Projet Horizon Europe HALLOA : ambition spatiale pour la mesure des GES

Fort d’une longue expérience dans le développement de source laser pour les applications Lidar, l’ONERA a rassemblé 6 partenaires dans ce projet européen avec trois objectifs principaux : renforcer les capacités industrielles européennes pour le développement des sources laser dans le proche infrarouge (amplificateur impulsionnel fibré à 2.05µm et diode laser de puissance à 790nm),  faire évoluer la source laser de TRL 4 actuellement à 6 en fin de projet dans la perspective de spatialisation et démontrer des performances optiques compatibles d’une mesure depuis l’espace.

La spatialisation des systèmes Lidar est souvent une phase délicate en raison de la complexité de l’instrument. Plusieurs charges utiles ont accusé des retards de plusieurs années suite à des difficultés techniques, en particulier sur la partie laser. Sur la base de travaux antérieurs communs ONERA/LMD, le projet HALLOA propose une architecture laser dite « hybride » qui combine les avantages des systèmes à base de fibres optiques (compacts, polyvalents et exempts d'alignement) et les performances des conceptions en espace libre (haute puissance). En maintenant un niveau de complexité moins élevé que les systèmes classiques, cette architecture pourrait constituer une solution prometteuse pour les futurs charges utiles d’observation de la Terre.

Le laser développé dans le cadre de HALLOA fonctionnera à 2.05µm et permettra la mesure conjointe CO2/H2O/vent résolue dans la basse troposphère, au plus proche des échanges biosphère-atmosphère. De façon non-exhaustive, le laser devra : produire des impulsions d’une durée de 200ns à une cadence proche du kHz avec une énergie supérieure à 10mJ, être agile et stable en longueur d’onde, spectralement limité par transformée de Fourrier et avoir une qualité de faisceaux proche de la limite de diffraction.

En s’appuyant sur des fournisseurs européens et sur les nouvelles capacités industrielles développées dans ce projet, HALLOA est une étape clé vers une mesure du cycle du carbone depuis l’espace par Lidar.

Partenaires : ONERA (coo.), Laboratoire de Météorologie Dynamique (Fr), Laser Zentrum Hannover (De), Keopsys Industries (Fr), Lumibird Photonics Italia (It), Erdyn Consultants (Fr)