Les usages

Environnement

Les satellites sont utilisés au quotidien pour inventorier, surveiller et protéger les ressources de notre planète. La gestion durable des ressources naturelles mondiales doit permettre leur renouvellement naturel et leur conservation sans surexploitation.
Cette gestion est une des conditions pour la survie de l’humanité et des autres espèces.
Les satellites interviennent dans une multitude d’applications liées à la gestion des ressources. Quelques exemples sont donnés ici dans les domaines de la gestion de l’eau, des ressources minières, de la végétation, des forêts, de la pollution, des océans ainsi que de la pêche.
Par ailleurs, les satellites jouent aussi un rôle non négligeable dans la gestion des catastrophes naturelles.

Hydrologie

L’eau est une ressource inestimable. Dans de nombreuses régions, comme par exemple le Sahel en Afrique, l’autosuffisance alimentaire est conditionnée par une gestion rationnelle des ressources en eau.
Ailleurs, la question du partage des eaux d’un fleuve posera des problèmes.
Les satellites (SMOS, SWOT,Topex/Poseidon, ERS-1& 2, ENVISAT, Jason-1 et GFO) permettent, suivant le cas, de visualiser l’eau sous ses différentes formes et ses quantités (humidité des sols, fleuves, lacs, eaux souterraines, neige, glaces …). Ces informations sont utiles pour l’irrigation, la gestion des inondations et des besoins en eau potable.

SWOT la vigie des eaux © CNES

Géologie

Par des mesures hyper-spectrales ou liées au positionnement, les satellites permettent de détecter des ressources minières et pétrolières et de participer à leur exploitation.
Les radars embarqués, les instruments optiques et les GPS donnent des informations géophysiques sur l’état des terrains, l’altitude et l’environnement, permettant ainsi une cartographie plus précise.

Les logiciels évaluent le volume de minerai extrait en comparant deux photos.

Végétation

La gestion des ressources liées à la végétation, en dehors de l’agriculture ou de la sylviculture, passe par la lutte contre la spéculation sur les ressources agricoles (blé, soja, riz), la lutte contre la déforestation mais aussi par leur évolution au cours du temps.
La cartographie et l’inventaire de la végétation terrestre permettent de gérer mondialement ces ressources.
Que ce soit pour répertorier les arbres ou pour surveiller la déforestation, les satellites sont de plus en plus utilisés.

D’après Greenpeace, près de 7 900 km2 de forêt amazonienne ont été déboisés entre les mois d’août 2017 et de juillet 2018, soit environ 1 million de terrain de foot.

Quand l’imagerie satellite vient au secours des forêts tropicales (projet Starling)

L’ESA développe le satellite Biomass dont la mission est de cartographier la quantité de carbone stockée dans les forêts et son évolution dans le temps. Son lancement est prévu en 2022.

Faune

Pour protéger la biodiversité, il est nécessaire de comprendre le comportement des animaux en connaissant leurs déplacements et leur adaptation au milieu environnant. Le système ARGOS suit environ 4500 oiseaux, 2000 mammifères terrestres et 1800 animaux marins. De plus, souvent, ces animaux aident à collecter des données dans des milieux où l’Homme n’a pas beaucoup d’accès.

Depuis une dizaine d’années, les éléphants de mer équipés de balises Argos sont un formidable outil pour étudier l’océan Austral. Le point avec Christophe Guinet, chercheur au CNRS.

Le manchot royal est étudié depuis près de 25 ans par Charles-André Bost, directeur de recherche au CNRS de Chizé (79)

Océanographie

Le climat impacte notre environnement et son étude est très importante pour anticiper les changements climatiques. De nombreuses recherches sont faites sur le sujet en particulier à l’aide des données des satellites de météorologie mais aussi par les satellites qui étudient le comportement des océans.
Les satellites permettent donc d’observer, d’informer en apportant des preuves tangibles sur l’évolution des océans et donc du climat. Mais il revient ensuite aux pouvoirs publics de prendre les décisions.

L’observation satellitaire des océans est indispensable pour anticiper et assurer notre avenir : 26 des variables climatiques sur 50 ne peuvent être mesurées que depuis l’Espace.

Les satellites ont permis de détecter une élévation du niveau des océans de 3,2 mm/an en 2017. Cette élévation s’accélère avec le temps et aura un impact important sur les zones littorales. Elle est causée par la dilatation du volume des mers qui se réchauffent, par la fonte des glaciers et des calottes polaires très marquée en Antarctique et au Groenland depuis 25 ans.

Vue d’artiste de la flotte des satellites TOPEX/Poseïdon et Jason

En 2021, le nouveau satellite océanographique SWOT (Surface Water Ocean Topography) poursuivra le programme d’observation des océans mais s’intéressera aussi aux zones d’eaux douces en mesurant très finement le stockage d’eau des zones humides, des lacs et en surveillant le débit des fleuves.

Destiné à l’étude topographique des océans et eaux de surface continentales, SWOT comprendra à la fois une mission d’océanographie et d’hydrologie. Dans la continuité des missions Jason 1-2-3, SWOT sera porteur d’innovations technologiques en rupture dans le domaine de l’altimétrie.

