Le 27 novembre 2025 marque une étape importante pour la recherche atmosphérique à la station scientifique du Jungfraujoch, dans les Alpes bernoises. En effet, l’Office fédéral de météorologie et de climatologie MeteoSwiss et l’Université de Liège ont inauguré un nouveau spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Cet instrument de pointe prend le relais d’un instrument en service depuis plus de 30 ans et garantit la poursuite d’une des plus longues séries d’observations atmosphériques au monde.
Depuis le début des années 1950, l’Université de Liège (ULiège) observe la composition de l’atmosphère depuis le laboratoire du Sphinx, au Jungfraujoch, à 3 580 m d’altitude. À l’époque, le professeur Marcel Migeotte installe un spectromètre infrarouge conçu à Liège pour profiter d’un site exceptionnellement sec, éloigné des sources de pollution et accessible toute l’année par chemin de fer.
Entre 1950 et 1951, son équipe enregistre de manière systématique le spectre solaire infrarouge et démontre la présence, dans une atmosphère alors considérée comme « propre », de méthane (CH₄), de monoxyde de carbone (CO), de protoxyde d’azote (N₂O), de dioxyde de carbone (CO₂) et d’ozone (O₃). Ces observations pionnières constituent aujourd’hui encore un témoignage unique de l’état de l’atmosphère avant l’ère des grandes perturbations anthropiques.
Relancé au milieu des années 1970, lorsque les premières inquiétudes apparaissent quant à la destruction de la couche d’ozone par les chlorofluorocarbones (CFC), le programme d’observations ne s’est plus interrompu. Les chercheurs liégeois documentent l’accumulation rapide des gaz à effet de serre majeurs (CO₂, CH₄, N₂O), dont les abondances ont augmenté de l’ordre de 30 à 50 % depuis le début des années 1950, ainsi que la montée puis l’amorce de décroissance du chlore stratosphérique, responsable du trou d’ozone.
Au fil des décennies, l’équipe a enrichi sa « spectrothèque » infrarouge et développé des méthodes d’analyse qui permettent aujourd’hui de suivre régulièrement plus de 35 constituants atmosphériques : gaz à effet de serre, composés halogénés liés à l’ozone, polluants de l’air, indicateurs de combustion de biomasse, etc. Ces séries temporelles multi-décennales sont devenues des références internationales pour l’étude du climat, de la qualité de l’air et de la chimie atmosphérique.
L’ULiège à la station du Jungfraujoch
L’instrument FTIR en service au Jungfraujoch a été installé à la fin des années 1980. Après plus de 30 ans d’opération dans un environnement de haute montagne, sa fiabilité diminuait et les pièces de rechange se faisaient rares, faisant peser un risque réel d’interruption sur les séries de mesure.
Or, pour détecter des tendances climatiques fines, comme la lente reconstitution de la couche d’ozone ou l’accélération récente de l’augmentation du méthane, la continuité et l’homogénéité des observations sont essentielles. Une « cassure » instrumentale mal maîtrisée peut rendre beaucoup plus difficile, voire impossible, l’interprétation de plusieurs décennies de données.
C’est précisément pour éviter ce scénario que MeteoSwiss a investi dans le remplacement complet de l’instrumentation FTIR – spectromètre et cœlostat – entre 2023 et 2025, dans le cadre de sa contribution aux programmes internationaux de référence que sont le Global Atmosphere Watch (GAW) de l’OMM et le Global Climate Observing System (GCOS). L’opération a été menée en étroite collaboration avec l’ULiège, qui a fourni et renforcé l’équipe scientifique pour assurer l’installation, la mise en service, l’inter-calibration du nouveau système et son exploitation.
Le nouvel instrument, inauguré ce 27 novembre, offre une résolution spectrale très élevée sur l’ensemble du domaine infrarouge exploité au Jungfraujoch. Couplé à une chaîne de contrôle modernisée et à des procédures d’exploitation de plus en plus automatisées, il permettra :
Ces observations resteront intégrées aux grands réseaux internationaux de référence, en particulier le NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) et l’infrastructure européenne ACTRIS, qui coordonnent la surveillance de la composition atmosphérique à l’échelle planétaire. Elles continueront également à fournir des données de validation précieuses pour les instruments satellitaires et les modèles climatiques utilisés pour évaluer les politiques de réduction d’émissions de gaz à effet de serre et de polluants.
Grâce à ce nouvel instrument, les chercheurs de l’ULiège pourront continuer à documenter, année après année, les transformations de l’atmosphère, à en distinguer les causes naturelles et anthropiques, et à fournir aux instances internationales les informations nécessaires pour protéger le climat et la couche d’ozone, aujourd’hui comme demain.
« Au sommet du Jungfraujoch, l’ULiège surveille notre atmosphère depuis 70 ans », article de Christian Du Brulle, Dailyscience (22 février 2023)
Le nouveau spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) à la station du Jungfraujoch a été inauguré ce 27 novembre en présence de la Rectrice Anne-Sophie Nyssen, Emmanuel Mahieu et Pierre-Henri Lefèbvre (ULiège), SEM Patrick Van Gheel, Ambassadeur de Belgique en Suisse, Petra Zimmerman, Directrice adjointe de MeteoSwiss, Jörg Klausen (Federal Office of Meteorology and Climatology MeteoSwiss), Michelle Stalder (International Affairs Division, Swiss GAW/GCOS Office), Eliza Harris (Associate Professor, Climate and Environmental Physics, University of Bern and Director, High Altitude Research Stations Jungfraujoch and Gornergrat (HFSJG), Silvio Decurtins (President of the International Foundation High Altitude Research Stations Jungfraujoch and Gornergrat (HFSJG), Stefan Brönnimann, Chair of the Swiss GAW/GCOS Scientific Steering Committee
Pr Emmanuel Mahieu, Directeur de recherches au FNRS
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