que la coque du cuirassé Béarn de classe Normandie, inachevée à cause de la guerre, soit mise à disposition de la Marine nationale pour en faire un porte-avions. Le programme naval du 1^er janvier 1920 prévoyait deux bâtiments porte-avions et la transformation de deux cuirassés de la classe Normandie en porte-avions. Les réalités budgétaires ont raison de cet ambitieux projet et il est décidé de doter seulement le Béarn d’un hangar de 100 × 30 mètres et d’un pont d’envol de 180 mètres de long.

Le lancement du Béarn a lieu à La Seyne-sur-Mer le 15 avril 1920 et, du 20 octobre 1920 au printemps 1921, est effectuée une série de décollages, tout d’abord celui du lieutenant de vaisseau Paul Teste pilotant un Hanriot, puis de Sopwith 1A2, Hanriot HD 2 et Hanriot HD.3. La loi-programme du 18 avril 1922 décide sa transformation en « bâtiment porte-avions d’escadre » en application du traité naval de Washington, qui limite les armements maritimes de ses cinq signataires : les États-Unis, le Royaume-Uni, le Japon la France et l’Italie. La France est mécontente du traité, déclarant qu’elle a droit à une flotte plus importante que celle de l’Italie, puisque devant maintenir une flotte à la fois dans l’Atlantique et la Méditerranée et un peu partout dans le monde où elle possède des colonies.

Contrairement à l’US Navy et la Royal Navy, la Marine nationale française ne hâte pas pour autant la modification du Béarn : du contrat, signé le 4 août 1923 au commissionnement, le 1^er mai 1928, il s’écoule cinq ans durant lesquels la Marine nationale se contente de quelques hydravions. Enfin, le 3 mai 1928, quelques bombardiers légers biplans Levasseur PL.4, premiers avions français construits en série pour être mis en œuvre depuis un porte-avions, se posent sur le Béarn avant d’entamer des manœuvres conjointes avec l’Armée de terre française.

Le Béarn entre choix de l’avion embarqué et refontes

La « Flottille d’aviation du Béarn » se compose de 3 escadrilles, l’une de chasse (la 7C1), l’autre de bombardement et torpillage (la 7B1), la dernière de reconnaissance et surveillance (la 7S1). En ce qui concerne les chasseurs, l’expérience malheureuse des Lévy-Biche (Levasseur) LB.2 et le vieillissement des Dewoitine D.1C1 contraint la Marine nationale à se tourner vers le monoplan terrestre Wibault 74, qu’elle commande à 60 exemplaires et qui reste en service de 1932 à 1938. Pour ce qui est des bombardiers-torpilleurs, elle reste attachée à la formule biplan avec le Levasseur PL 2 (1926), le PL 4 (1930), le PL 7 (équivalent au Blackburn Ripon britannique) puis le PL 10 et sa version améliorée PL 101 (1933).

Suivant l’intérêt de l’US Navy et de la Luftwaffe pour les bombardiers en piqué, les services techniques de l’aéronautique demandent en 1932 à Nieuport de concevoir un monomoteur d’attaque destiné au Béarn. Les deux prototypes du Nieuport 140 à aile en « W » sont perdus en mars 1935 et mai 1936 et le constructeur étudie sur fonds propres le Loire-Nieuport LN 401 hélas sous-motorisé, mais commandé à 66 exemplaires par la Marine nationale pour remplacer ses PL.7. La construction d’une version plus puissante (le Loire-Nieuport LN 402) reste sans lendemain.

En 1938, la Marine reçoit 19 chasseurs monoplan Dewoitine D.373, déjà obsolètes à leur mise en service et déficients au niveau de la motorisation, ce qui entraîne deux interdictions de vol, dont la seconde est retardée dans l’attente de la livraison des Potez 631 le 22 décembre 1939. À la veille de la guerre, les bureaux d’études travaillent dans la hâte aux Latécoère/Breguet Laté 299 et Laté 675. Finalement, dépitée par ces déboires, la Marine se tourne vers le monoplan américain Vought V-156F Vindicator livré à 51 exemplaires à partir de juillet 1939^[1].

Par ailleurs, les refontes à répétition du Béarn (une première en 1930–1933, une seconde en 1934–1935), n’aident pas à la permanence à la mer d’un groupe aéronaval, d’autant que le bâtiment est trop lent (21,5 nœuds) pour remplir son rôle (alors que ses homologues britanniques qui sont des croiseurs de bataille transformés en porte-avions, filent une trentaine de nœuds) et que ses ascenseurs sont inadaptés, le reléguant à une plate-forme d’entraînement et de transport.

