9 Avril 2014

Protéger la Terre depuis l’espace

Les satellites scrutent notre planète sous toutes ses coutures. Mer, terre, air… Ils apportent une aide essentielle dans la protection de l’environnement et le développement durable. Une préoccupation mondiale.

Objectif Terre


Détecter la fonte de la banquise ou le mouvement des glaciers, surveiller la déforestation, suivre l’évolution de la température des océans… Depuis 30 ans, les satellites d’observation de la Terre apportent des nouvelles données aux scientifiques qui surveillent la santé de notre planète.


Observer pour connaître

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Cette image, prise par le satellite Envisat, montre le panache de cendres expulsées par le volcan islandais Eyjafjallajoekull (en marron). Ce panache s’étend sur environ 400 km de long © ESA – avril 2010

Quel meilleur point de vue que l’espace pour regarder la Terre ?

Depuis les années 80, les satellites sont devenus des outils indispensables pour observer notre planète.
Ils peuvent couvrir la surface de la Terre en quelques heures ou scruter une zone très précise pendant une longue période.

Les satellites SPOT, et plus récemment les deux satellites Pléiades, sont comme de supers appareils photos, placés à 700 km au-dessus de nos têtes.

Ces satellites optiques peuvent prendre des clichés de la forêt amazonienne ou du glacier du Mont Blanc avec une grande précision.

Imagine : la résolution de Pléiades est de moins d’un mètre, c’est-à-dire que l’on peut voir distinctement sur la photo un objet de 70 cm !

D’autres satellites dits radars peuvent, eux, prendre des images du sol même lorsqu’il y a peu de lumière ou que la visibilité est réduite à cause de nuages, de fumée ou de cendres volcaniques.

Mesurer pour comprendre

De nombreux satellites servent aussi à réaliser des mesures scientifiques, qui complètent celles effectuées in-situ, sur le terrain, au cœur du milieu étudié (des bouées dans l’océan, des ballons dans l’atmosphère, etc.).

  • Le satellite Cryosat, par exemple, mesure l’épaisseur des glaciers.
  • Les satellites Jason fournissent des données précises sur les courants océaniques.
  • Envisat, un satellite européen lancé en 2002, a scruté pendant 10 ans les terres, les océans, les calottes polaires, l’atmosphère… Il avait à bord 10 instruments scientifiques qui ont permis d’analyser l’évolution de l’état de la planète, comme le réchauffement du climat.


Aujourd’hui en retraite, Envisat est remplacé par une famille de 5 satellites appelés Sentinels. Le premier a été lancé le jeudi 3 avril 2014.


SWOT : vigie des eaux par CNES

Objectif : la protection de la planète

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Photo Pléiades des champs de céréales irrigués au Texas. Les satellites peuvent aider les agriculteurs à mieux gérer leurs ressources © CNES/Distribution Astrium Services/Spot Image S.A., 2012

Connaître et comprendre le fonctionnement de la Terre permet ainsi de mieux la protéger.

Pour gérer nos ressources naturelles par exemple, comme les réserves de poissons.

Connaissant le déplacement des masses d’eau chaude et froide dans les océans, ainsi que la température de l’eau préférée des différentes espèces de poissons, les navires peuvent concentrer leur pêche sur des zones précises.
Et ne ramasser dans leurs filets que les poissons désirés !

Les satellites surveillent aussi la déforestation ou l’érosion des sols.

Ils fournissent des données indiscutables sur les gaz à effet de serre, responsables du réchauffement du climat, ou sur la couche d’ozone, bouclier contre les rayons ultraviolets.

Autant d’informations, analysées par les scientifiques, qui permettent ensuite aux gouvernements de prendre des décisions pour protéger la Terre.

Aller plus loin:

De la jungle à l’espace


L’analyse programmée d’images satellite permet de lutter contre la recherche d’or illégale en Guyane : un exemple de l’intérêt des technologies spatiales dans la protection de l’environnement.

Valery Gond travaille pour le CIRAD (Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), un établissement public français qui mène des recherches sur les milieux tropicaux.
Lui, s’intéresse particulièrement aux forêts.

En 2008, Valery et ses collègues, en partenariat avec l’ONF (Office National des Forêts) et l’association de protection de la nature WWF, ont mis en place une plateforme d’observation satellite pour détecter les sites illégaux d’orpaillages (la recherche et l’exploitation de l’or).

« Nous avons créé un logiciel qui analyse les images prises par le satellite SPOT 5 quand il survole la Guyane et sa forêt amazonienne, explique Valery. Son rôle est de détecter les pollutions présentes dans les rivières, signes d’activités d’orpaillage. »

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Le logiciel détecte la pollution qui se déverse dans la rivière à partir des images fournies par SPOT.

