Le satellite assure une couverture globale

Dossier : Géo-information et SociétéMagazine N°662 Février 2011
Par Alain BAUDOIN (66)
Par Philippe MUNIER (72)

REPÈRES

REPÈRES
L’observation est devenue aérienne en 1858 avec Félix Tournachon, dit Nadar, et ses premières photographies prises d’un ballon. Dès 1959 les satellites américains Key Hole et les sondes soviétiques Cosmos prenaient des images à des fins de renseignement militaire. Il faut attendre 1972 pour qu’un satellite dédié à l’étude des ressources terrestres, ERTS (Earth Resources Technological Satellite), soit lancé par la NASA. Ses images d’une résolution de 80 m furent les premières à être diffusées dans le monde entier. Depuis, de nombreuses agences spatiales ont également développé des programmes d’observation de la Terre, notamment le CNES qui a développé 5 satellites Spot et 4 satellites Helios, l’ESA avec ERS1 et 2, Envisat, SMOS et Cryosat, sans oublier les satellites développés pour Eumetsat : 7 Météosat, 2MSG, 1MetOp. Mentionnons aussi des programmes indiens et japonais.

La France pionnière en matière d’observation
1986 : Spot 1, premier satellite civil à 10m de résolution (NB) et 20 m (couleurs).
1998 : Spot 4, premier instrument d’observation globale de la végétation à 1 km de résolution.
2002 : Spot 5, premier instrument dédié à la cartographie précise 3D (10 m) du globe.

Les satellites réalisent des prises de vues avec des capteurs optiques analysant le rayonnement solaire réfléchi par le sol dans un plus ou moins grand nombre de bandes spectrales. Ils peuvent également utiliser des radars.

Les premiers offrent l’avantage d’une interprétation plus facile et d’une plus grande richesse d’informations sur la biosphère, les seconds permettent des observations de jour comme de nuit et au travers des nuages.

Une couverture globale

Il faut compléter l’observation spatiale par des mesures terrestres et aéroportées

Les satellites offrent un certain nombre d’avantages : couverture globale de la surface terrestre, vision synoptique de larges territoires, discrétion des observations en s’affranchissant des frontières, etc. Mais l’observation spatiale fournit rarement l’intégralité des données nécessaires pour fournir une information pertinente. Il faut presque toujours la compléter par des données et mesures terrestres et aéroportées.

Depuis Spot 1 lancé en 1986, les cinq satellites de la filière ont acquis plusieurs millions d’images, couvrant ainsi tous les continents. Sur ces cinq satellites, deux sont encore opérationnels, Spot 4 et Spot 5. La société Spot Image, créée en 1981, est devenue le premier distributeur d’images spatiales au monde, allant jusqu’à bénéficier de contrats importants de la part de la défense américaine au moment de la guerre du Golfe.

Pas de marché commercial

Une modélisation 3D
L’instrument HRS de Spot 5 réalise des couples stéréoscopiques sur une bande de 120 km de large. Grâce à des méthodes de traitement développées par l’IGN il est possible de calculer l’altitude du sol avec une précision d’environ 7m. Plus de 50 millions de km2 sont déjà couverts par le produit « Reference 3D », coédité par Spot Image et l’IGN.

Après avoir espéré un développement du marché commercial suffisant pour rentabiliser les investissements consentis pour développer les infrastructures spatiales, à l’instar de ce qui s’est passé dans le secteur des télécommunications, il a fallu admettre que cela était très difficile.

Les sociétés privées américaines qui développent et exploitent les satellites THR vivent d’abord des commandes très importantes de la défense américaine. La majorité des utilisateurs des systèmes comme Spot sont encore des organismes publics. L’ESA a, pour sa part, adopté une politique d’accès libre et gratuit aux données de ses futurs systèmes, les Sentinelles.

Un plan gouvernemental
Le ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de la Mer prépare un plan d’applications satellitaires destiné à favoriser l’usage des données d’origine spatiale. Des actions de sensibilisation, de développement des compétences et des bonnes pratiques doivent être mises en oeuvre au sein des différentes directions du Ministère pour profiter notamment des nouvelles sources de données (Pléiades, GMES).
Le satellite paysan
8 000 agriculteurs français utilisent Farmstar, un service proposé par Infoterra, filiale d’EADS, associé à la Société Arvalis-Institut du végétal, pour améliorer la rentabilité tout en respectant l’environnement. Les images du satellite Spot 5 associées à des données climatiques et agronomiques leur permettent de mieux doser les apports d’engrais, suivre le développement des cultures et traiter les problèmes phytosanitaires.

Des coopérations internationales

La majorité des utilisateurs des systèmes comme Spot sont encore des organismes publics

Une orbite qui suit le Soleil
Pour optimiser ses observations, le satellite est le plus souvent placé sur une orbite qui répond à des exigences particulières : elle doit être quasi circulaire pour que le satellite reste à la même distance du sol et que la résolution des images ne varie pas trop. Elle est héliosynchrone, ce qui signifie que le plan orbital tourne de 360° en un an, pour avoir chaque jour, à une latitude donnée, la même heure solaire d’observation.

La poursuite du programme Spot est assurée à la fois par le CNES qui développe Pléiades avec un financement essentiellement étatique et par Astrium qui finance Spot 6 et Spot 7.

Pléiades est la composante optique du programme Orfeo qui fait l’objet d’un accord intergouvernemental franco-italien. Le développement des deux satellites Pléiades fait l’objet d’une coopération avec l’Autriche, la Belgique, l’Espagne et la Suède. Pléiades sera exploité conjointement par un opérateur civil, Spot Image, et par le ministère de la Défense.

Après trente ans d’investissements dans la filière Spot, couronnée par le succès technique et commercial de Spot 5, le CNES passe le relais à l’industrie, en cédant ses parts dans le capital de l’opérateur Spot Image à Astrium. Suite logique, mais aussi première mondiale, Astrium et Spot Image financent sur fonds propres Spot 6 et Spot 7, assurant ainsi la pérennité de l’approvisionnement en images à large champ des nombreux clients utilisateurs d’images.

Un programme européen de surveillance mondiale
La mise en œuvre initiale du programme de surveillance mondiale pour l’environnement et la sécurité (GMES) pour la période 2011-2013 vient d’être adoptée par le Parlement européen. GMES doit assurer la surveillance continue de l’état physique des océans et des écosystèmes marins, le contrôle de la qualité de l’air et de la composition chimique de l’atmosphère, et le suivi de l’occupation des sols et des écosystèmes terrestres. GMES doit également améliorer la gestion des situations d’urgence et des réponses humanitaires et apporter des informations utiles dans le domaine de la sécurité, en particulier la surveillance maritime, le contrôle des frontières et l’appui aux actions extérieures de l’Union. Il sera enfin possible d’améliorer les connaissances sur le changement climatique et d’anticiper ses effets grâce à la mise à disposition d’indicateurs basés sur de longues séries de données et à l’élaboration de scénarios d’évolution.

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