Activité opérationnelle

Fin des années 1920

Ayant pris armement le 5 décembre 1927, le Béarn entre en service le 1^er mai 1928. Il est affecté (hors rang) à la 1^re escadre en Méditerranée. Une semaine après, le porte-avions embarque l’escadrille de reconnaissance 7S1 et l’escadrille de bombardement 7B1, toutes deux équipées d’avions Levasseur PL.4. Ce soir-là, le Béarn embarque une commission sénatoriale de trois personnes pour une tournée d’information, en Corse et en Tunisie, qui dure jusqu’au 20 mai. Le 27 mai, l’Escadrille 7C1, équipée de chasseurs Lévy-Biche LB.2, s’envole pour une croisière vers l’Atlantique et la Manche, visitant en cours de route les ports du Maroc (protectorat français). Le 20 juin, le Béarn participe à un exercice au cours duquel la 1^re escadre attaque les défenses de Lorient et effectue des débarquements amphibies. Le 3 juillet le porte-avions participe, au Havre, à la revue navale de la flotte passée par le président de la République, Gaston Doumergue. L’escadre se rend dans les ports normands – période au cours de laquelle un LB.2 est contraint d’amerrir – avant de retourner en Bretagne le 20 juillet. L’escadre appareille pour Toulon le 29 juillet, non sans que le Béarn ne soit détourné vers Santander, en Espagne, pour recevoir la visite du roi Alfonse XIII. Après une courte visite en Algérie, le porte-avions rentre à Toulon le 4 août. André Jubelin, futur amiral et pionnier de l’Aéronavale, sert à bord du bâtiment pendant cette période, bien qu’il ne soit pas encore qualifié pilote d’aéronautique. C’est au cours de cette croisière que les inconvénients de la faible vitesse du porte-avions apparaissent. Alors qu’il opérait avec la flotte, il dut faire route (inverse) contre le vent pour lancer deux avions et il lui fallut une heure et quart à une vitesse de 16 nœuds pour rejoindre l’escadre, malgré la faible vitesse moyenne (de 12 nœuds) de cette dernière.

Entre le 12 octobre et le 9 novembre, le Béarn effectue une courte croisière d’entraînement en Corse et en Afrique du Nord française pour qualifier les pilotes. Limité par des pénuries d’avions (les LB.2 étaient hors service) et par le manque de pilotes expérimentés, l’escadrille 7C1 n’a mis en œuvre que deux chasseurs Dewoitine D.1, la 7S2 trois PL.4 et la 7B1 quatre PL.4. Entre elles, les trois escadrilles n’ont rassemblé que sept pilotes.

Le 27 octobre 1929, au mouillage à Agadir, le Béarn emploie ses avions au-dessus des territoires dissidents du Sud-marocain. Cette action constitue sa première opération de guerre^[2].

Début des années 1930

En décembre 1929, le porte-avions commence un carénage au cours duquel la partie avant du pont d’envol est inclinée de 4,5 degrés vers le bas ; ce qui constituait une première étape pour permettre aux avions d’apponter au-dessus de sa proue (donc à l’envers du sens de marche normal). De plus, le système d’origine de frein par sacs de sable est remplacé par deux prototypes d’engrenage d’arrêt à commande mécanique. Une fois le carénage terminé, en mai, le Béarn utilise du 4 au 16 mai ses hydravions CAMS 37 pour mener des essais d’évaluation de la visibilité en immersion du sous-marin Requin. Du 27 mai au 10 juillet, le bâtiment participe à des exercices en Méditerranée occidentale et au large des côtes marocaines. Quelques mois plus tard, le porte-avions navigue sur la côte atlantique du Maroc, effectuant quelques missions de reconnaissance dans le sud du Maroc à la fin octobre pour intimider les tribus berbères rebelles et visitant Dakar, l’Afrique occidentale française, Madère et les îles Canaries. Au cours de cette croisière, un seul chasseur Wibault 74 est testé.

