À l’heure où les effets mondiaux des bouleversements climatiques nous font prendre conscience de l’urgence d’agir, la technologie spatiale nous offre une perspective unique en fournissant des données complètes en temps réel, essentielles pour prendre des décisions avisées.
La Journée mondiale de la Terre est l’occasion de célébrer notre merveilleuse planète et de faire valoir nos solutions pour la préserver. Les satellites la scrutent tous les jours, toute la journée. En suivant de près le comportement des systèmes naturels - et l’effet qu’exerce sur eux l’activité humaine -, nous pouvons comprendre les mécanismes, les causes et les conséquences du changement climatique pour les activités qui nous sont vitales.
Un « regard » bienveillant sur notre planète avec Copernicus
Copernicus © Thales Alenia Space
Copernicus est un programme européen très ambitieux visant à mettre en place une infrastructure orbitale capable de surveiller en permanence les terres émergées, les eaux et l’atmosphère de notre planète. Le programme de la Commission Européenne comprend 12 familles de satellites d’observation à la fois optique et radar. Les satellites sont réalisés par les maitres d’œuvre européens pour le compte de l’Agence spatiale européenne (ESA). Il prévoit également des missions de climatologie et de mesure des émissions de CO2 produites par l’activité humaine, et d’autres destinées à offrir de nouvelles applications en faveur de la biodiversité et d’une agriculture plus durable. Un programme d’une telle ampleur revêt une importance prépondérante pour l’Europe, qui cherche à mieux comprendre l’évolution climatique et mieux anticiper les conséquences du réchauffement global pour sauvegarder et préserver notre planète.
Le programme a démarré avec six familles de satellites Sentinel et sera complété à terme par six nouvelles missions Copernicus Expansion. Notre entreprise, qui contribue actuellement à 11 de ces 12 missions, est maître d’œuvre des missions Sentinel-1 et Sentinel-3, et de trois des six missions Copernicus Expansion, en l’occurrence CIMR, ROSE-L et CHIME. Nous sommes également responsables du segment sol Image de Sentinel-2 et avons contribué au développement du spectromètre imageur de Sentinel-5P. Nous avons par ailleurs fourni l’altimètre radar de Sentinel-6 et livrerons les charges utiles des missions CO2M et CRISTAL.
Copernicus comporte de nombreuses innovations qui permettent de recueillir des données inédites sur l’environnement. C’est le cas de la mission CO2M en particulier, dont l’objectif est de mesurer la part de dioxyde de carbone atmosphérique générée par l’activité humaine. L’identification des causes et des proportions des émissions de CO2 aidera à mieux comprendre la quantité de ce gaz dans notre atmosphère et d’observer son évolution. Cela permettra également de vérifier la mise en œuvre et le respect des réglementations nationales et des objectifs internationaux. L’Union européenne disposera ainsi d’une source d’informations unique et indépendante qui viendra étayer les bilans déclaratifs actuels et lui permettra de contrôler son empreinte carbone. Le programme CO2M s’inscrit dans la poursuite des objectifs de l’accord du Pacte Vert européen lancé en 2019, qui vise à réduire les émissions nettes de gaz à effet de serre de l’Union européenne d’au moins 55 % d’ici à 2030 par rapport aux niveaux de 1990.
Copernicus prévoit également d’autres missions de surveillance environnementale, telles que CHIME, pour une gestion durable de l’agriculture, et LSTM pour le contrôle de la température de la surface terrestre. Le programme CRISTAL permettra quant à lui de mesurer et surveiller l’épaisseur de la banquise et la hauteur des calottes glaciaires et des glaciers à travers le monde - des paramètres essentiels pour mieux comprendre et analyser les conséquences directes du réchauffement climatique. Enfin, ROSE-L aidera à gérer les zones forestières de façon plus durable en surveillant l’humidité et l’affaissement des sols.
Les données recueillies par l’ensemble de ces missions permettront pour ainsi dire de diagnostiquer l’état de santé général de notre planète. Copernicus n’a pas vraiment d’équivalent ailleurs dans le monde et offre donc l’occasion unique à la Commission européenne et l’ESA de faire valoir leurs compétences et savoir-faire dans le domaine des technologies spatiales, ainsi que leur capacité d’innovation. Ce programme souligne en outre les ambitions de l’Europe en matière de surveillance environnementale et sa volonté de faire progresser nos connaissances scientifiques à cet égard.
Sentinel-1 : Les vigies bienveillantes de l’espace
Sentinel-1 © ESA
A cornerstone of the Copernicus program, the Sentinel-1 satellites are designed to perform day/night imaging in all weather conditions, irrespective of cloud cover.
Au cœur du programme Copernicus, les satellites de la mission Sentinel-1 ont été conçus pour la captation d’images de jour comme de nuit et par tous les temps, indépendamment de la couverture nuageuse. Les données de cette mission sont exploitées au profit d’un large éventail d’applications, qui va du suivi des changements de la calotte glaciaire et de l’environnement arctique à la détection des glissements de terrain, en passant par la cartographie des forêts, la surveillance des ressources hydriques et de l’utilisation des terres, et l’aide d’urgence aux opérations de recherche et sauvetage consécutives aux catastrophes naturelles.
Chaque satellite est équipé d’une charge utile comprenant un instrument radar à synthèse d’ouverture (SAR) en bande C, capable de transmettre des images d’une résolution spatiale de 5 mètres. Le vol en formation des satellites Sentinel-1 offre une meilleure couverture et une revisite plus élevée pour répondre aux besoins des utilisateurs. Dans un proche avenir, Sentinel-1A sera rejoint par deux autres satellites : Sentinel-1C et -1D. Ce nouveau duo permettra, au même titre que les missions Copernicus Expansion, de compléter les satellites Sentinel déjà en orbite afin de continuer à mieux connaître et comprendre les grandes mutations d’origine naturelle et humaine de notre planète.