Pêche

Les pêcheurs s’appuient sur les cartes de couleur des océans et de température de surface de la mer données par des satellites comme METOP pour repérer les zones de pêche les plus favorables à la présence des espèces recherchées.
D’autres données spatiales (positionnement, observation) permettent la mise en place d’une meilleure gestion des océans, de gérer les conflits entre pêche artisanale et pêche industrielle et permettent de lutter contre la pêche illégale.

Pollutions

La pollution de notre environnement a bien des sources différentes mais est toujours un problème crucial qui impacte l’ensemble des habitants de notre planète.
Elle peut se trouver dans l’atmosphère : cendres de volcanspolluants d’origine anthropique, ou au sol et peut aussi être vue par satellite : marée noire en mer, polluants dans les rivières, déchets.
Les satellites sont mobilisés en particulier pour identifier les pollueurs.

La pollution lumineuse a un impact insoupçonné sur les écosystèmes (reproduction de la flore, vol des oiseaux migrateurs,…) mais aussi sur l’Homme car elle rompt l’alternance naturelle du jour et de la nuit.

Toutes ces pollutions peuvent être analysées et suivies en étudiant les données fournies par les satellites.

Pollution de l’atmosphère ©CNES
Le sondeur infrarouge donne les valeurs des polluants dus à l’Homme dans l’atmosphère tels que le CO et le SO2, l’ammoniac (NH3) et des aérosols de sulfates d’ammonium.

Images du satellite Copernicus Sentinel-5P
Selon l’Agence Spatiale Européenne, des images satellites montrent que le confinement lié au Covid-19 a fait baisser la pollution atmosphérique en Europe.

Catastrophes naturelles

Charte-catastrophes

La Charte internationale « Espace et Catastrophes Majeures » fournit régulièrement et gratuitement des images satellites aux pays victimes de catastrophes naturelles pour les aider à organiser les secours. Les 17 membres de la Charte sont en grande majorité des agences spatiales qui mettent en commun leurs services.
Les catastrophes prises en compte sont des tremblements de terre, des tsunamis, des inondations, des tempêtes, des éruptions volcaniques, des feux de forêts mais aussi des épidémies comme Ebola.
Attention : Les éclosions de maladies à l’échelle épidémique peuvent être cartographiées à l’aide d’imagerie satellite mais les satellites ne peuvent pas voir la maladie. L’imagerie peut être utilisée en coordination avec des rapports in situ pour produire des cartes de la zone affectée; identifier les hôpitaux locaux et les infrastructures d’intervention d’urgence.
Depuis sa création en 2000, la Charte a été activée 650 fois par un total de 126 pays et a mobilisé 61 satellites (données d’avril 2020).
Les services satellitaires utilisés vont des télécommunications, au positionnement en passant par ceux liés à l’observation de la Terre.

Les risques telluriques sont surveillés par les satellites. Pour l’instant ils ne sont pas prévus mais seulement observés : les données radar permettent de voir les mouvements du sol, les données optiques les failles, les données GPS donnent la position exacte des lieux. Les images permettent l’identification des dégâts, des points d’eau (observation optique) et des déformations du terrain (radar).

Katmandou, classée au patrimoine mondial de l’UNESCO, avant et après le séisme d’avril 2015 (Satellite Pléiades – Images du 29 novembre 2014 et du 27 avril 2015, deux jours après le séisme – Copyright CNES – Distribution Airbus Defence and Space).

A partir d’images satellites, il faut créer de vraies cartes pour que les humanitaires puissent évaluer les dégâts et se déplacer plus facilement. Les satellites contribuent à la transmission d’informations (télécommunication), à la visualisation de zones inondables (observation). Ils permettent donc d’adapter les comportements en fonction de la réalité du terrain afin d’optimiser l’assistance et l’aide aux populations.

Inondation en Zambie en mars 2020 : de l’image satellite à son exploitation opérationnelle.

Pleiades © CNES (2020) – Distribution: Airbus Defence and Space

Copyright: Suomi-NPP and NOAA-20 © NOAA 2020

Incendie en Australie en 2019 : la zone orange identifie la zone déjà brulée. Les feux encore actifs sont en rouge.

Copyright: Sentinel-2 © Contains modified Copernicus Sentinel data (2019)
Landsat 8 data and products © USGS (2019) – All rights reserved
Map produced by Copernicus EMS

Les utilisateurs des satellites

L’Europe a lancé le programme COPERNICUS (ancien GMES – Global Monitoring for Environment and Security) pour développer des outils et services novateurs, alliant techniques spatiales, terrestres et aéroportées qui permettront de mieux gérer notre planète.

L’exploitation des images fait l’objet d’améliorations continues. Cette activité est soutenue par de nombreux laboratoires de recherche et de comités internationaux :

CEOSLe CEOS, Committee on Earth Observation Satellites, qui regroupe 31 agences spatiales, coordonne les programmes d’utilisation des données d’observation et favorise le partage d’outils, le transfert de technologies en renforçant l’éducation et la formation.

CESBIOLe CESBIO, Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère, a pour vocation de développer les connaissances sur le fonctionnement et la dynamique de la Biosphère continentale à différentes échelles spatiales et temporelles.

LEGOSLe LEGOS, Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales, a pour activités de recherche les sciences de l’environnement, en particulier l’étude du cycle de l’eau et de la variabilité climatique dans leurs composantes océanique, hydrologique, cryosphérique et atmosphérique.

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