Lors du carénage du Béarn de décembre 1929 à avril 1930, l’inclinaison vers le bas de l’avant du pont d’envol a été modifiée pour correspondre aux 4,5 degrés de celle de l’arrière. Le 8 mai, le porte-avions avait à bord 10 D.1, 5 LB.2, 16 PL.4 et 3 CAMS 37. Deux jours plus tard, il participe à la revue navale de la 1^re escadre à Alger par Gaston Doumergue qui commémore le centenaire de la conquête française de l’Algérie. À son retour à Toulon le 14 juin, les LB.2 sont remplacés par des D.1, en attendant la livraison des Wibault 74 en commande. Fin décembre, la 7B1 commence à pratiquer des simulations de largage de torpilles. Le bombardier torpilleur Levasseur PL.7 avait été livré à la 7B1 lorsque le Béarn accompagnait la 1^re escadre lors de sa croisière nord-africaine du 8 mai au 24 juin. Il est réaménagé à la fin de l’année 1930.

En avril 1932, le Levasseur PL.10 remplace le PL.4 dans la 7S1. Le 3 avril, le porte-avions reçoit la visite de François Piétri, ministre de la Défense nationale. À ce moment-là, la 7C1 faisait modifier ses nouveaux Wibault 74 et ne pouvait pas participer à la croisière de l’escadre en Méditerranée orientale du 15 avril au 25 juin. Les PL.10 font leurs premiers appontages le 20 juillet. Le bâtiment est transféré à la 1^re escadre de ligne en octobre. Le mois suivant, une inspection critique l’état de préparation au combat du Béarn car limité alors à une vitesse de 15 nœuds. En 1933, l’effectif de chaque escadrille passe de six à neuf appareils, à l’exception de l’escadrille de chasse qui passe à dix. Lors de la croisière de la 1^re escadre en Afrique du Nord, du 3 mai au 24 juin, les escadrilles du Béarn s’entraînent à la recherche et à l’attaque des navires ennemis depuis une base terrestre et, quelques jours plus tard à la mi-mai, utilisent Oran (Algérie), pour pratiquer le tir sur cible. Quelques mois plus tard, les PL.10 de la 7B1 s’entraînent à attaquer des cuirassés escortés par des destroyers le 20 juillet. Quelques semaines plus tard, le 5 août, le porte-avions participe à une revue navale passée par Pierre Cot, ministre de l’Air. Le Béarn est mis hors service d’août à novembre, période pendant laquelle la 7S1 passe du PL.10 au PL.101, une version améliorée du même avion.

Milieu des années 1930

1934–1935 Reconstruction

Le porte-avions est engagé dans la guerre d’Espagne avec le Commandant Teste. Dès octobre 1936, il appuie les cuirassés de l’escadre patrouillant face à l’Espagne^[2], dans le cadre de la non-intervention puis des actions décidées à la Conférence de Nyon.

Seconde Guerre mondiale

De septembre 1939 à avril 1940, le porte-avions est associé à l’un des groupes de chasse, désignés par des lettres, qui donnent la chasse aux “corsaires” de surface de la Kriegsmarine : le groupe I avec le HMS Eagle dans l’Océan Indien, le groupe K avec le HMS Ark Royal est basé à Freetown pour l’Atlantique Sud, le groupe L avec le Béarn dans l’Atlantique Nord, le groupe M avec le HMS Hermes à Dakar^[3].

En mai 1940, il participe à l’évacuation de l’or de la Banque de France destiné à payer les avions achetés aux États-Unis et au convoyage des mêmes appareils vers la France ; au moment où la France succombe, le Béarn et le croiseur école Jeanne d’Arc étaient présents à Halifax, ayant embarqué un total de 44 Curtiss SBC-4 Helldiver, 23 Curtiss H-75, 6 Brewster B-339 et 33 Stinson 105 mais ils sont déroutés vers les Antilles lors de l’armistice du 22 juin 1940. Le Béarn fut démilitarisé et mis en gardiennage en Martinique durant trois ans conformément à la neutralité du Régime de Vichy vis-à-vis des États-Unis. Repris par les Forces navales françaises libres, il appareille à la remorque le 8 septembre 1943 pour une refonte aux États-Unis au Chantier naval Avondale près de La Nouvelle-Orléans où il va être transformé en transport d’avions. Il reste en Louisiane jusqu’au 30 décembre 1944, date à laquelle il appareille pour la Base navale de Norfolk terminer sa transformation. Il en sort avec un radar, une DCA plus importante, entre autres équipements, et est camouflé aux standards de l’US Navy. En mars 1945, il disposait d’une DCA portée à 4 pièces de 127 mm, 24 de 40 mm, et 26 de 20 mm. Le 3 mars, le Béarn est à New York où il reçoit des avions et appareille dans un convoi à destination de Casablanca. Le 13 mars 1945, il aborde accidentellement un transport de troupes américains (31 morts sur le transport, 4 sur le Béarn) ; il relâche aux Açores puis à Casablanca où il arrive le 25 mars. Il commence une période d’indisponibilité jusqu’au 19 juillet 1945^[4].