La météorologie 3.0 avec MTG
First MTG imaging satellite © Thales Alenia Space/Imag[IN]
Au fil des décennies, la météorologie européenne n’a jamais cessé de gagner en exactitude. Avec la première génération des satellites Météosat, les images étaient rafraîchies toutes les 30 minutes. Ce délai a été réduit à 15 minutes avec la constellation de deuxième génération, et tombera à 10 minutes seulement avec MTG (Météosat Troisième Génération), rendant les bulletins météo encore plus fiables. Les données de MTG promettent de révolutionner le secteur des prévisions météo et de fournir un éclairage encore plus précis des mutations de l’atmosphère, des surfaces terrestres et des océans. Les orages violents et autres phénomènes météorologiques extrêmes constituent des menaces de plus en plus fortes pour la société, que la mission MTG entend précisément réduire en les anticipant davantage. Outre la précision des prévisions météo, l’immense quantité de données générée par cette flotte unique de satellites et leurs capteurs permettra également de modéliser plus facilement le système terrestre et de mieux comprendre les changements climatiques actuels, afin de pouvoir agir en conséquence. La famille MTG se compose de 6 satellites : 4 imageurs et 2 sondeurs atmosphériques capables de fournir une cartographie 3D de l’atmosphère. Il s’agit là d’une véritable rupture technologique, et d’une première mondiale ! Grâce aux sondeurs, la détection des phénomènes climatiques extrêmes sera anticipée d’une bonne demi-journée. En outre, en combinant l’ensemble du système, les météorologues amélioreront les prévisions météo avec une anticipation de 8 jours, de manière à prévenir les populations concernées suffisamment à l’avance pour se préparer aux alertes météo. Outre le fait de contribuer à sauver des vies, MTG va permettre de créer de nouveaux services en Europe et en Afrique. Le premier satellite météorologique de troisième génération, MTG-I1, a été lancé avec succès le 13 décembre 2022 et a transmis une première image exceptionnelle de la Terre en mai 2023. Deux mois plus tard, l’Organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques (Eumetsat) et l’ESA ont dévoilé les premiers résultats, tout aussi spectaculaires, du détecteur d’éclairs - inédit en Europe - qu’emporte ce satellite. Une fois que l’ensemble de la flotte MTG sera en orbite, Eumetsat offrira les services météo les plus performants au monde.
Les satellites au service de l’observation des océans
SWOT © Thales Alenia Space/Imag[IN]
Les océanographes et hydrologues français et américains se sont associés, aux côtés de partenaires internationaux, pour développer SWOT, un satellite doté de nos altimètres-radar, afin d’effectuer la première étude des eaux de surface à l’échelle du globe, observer les plus infimes détails de la topographie des surfaces d’eau océaniques et continentales, et mesurer les variations des masses d’eau dans le temps. Lancé à l’initiative conjointe du CNES et de la NASA, et réalisé en grande partie par Thales Alenia Space en coopération avec la société américaine JPL (Jet Propulsion Laboratory), ce programme va révolutionner l’océanographie et l’hydrologie continentale. SWOT est doté d’un sous-système de rentrée contrôlée dans l’atmosphère qui évitera toute création de débris à l’issue de sa durée de vie en service. Son lancement est intervenu avec succès en décembre 2022. À l’instar de MTG-I1, le satellite SWOT est lui aussi entré en service et a commencé à livrer ses premières images en mars 2024. Il mesurera l’élévation du niveau des eaux sur la quasi-totalité de la surface du globe et fournira l’une des études les plus complètes à ce jour des eaux de surface de la Terre. Lacs, cours d’eau, réservoirs et océans… 90 % de ces eaux seront ainsi sondées grâce à ce bijou technologique en orbite.
IRIDE : un nouvel allié pour la Terre
IRIDE © Thales Alenia Space/Master Image Programmes
Actuellement en développement dans l’optique d’un déploiement complet en 2026, IRIDE est une constellation de satellites d’observation de la Terre lancée à l’initiative du gouvernement italien et financée dans le cadre du Plan national de relance et de résilience (PNRR). Sous l’égide de l’ESA avec le soutien de l’Agence spatiale italienne (ASI), le programme IRIDE est conçu comme une « constellation de constellations », autrement dit un système global comprenant plusieurs sous-constellations de satellites en orbite basse (LEO) faisant office de segment ascendant, une infrastructure sol d’exploitation (segment descendant) et les services dédiés à l’administration publique italienne (segment de service).
Le programme IRIDE inclut le développement et le lancement des satellites, et la fourniture des services associés. Basée sur différents types d’instruments et de technologies de télédétection, la constellation IRIDE couvrira un large spectre d’observation par imagerie radar (notamment SAR) et optique, dans diverses résolutions spatiales (de haute à moyenne) et dans différentes bandes de fréquences : panchromatique, multispectrale, hyperspectrale et infrarouge.
En plus des services fournis au gouvernement italien, IRIDE épaulera les forces de la protection civile et autres agences publiques chargées de la lutte contre l’instabilité hydrogéologique et les incendies de forêt, la protection du littoral, la surveillance des infrastructures sensibles, ainsi que la mesure de la qualité de l’air et des conditions météorologiques. Le système fournira en outre des données analytiques pour le développement d’applications commerciales par les start-ups, les PME et les autres secteurs de l’industrie.
Thales Alenia Space fabrique actuellement six satellites SAR et un satellite optique, tous basés sur la plateforme modulaire NIMBUS (New Italian Micro Bus), spécialement conçue pour les constellations à haute revisite et hautes capacités.