En effet, les chercheurs d’or clandestins lavent les sols à grandes eaux pour libérer les paillettes d’or, qui sont ensuite récupérées à l’aide d’un métal, le mercure, à l’état liquide.

Toutes ces matières sont rejetées dans les rivières. Le logiciel créé par la CIRAD permet de détecter, à partir des photos satellite, ces eaux troublées par les matières en suspension. L’alerte est ainsi donnée aux agents de l’ONF.

Ceux-ci s’assurent tout d’abord que le logiciel n’a pas eu de bug !
Pour cela, ils utilisent, eux aussi, l’imagerie spatiale : en observant les photos satellite du secteur concerné, ils peuvent constater si les arbres y ont été coupés, preuve là encore d’activité d’orpaillage.

« L’ONF prévient alors la préfecture et la gendarmerie, conclue Valery. Les autorités se rendent sur place et font fermer ces mines illégales. »

Cette activité minière, particulièrement en Guyane, a des conséquences nuisibles sur l’environnement : déforestation, pollution des eaux et des sols par le mercure… Les boues rejetées dans les rivières cachent la lumière et étouffent ses plantes et ses poissons.

Tout l’écosystème est fragilisé, et il y a un risque, aussi, pour la santé des habitants.

Les agents de l’ONF continuent de surveiller la forêt avec des hélicoptères et des avions. Mais ce système de détection par satellite (la télédétection) est un bon complément, moins cher, et qui permet une veille quotidienne.

Depuis 2008, 1374 images SPOT ont été traitées. Et cette surveillance spatiale se poursuit aujourd’hui.

 

Aller plus loin:

 

Coordination planétaire


L’observation et la protection de la planète ne sont pas seulement l’affaire de la France, de l’Allemagne ou du Japon. C’est une problématique mondiale qui nécessite une coopération entre les différents pays et les agences spatiales.

Une interaction mondiale

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Grâce à Pléiades, on peut suivre le vêlage des glaciers, c’est-à-dire lorsque certains fragments se détachent et deviennent des icebergs © CNES2012/Distribution Astrium Services/Spot Image

Tous les pays sont concernés par la protection de l’environnement !
Car si tu peux lutter localement contre la pollution, en ramassant les déchets sur les plages par exemple, certains phénomènes sont globaux.

Le réchauffement du climat en est la meilleure illustration.

De plus, les satellites environnementaux se comptent par dizaine : Pléiades pour l’Europe, Landsat pour les Etats-Unis, Formosat pour Taïwan…

Les agences spatiales et les gouvernements doivent donc essayer de travailler ensemble.

Par exemple, les scientifiques qui étudient la forêt tropicale ont besoin de photos satellites régulières.

Il faut donc combiner les satellites optiques, plus précis, et les satellites radar, qui passent à travers les nuages. Et donc coordonner les différentes missions spatiales.

Le CEOS pour mutualiser les masses de données

La communauté internationale doit se coordonner pour partager toutes ces données.

C’est le rôle du CEOS (Committee on Earth Observation Satellite), une organisation fondée en 1984, notamment par le CNES, et qui regroupe 31 agences spatiales (Japon, Argentine, Europe…).
Celles-ci gèrent au total plus de 200 missions spatiales et plus de 300 instruments de mesure.


Le but du CEOS est de mettre en place un système mondial d’observation de la Terre.

Mais pour cela, il faut coordonner les missions pour les rendre plus efficaces, et standardiser les données satellites, pour qu’elles soient compréhensibles et accessibles à tous.

C’est, par exemple, le CEOS qui fournit les données aux experts du GIEC, le Groupe Intergouvernemental d’Evolution du climat.


CEOS, mutualiser les données satellite par CNES


Copernicus, l’union (européenne) fait la force

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Les différents satellites Sentinelles serviront au programme Copernicus. Sentinelle 1, équipé d’un radar, peut prendre des images très précises du sol à travers les nuages et même la végétation © ESA/ATG medialab

Autre initiative, même objectif : Copernicus, un programme de surveillance de la Terre, lancé par l’Union Européenne et l’ESA, l’agence spatiale européenne.

Son objectif est de rassembler toutes les données relatives à l’environnement, qu’elles proviennent des satellites ou des instruments sur terre, sur mer ou embarqués dans des avions, des ballons…

Le but : obtenir une photographie, fiable et globale, de l’état de santé de la planète.

De nombreux domaines sont concernés : la gestion des sols (protection de la biodiversité, politiques agricoles…), la surveillance des océans, de l’atmosphère…

Copernicus doit aider les décideurs européens à comprendre et à contrôler le réchauffement climatique.
Et protéger les Européens en apportant une aide dans la gestion des catastrophes naturelles ou humaines comme les marées noires.

Tous les services de Copernicus doivent être opérationnels en 2014.

Pour aller plus loin :