Après-guerre

Après la guerre, il contribue à transporter l’aviation destinée au Corps expéditionnaire français en Extrême-Orient (CEFEO) en Indochine française avant la Guerre d’Indochine. Le 23 juillet 1946, il est stocké à Toulon sur les quais de l’angle Robert près de la Lorraine puis, affecté au GASM (Groupe d’action sous-marine) le 9 décembre 1948, il sert de bâtiment base pour les sous-mariniers, amarré dans la darse des sous-marins jusqu’au 1^er novembre 1966. En 1967, il est définitivement retiré du service et vendu à des démolisseurs italiens^[4].

Installations d’aviation

• pont d’envol : 180 × 27 m
• deux hangars (superposés, l’inférieur étant destiné à la maintenance et aux réparations des appareils) : 124 × 19,5 m
• trois ascenseurs axiaux
• cinq brins d’arrêt :

À l’origine, dans les années 1920, le lest sur les brins d’arrêt est un système de sacs de sable, il est remplacé par des freins mécaniques à friction de type Schneider et Cie-Fieux lors d’une refonte de décembre 1928 à mars 1929^[5].

• système de levage : grue de 12 t
• carburant aviation : 115 856 litres d’essence d’avion.

f Wikipédia

Alme dévoile la présence de la vie partout dans l’Uunivers
12 août 2025,

Interview: Dr. Kamber Schwarz, Postdoctoral Researcher at Max Planck Institute for Astronomy Heidelberg – TechieTonics

Dans le silence glacé de l’espace, à plus de 1 300 années-lumière de notre planète bleue, se joue peut-être l’une des histoires les plus fascinantes de la science moderne. Au cœur de la constellation d’Orion, une jeune étoile baptisée V883 Orionis livre ses secrets les plus intimes aux télescopes terrestres, révélant un trésor chimique d’une importance capitale pour comprendre l’origine de la vie.

Une chimie complexe au berceau des étoiles

Ce que les chercheurs ont découvert défie l’entendement : pas moins de 17 molécules organiques complexes tourbillonnent dans le disque de matière qui entoure cette protoétoile naissante. Parmi elles, l’éthylène glycol et le glycolonitrile, deux composés chimiques que les biologistes connaissent bien puisqu’ils constituent les précurseurs directs des éléments fondamentaux de l’ADN et de l’ARN.

Cette découverte, fruit du travail minutieux d’une équipe dirigée par Abubakar Fadul de l’Institut Max Planck d’astronomie, représente bien plus qu’une simple curiosité scientifique. Elle bouleverse littéralement notre compréhension de la distribution de la matière organique dans le cosmos et ouvre des perspectives vertigineuses sur l’omniprésence potentielle de la vie.

La révolution d’une théorie établie

Jusqu’à présent, la communauté scientifique adhérait à un modèle relativement pessimiste concernant la survie des molécules organiques lors de la formation stellaire. Les astronomes considéraient que les processus violents accompagnant la naissance des étoiles – éruptions de plasma, radiations intenses, températures extrêmes – détruisaient inexorablement la plupart des composés organiques complexes accumulés dans les nuages interstellaires.

Cette vision impliquait que seuls de rares systèmes planétaires, dans des conditions exceptionnellement favorables, pouvaient reconstituer localement ces briques chimiques essentielles. La vie apparaissait alors comme un phénomène d’une rareté extraordinaire, fruit de circonstances quasi miraculeuses.

Kamber Schwarz, co-auteur de l’étude et astrochimiste réputé, résume parfaitement le paradigme qui vient de s’effondrer : « Il semble maintenant que ce soit le contraire de ce que nous pensions. Nos observations suggèrent que les disques protoplanétaires héritent directement de molécules complexes issues de phases antérieures, et que leur enrichissement chimique se poursuit même pendant la formation du système. 

