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Attention aux engagements Cop 21 non tenus, les satellites veillent sur le climat

Seuls instruments capables d’observer la planète entière (océans, terres émergées, atmosphère…), les satellites constituent d’exceptionnels outils pour mesurer l’évolution du climat et ses dérèglements.
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Attention aux engagements Cop 21 non tenus, les satellites veillent sur le climat
Swot mesurera les hauteurs d’eau des mers et des océans, mais aussi des étendues aquatiques intérieures. Il devrait remplacer Jason-3 à partir de 2020.

Attention aux engagements pris à la légère durant la COP21, notamment en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’industrie spatiale veille. Grâce aux satellites, elle assure un véritable suivi du climat. Bientôt, ses vigies en orbite mesureront avec précision les concentrations des gaz présents dans l’atmosphère et responsables du réchauffement climatique.

 

C’est en tout cas l’ambition du projet MicroCarb. "Ce satellite sera capable de cartographier les sources et les puits du principal gaz à effet de serre : le CO2", explique Pascale Ultré-Guérard, spécialiste du climat pour le Centre national d’études spatiales (Cnes). Après son lancement en 2020, l’instrument déterminera par exemple la quantité de tonnes de dioxyde de carbone dégagées à l’échelle d’une région et sa variation dans le temps.

 

26 variables climatiques scrutées depuis l'espace

Les satellites se sont déjà imposés comme des outils indispensables pour suivre le climat et prévoir ses dérèglements. Ce sont les seuls équipements à pouvoir prendre des mesures à l’échelle de la planète, apportant des informations aussi bien sur l’atmosphère, les océans, les terres émergées, les banquises… "Sur la cinquantaine de variables climatiques essentielles reconnues au niveau international, vingt-six sont uniquement observables depuis l’espace", explique Jean-Yves Le Gall, le président du Cnes. Parmi elles : le niveau des océans, la concentration de CO2 ou de méthane dans l’atmosphère, l’étendue des glaces polaires, la déforestation…

 

Les satellites peuvent assurer une grande variété de missions depuis leur orbite. Chacun embarque un ou plusieurs outils de mesure scientifique ultra-sophistiqués. Avec un altimètre, ils surveillent la hauteur du niveau des océans avec une précision d’un centimètre ! Avec un lidar (un scanner laser), ils déterminent la concentration de certains composants dans l’atmosphère. Avec un radar imageur, ils suivent le mouvement des glaces…

 

Avec une efficacité sans pareille : les satellites altimétriques sont capables de récolter, en dix jours, davantage de données sur la circulation des océans que n’en ont amassées les flottes de bateaux pendant plusieurs siècles. Les climatologues du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (Giec) puisent dans les bases de données issues de l’observation satellitaire pour bâtir leurs prévisions.

 

3,4 milliards d’euros pour ausculter l'océan

Les plus grandes avancées ont été réalisées dans le domaine de l’océanographie. La connaissance du "relief" de la mer permet de suivre le déplacement des tourbillons qui parcourent les océans, et qui transfèrent leur énergie à l’atmosphère. Et dans ce domaine, les campagnes d’études ont produit des résultats concrets sur l’élévation du niveau des mers. Elles montrent que depuis deux décennies, le niveau a augmenté en moyenne de 3,3 mm par an. Un signal révélateur du réchauffement climatique. Reste toutefois à déterminer le ou les origines du phénomène.

 

Dans quelle mesure cette augmentation du volume d’eau est alimentée par la fonte des glaces polaires, ou par sa dilatation sous l’effet de la chaleur ? Les climatologues misent encore sur les satellites pour répondre à d’autres interrogations. "Nous cherchons à mesurer le rôle des nuages et des aérosols sur le bilan des rayonnements. Aujourd’hui, c’est la plus grande incertitude dans les modèles de climat produits par les scientifiques du Giec", explique Pascale Ultré-­Guérard, du Cnes.