L’œil perçant d’ALMA révèle l’invisible

Cette révolution conceptuelle n’aurait pas été possible sans les performances extraordinaires de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, plus connu sous l’acronyme ALMA. Ce réseau de 66 radiotélescopes, perché dans l’aridité du désert chilien, possède une sensibilité inégalée pour détecter les signatures radio des molécules organiques dans l’espace.

C’est grâce à cet instrument d’exception que les chercheurs ont pu identifier les raies d’émission caractéristiques de ces 17 molécules organiques. Un exploit technique remarquable, rendu possible par un phénomène naturel inattendu : les éruptions périodiques de V883 Orionis génèrent suffisamment de chaleur pour sublimer les glaces du disque protoplanétaire, libérant dans l’espace les composés organiques qui y étaient piégés.

×Un continuum chimique de l’espace aux planètes

Les implications de cette découverte, rapportée dans he Astrophysical Journal Letters, dépassent largement le cadre de l’astronomie pure. Si ces résultats se confirment, ils établissent l’existence d’une continuité chimique directe entre les vastes nuages moléculaires interstellaires et les systèmes planétaires achevés. Cette « ligne droite d’enrichissement chimique », pour reprendre les termes de Fadul, transformerait radicalement notre perception de la probabilité d’émergence de la vie dans l’univers.

Au lieu d’être un accident cosmique rarissime, la vie pourrait représenter une conséquence quasi inévitable de l’évolution chimique naturelle de la matière interstellaire. Chaque nouveau système planétaire hériterait ainsi d’un patrimoine moléculaire déjà riche en précurseurs biologiques, multipliant exponentiellement les chances d’apparition de formes vivantes.

Vers de nouveaux horizons d’exploration

Prudents, les scientifiques insistent sur le caractère préliminaire de leurs conclusions. Des observations à plus haute résolution sont nécessaires pour confirmer définitivement la présence de ces molécules, et des études approfondies devront évaluer leur résistance aux conditions extrêmes de la formation stellaire.

Mais l’enthousiasme est palpable dans la communauté scientifique. Fadul évoque déjà les prochaines étapes : « Nous devrions explorer d’autres régions du spectre électromagnétique pour détecter des molécules encore plus évoluées. Qui sait ce que nous pourrions découvrir ?« 

Cette question résonne comme une invitation au rêve et à l’exploration, rappelant que l’univers n’a pas fini de nous surprendre et que la vie, peut-être, nous attend au détour de chaque étoile naissante.

Lire aussi

Interview: Dr. Kamber Schwarz, Postdoctoral Researcher at Max Planck Institute for Astronomy Heidelberg

October 2, 2021 Pooja Kashyap

Dr. Kamber Schwarz is a postdoc at MPIA in Heidelberg. She has been a NASA Sagan Postdoctoral Fellow in the Lunar and Planetary Laboratory at the University of Arizona. She received her PhD in Astronomy & Astrophysics from the University of Michigan in 2018. She is also the recipient of the prestigious Ralph B. Baldwin Prize in Astronomy, 2020.

The evolution of volatile gas during planet formation is her area of interest in astronomy. Recently, she hit headlines with her research on planet formation in the protoplanetary disk around the star GM Aurigae.  

She has not only been a Graduate Student Instructor but also Guest Lecturer at Planetary Sciences. She has authored nearly 6 papers on Protoplanetary Disks and co-authored numerous publications in astronomy.

I have been following her research and contacted her for an interview to which she agreed even during her hectic hours of work. So, without much ado, please find Dr. Kamber Schwarz herself answering questions on astronomy and of course her life:

Can you first of all tell us when and how you became enamoured with Astronomy? 

I grew up in a rural area with low light pollution and beautiful night skies. Around the age of eleven I looked up and realised that I knew next to nothing about space. I decided to fix that. I’ve been learning about space ever since.

Is the formation of planets a by-product of the birth of stars? 

Yes. When a cloud of gas and dust collapses to form a star some of the material has too much angular momentum to go directly onto the star and forms a disk instead. Based on the number of exoplanet detections we think that most, if not all, of these disks go on to form planets.

“Search for planets begins with a search for infrared radiation from the material required to make them”, can you please elaborate on this statement? 

While we have other methods for finding fully formed exoplanets, studying the material from which planets form requires looking at radiation at infrared or millimeter wavelengths. This is because planets form in relatively cold environments, tens to a few hundred degrees C above absolute zero. In general, cooler objects emit light at longer wavelengths. This is true both for the small grains of dust and for the gaseous molecules. By observing protoplanetary disks in the infrared and millimeter we can determine the composition of planet forming material just before it becomes a planet.

How do temperature differences in the protoplanetary disk explain the arrangement of the planets in the solar system? 

Far from the Sun, where the disk was very cold, you get the formation of ice rich comets. Additionally, in the solar system the terrestrial planets are all closer to the Sun than the gas giants. We think this is because of the water snow line: the location in the disk inside of which water is in the gas and outside of which water is in the ice. The basic idea is that water ice is easier to incorporate into planets, so comets and the gas giants are water rich while the terrestrial planets formed in a region with no ice so are both smaller than gas giants and water poor. However, exoplanet systems don’t appear to follow the same trend. We are still debating how important the water snow line is for planet formation.

If planets can’t be detected around a star, can their existence be inferred by studying the host star? 

Sometimes! There is a technique called astrometry, where a star’s position is measured to high precision over a period of time. If the star appears to wobble, it is because of the gravitational pull of an unseen companion, like a massive planet or brown dwarf, on the star. My favourite method of inferring the existence of planets is by studying a class of object called polluted white dwarfs. White dwarfs are the exposed hot cores of stars that have reached the end of their lifetimes.  The spectra of polluted white dwarfs, basically the chemical imprint in the light they emit, include elements not found in white dwarf atmospheres, such as silicon and magnesium. So not only do we know rocky bodies have fallen into the white dwarf and polluted it’s atmosphere, we also know the composition of these rocks!

The Universe is infinite, so, you think there is other intelligent life that exists somewhere within it? 

Given the gargantuan number of stars and planets in the Universe I think it’s likely. However, given the huge distances involved (it takes over four years for light from the Sun to reach the next closest star) I don’t think we will ever get to communicate with aliens.

Do you think our 3-dimensional world is a part/embedded in some higher dimension? 

This gets into a branch of physics I don’t have any training in. I’ll say no, but only because any higher dimensions don’t affect my life or my work.

Someone comes up to you and says, “I wanna be just like you. I want to be an Astrophysicist”.  What advice would you give? 

Learn computer programming. The majority of modern astrophysics takes place on computers. A solid understanding of how-to code is a huge advantage.

V

Dans le silence glacé de l’espace, à plus de 1 300 années-lumière de notre planète bleue, se joue peut-être l’une des histoires les plus fascinantes de la science moderne. Au cœur de la constellation d’Orion, une jeune étoile baptisée V883 Orionis livre ses secrets les plus intimes aux télescopes terrestres, révélant un trésor chimique d’une importance capitale pour comprendre l’origine de la vie.

Une chimie complexe au berceau des étoiles

Ce que les chercheurs ont découvert défie l’entendement : pas moins de 17 molécules organiques complexes tourbillonnent dans le disque de matière qui entoure cette protoétoile naissante. Parmi elles, l’éthylène glycol et le glycolonitrile, deux composés chimiques que les biologistes connaissent bien puisqu’ils constituent les précurseurs directs des éléments fondamentaux de l’ADN et de l’ARN.

Cette découverte, fruit du travail minutieux d’une équipe dirigée par Abubakar Fadul de l’Institut Max Planck d’astronomie, représente bien plus qu’une simple curiosité scientifique. Elle bouleverse littéralement notre compréhension de la distribution de la matière organique dans le cosmos et ouvre des perspectives vertigineuses sur l’omniprésence potentielle de la vie.

La révolution d’une théorie établie

Jusqu’à présent, la communauté scientifique adhérait à un modèle relativement pessimiste concernant la survie des molécules organiques lors de la formation stellaire. Les astronomes considéraient que les processus violents accompagnant la naissance des étoiles – éruptions de plasma, radiations intenses, températures extrêmes – détruisaient inexorablement la plupart des composés organiques complexes accumulés dans les nuages interstellaires.

Cette vision impliquait que seuls de rares systèmes planétaires, dans des conditions exceptionnellement favorables, pouvaient reconstituer localement ces briques chimiques essentielles. La vie apparaissait alors comme un phénomène d’une rareté extraordinaire, fruit de circonstances quasi miraculeuses.