 

Autre attente des experts du Giec : mieux connaître la composition de notre atmosphère. La concentration des gaz à effet de serre reste un sujet d’études. Ainsi, les Allemands et les Français ont lancé en avril dernier le projet du satellite Merlin, un instrument de surveillance du méthane, le second gaz à effet de serre après le dioxyde de carbone.

 

L’Union européenne a pris la mesure de la puissance de l’outil spatial pour mieux comprendre l’évolution du climat. Ses institutions, ses agences spatiales et ses industriels sont mobilisés pour concevoir et mettre sur orbite des satellites de nouvelle génération. Avec le projet Galileo de positionnement et de navigation par satellite, la Commission européenne investit dans un programme ambitieux d’observation et de surveillance de la Terre : Copernicus.

 

Entre 2014 et 2020, l’Europe va y investir 4,3 milliards d’euros. Copernicus prévoit le lancement de toute une famille de satellites, les Sentinelles : Sentinelle 1 surveille déjà depuis 2014 la pollution marine et l’apparition des marées noires, Sentinelle 2 observe depuis juin les terres émergées. D’ici à 2020, six autres satellites Sentinelle seront lancés pour recueillir des données au profit de plusieurs domaines (l’environnement marin, le changement climatique, la gestion du territoire, des catastrophes et des crises, l’atmosphère…).

 

Scruter les fleuves et les lacs depuis l’espace

Les industriels suivent le mouvement. Dans leurs salles blanches, les ingénieurs et les techniciens ne chôment pas. Thales Alenia Space (TAS) et Airbus Group sont capables à la fois de concevoir les outils scientifiques à bord (radar, laser, interféromètre…) qui assureront la mission, mais aussi la plate-forme satellitaire elle-même. "Airbus a conçu 17 satellites qui sont déjà en orbite pour des missions liées au suivi du climat. Et nous en avons 18 autres en cours de développement", s’est récemment félicité Michael Menking, le directeur de l’observation de la Terre, pour Airbus Defence & Space.

 

Entre deux générations de satellites, les progrès sont considérables. Thales Alenia Space réalisera le prochain satellite d’altimétrie océanique Swot, qui sera lancé en 2020, pour succéder à Jason-3. Sa précision sera telle qu’elle permettra de réaliser une première. Les mesures d’altimétrie seront assez fines pour s’intéresser au niveau des lacs et des fleuves, au lieu de se limiter à celui des océans. Revers de la médaille, les coûts s’envolent également. Le programme, qui comprend l’exploitation des données sur cinq ans, coûtera 1,2 milliard d’euros, contre 290 millions d’euros pour Jason-3.

 

Face à un défi aussi global, impossible pour une nation ou même pour l’Europe d’agir seule. En parallèle de sa collaboration avec la Nasa sur le satellite Swot, le Cnes travaille avec son homologue chinois pour une étude de mesure des vents et des vagues à la surface des océans. Vue du ciel, la lutte contre le réchauffement climatique n’a pas de frontières. 

 

30 ans de mesures altimétriques

À l’échelle de l’évolution du climat, les mesures ne valent que si elles s’inscrivent sur une certaine durée, de l’ordre de 30 ans minimum. Dans la courte histoire des technologies spatiales, on commence à peine à avoir ce recul avec les satellites altimétriques, de mesure de la hauteur des océans. Depuis 1992, ils enregistrent une élévation constante du niveau des eaux de l’ordre de 3,3?mm par an. Le satellite Jason-3, qui devrait être lancé en décembre prochain, devrait prendre le relais de Jason-2, lancé en 2008. Il fonctionnera jusqu’en 2020, au moins. Le pionnier des instruments de l’altimétrie spatiale fut Topex-Poseidon, qui a fourni ses premières données en 1992. Il fut relayé par Jason-1, opérationnel de 2001 à 2013. La relève sera assurée avec le Swot, qui sera lancé en 2020.

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