Kamber Schwarz, co-auteur de l’étude et astrochimiste réputé, résume parfaitement le paradigme qui vient de s’effondrer : « Il semble maintenant que ce soit le contraire de ce que nous pensions. Nos observations suggèrent que les disques protoplanétaires héritent directement de molécules complexes issues de phases antérieures, et que leur enrichissement chimique se poursuit même pendant la formation du système. »

L’œil perçant d’ALMA révèle l’invisible

Cette révolution conceptuelle n’aurait pas été possible sans les performances extraordinaires de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, plus connu sous l’acronyme ALMA. Ce réseau de 66 radiotélescopes, perché dans l’aridité du désert chilien, possède une sensibilité inégalée pour détecter les signatures radio des molécules organiques dans l’espace.

C’est grâce à cet instrument d’exception que les chercheurs ont pu identifier les raies d’émission caractéristiques de ces 17 molécules organiques. Un exploit technique remarquable, rendu possible par un phénomène naturel inattendu : les éruptions périodiques de V883 Orionis génèrent suffisamment de chaleur pour sublimer les glaces du disque protoplanétaire, libérant dans l’espace les composés organiques qui y étaient piégés.

Un continuum chimique de l’espace aux planètes

Les implications de cette découverte, rapportée dans he Astrophysical Journal Letters, dépassent largement le cadre de l’astronomie pure. Si ces résultats se confirment, ils établissent l’existence d’une continuité chimique directe entre les vastes nuages moléculaires interstellaires et les systèmes planétaires achevés. Cette « ligne droite d’enrichissement chimique », pour reprendre les termes de Fadul, transformerait radicalement notre perception de la probabilité d’émergence de la vie dans l’univers.

Au lieu d’être un accident cosmique rarissime, la vie pourrait représenter une conséquence quasi inévitable de l’évolution chimique naturelle de la matière interstellaire. Chaque nouveau système planétaire hériterait ainsi d’un patrimoine moléculaire déjà riche en précurseurs biologiques, multipliant exponentiellement les chances d’apparition de formes vivantes.

Vers de nouveaux horizons d’exploration

Prudents, les scientifiques insistent sur le caractère préliminaire de leurs conclusions. Des observations à plus haute résolution sont nécessaires pour confirmer définitivement la présence de ces molécules, et des études approfondies devront évaluer leur résistance aux conditions extrêmes de la formation stellaire.

Mais l’enthousiasme est palpable dans la communauté scientifique. Fadul évoque déjà les prochaines étapes : « Nous devrions explorer d’autres régions du spectre électromagnétique pour détecter des molécules encore plus évoluées. Qui sait ce que nous pourrions découvrir ?« 

Cette question résonne comme une invitation au rêve et à l’exploration, rappelant que l’univers n’a pas fini de nous surprendre et que la vie, peut-être, nous attend au détour de chaque étoile naissante.

Ceci s’explique en partie par le fait que beaucoup d’ animateurs chasseurs terrestres , identifienn leurs proies , non par l’ image mais par l’odeur qu est la leur en situation de stress?

source

NewScienst The nose knows
13 september 2025

10/10/2025 Une géométrie dévoilée au cœur de la matière quantique

Une équipe de l’UNIGE lève le voile sur une géométrie jusqu’ici purement théorique dans les matériaux quantiques, aux implications majeures pour l’électronique du futur.

Comment traiter des données à très haute vitesse ou conduire l’électricité sans perte? Pour y parvenir, les scientifiques comme l’industrie misent sur des matériaux quantiques, régis par les lois de l’infiniment petit. Leur conception exige une compréhension fine des phénomènes atomiques, encore largement inexplorés. Une équipe de l’Université de Genève (UNIGE), en collaboration avec l’Université de Salerne et l’Institut CNR – SPIN (Italie), a franchi une étape clé en exploitant une géométrie cachée, jusqu’ici purement théorique, qui déforme les trajectoires des électrons comme la gravité dévie le parcours de la lumière. Ces travaux, publiés dans Science, ouvrent la voie à de nouvelles avancées en électronique quantique.

Les technologies de demain exigent la mise au point de matériaux ultra performants, dont les propriétés inédites sont régies par les lois de la physique quantique. L’étude des composants microscopiques de la matière – raison d’être de la physique quantique – constitue la pierre angulaire de cette révolution scientifique et industrielle. Au siècle dernier, cette étude des atomes, électrons et photons a permis l’invention des transistors et de l’informatique.

Ces découvertes ouvrent de nouvelles pistes pour l’exploration et l’exploitation de la géométrie quantique dans divers matériaux.

Aujourd’hui encore, de nouveaux phénomènes quantiques, échappant aux modèles établis, sont régulièrement découverts. De récentes études ont ainsi révélé l’émergence possible, au sein de certains matériaux, d’une géométrie jusqu’alors jamais vue, lorsqu’un grand nombre de particules est observé. Cette géométrie déformerait les trajectoires des électrons dans les matériaux concernés. De la même manière que la gravité d’Einstein infléchit le parcours de la lumière.

De la théorie à l’observation

Connue sous le nom de «métrique quantique», cette géométrie est la manifestation de la courbure de l’espace quantique dans lequel évoluent les électrons. Elle joue un rôle crucial dans de nombreux phénomènes à l’échelle microscopique de la matière. Mais en détecter la présence et les effets reste un défi.

«Le concept de métrique quantique date déjà d’une vingtaine d’années. Mais il n’était envisagé que sous un angle théorique. Les scientifiques ne s’intéressent à ses effets concrets sur les propriétés de la matière que depuis quelques années», explique Andrea Caviglia, professeur ordinaire et directeur du Département de physique de la matière quantique de la Faculté des sciences de l’UNIGE.

Grâce à de récents travaux, l’équipe du chercheur de l’UNIGE, en collaboration avec Carmine Ortix, professeur associé au Département de physique de l’Université de Salerne, a détecté la présence de la métrique quantique dans une interface entre oxydes (titanate de strontium et aluminate de lanthane), un matériau quantique connu. «Sa présence peut être révélée en observant comment les trajectoires des électrons dans le matériau se déforment sous l’action combinée de la métrique quantique et de champs magnétiques intenses appliqués aux solides», indique Giacomo Sala, collaborateur scientifique au Département de physique de la matière quantique de la Faculté des sciences de l’UNIGE, et premier auteur de l’étude.

Vers de futures applications

L’observation de ce phénomène rend possible la caractérisation des propriétés optiques, électroniques et de transport du matériau observé. L’équipe de recherche montre également que la métrique quantique est une propriété intrinsèque de nombreux matériaux, contrairement à ce que l’on pensait. «Ces découvertes ouvrent de nouvelles pistes pour l’exploration et l’exploitation de la géométrie quantique dans divers matériaux, avec des implications importantes pour l’électronique du futur fonctionnant à des fréquences térahertz (mille milliards de hertz), la supraconductivité et l’interaction lumière-matière», conclut Andrea Caviglia.

2 septembre 2025

Rréférence

ScienceVol. 389, No. 6762

The quantum metric of electrons with spin-momentum locking

Giacomo Sala https://orcid.org/0000-0001-5696-5627, Maria Teresa Mercaldo https://orcid.org/0000-0003-4074-5026, Klevis Domi https://orcid.org/0009-0008-7033-5136, Stefano Gariglio https://orcid.org/0000-0001-8263-4506, Mario Cuoco https://orcid.org/0000-0002-7325-8331, Carmine Ortix https://orcid.org/0000-0002-6334-0569, and Andrea D. Caviglia https://orcid.org/0000-0001-9650-3371Authors Info & Affiliations

Science

21 Aug 2025

Vol 389, Issue 6762
pp. 822-825

DOI: 10.1126/science.adq32553 927

Editor’s summary

The quantum geometric tensor of a material provides insight into the topology and geometry of its electronic states. The real part of this tensor, the quantum metric, has so far been measured only in a limited number of materials. Sala et al. broadened this range of materials by predicting that spin-momentum locking of electronic states is associated with a finite quantum metric. The researchers experimentally verified this prediction by using 111-oriented lanthanum aluminate–strontium titanate (LaAlO₃/SrTiO₃) interfaces as a model system. —Jelena Stajic

Abstract

Quantum materials are characterized by electromagnetic responses intrinsically linked to the geometry and topology of electronic wavefunctions that are encoded in the quantum metric and Berry curvature. Whereas Berry curvature–mediated transport effects have been identified in several magnetic and nonmagnetic systems, quantum metric–induced transport phenomena remain limited to topological antiferromagnets. Here, we show that spin-momentum locking, a general characteristic of the electronic states at surfaces and interfaces of spin-orbit–coupled materials, leads to a finite quantum metric. This metric activates a nonlinear in-plane magnetoresistance that we measured and electrically controlled in 111-oriented LaAlO₃/SrTiO₃ interfaces. These findings demonstrate the existence of quantum metric effects in a vast class of materials and enable previously unexplored strategies to design functionalities based on quantum geometry.