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Envisat : Le satellite Européen pour l'environnement

Envisat

 

 

Les équipes GOMOS et MERIS ont présentés des résultats issus du retraitement des données ENVISAT 2002-2003 lundi 17 Mai 2004. Cet événement s'est déroulé à la Société ACRI, 260 Route du Pin Montard à Sophia Antipolis sous les auspices de l'Agence Spatiale Européenne. Cette manifestation avait à la fois un caractère scientifique (présentations données par les experts et les ingénieurs sur les mesures et les découvertes océaniques et atmosphériques qu'elles ont générées ou pourraient faciliter) et un caractère grand public et formateur avec des représentations pédagogiques des principaux résultats obtenus à ce jour.

 

Envisat : Le satellite de l'Agence Spatiale Européenne pour l'observation de la Terre
Envisat est l'instrument le plus performant jamais conçu pour surveiller l'état de notre planète et l'impact de nos activités.
Envisat qui produit chaque jour un nombre suffisant de données digitales pour remplir les disques durs de 500 ordinateurs, observe la Terre en fournissant des détails et une richesse d'informations sans précédent. Le satellite comprend dix instruments de mesure alimentés par un panneau solaire de 70 mètres carrés produisant 6kw d'électricité.
Envisat permet de visualiser la terre d'une nouvelle façon en intégrant les données provenant de sources différentes. La longue durée de vie d'Envisat combinée aux données provenant des satellites ERS-1 et -2 de l'ESA, permettra aux experts de créer des images quadri-dimensionnelles montrant l'évolution des phénomènes environnementaux complexes à l'échelle de plus d'une décennie. Fiche technique Envisat

 

Envisat

Mesures en mm à partir de 800 km
Le radar à Ouverture Synthétique ASAR à bord d'Envisat permet d'imager la surface terrestre avec une précision de quelques mètres. En combinant les images provenant de deux orbites, en utilisant une technique dite interférométrie, Envisat permettra de mesurer l'affaissement d'une ville, la pente d'un volcan ou bien les déformations subies par un glacier, même si le mouvement n'est que de quelques centimètres. En identifiant certaines caractéristiques telles que rochers ou bâtiments qui peuvent être détectés sur chaque image, l'interférométrie permet même de mesurer des mouvements millimétriques à partir d'une altitude de 800 km. Des expérimentations conduites à Londres, Rome et Paris ont montré que des mouvements du terrain de l'ordre de quelques millimètres par an, peuvent être observés grâce aux données radar. Ces données, qui sont disponible rapidement, représentent un outil essentiel pour les équipes de la protection civile, les géologues et les ingénieurs du génie civil.
Envisat


La véritable forme de la Terre
De sa position privilegiée en altitude, Envisat peut voir le fond de la mer. Même si aucun de ses capteurs ne peut pénétrer en profondeur dans l'océan, la forme du fond de la mer peut être retracée. Envisat dispose d'un radar altimètre qui établit son altitude exacte par rapport à la surface du terrain ou de la mer tandis que sont contrôlées tout le long de son parcours orbital et avec une précision de quelques centimètres la position et la vitesse du satellite. Les lois de la gravité prévoient qu'en l'absence de vent, d'ondes ou de courants, la surface de l'océan pourrait refléter, sur échelle réduite, le relief du fond marin côtier. En associant les données de l'altimètre et ses données de positionnement, Envisat permet la mesure du profil global du fond de la mer. Des techniques similaires permettent de suivre les traces des plaques de glace aux pôles et la topographie des terres émergées. En 35 jours seulement Envisat sera à même de nous aider à construire un tableau plus précis de la véritable forme de la Terre par rapport à des siècles de sondages en profondeur, de mesures d'altitude et de difficiles campagnes de cartographie.
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Surveiller l'océan vivant
Les mers vivent grâce à des organismes monocellulaires dits phytoplancton. Ces créatures microscopiques représentent la majorité de la biomasse dans les océans et exercent une influence sur le climat de notre planète plus forte que tout autre être vivant. Il suffit de prendre un microscope pour observer un phytoplancton individuel, mais les signaux provenant de milliards de particules peuvent être détectés à partir de l'espace. "La prolifération des algues" se produit lorsque l'eau de mer riche en matières nutritives et températures se combinent et provoquent une production massive de phytoplancton. L'instrument MERIS d'Envisat est spécialisé dans la couleur de l'océan. MERIS permet de reconnaître le changement de tonalité du bleu-vert au rouge-rouille ou jaune caractéristique de la prolifération des algues. Cette prolifération peut être l'indication de la pollution ou bien un signe du changement local du climat. Les deux phénomènes sont un avertissement de la modification de l'environnement et doivent être surveillés en continu.
Envisat

Le plus grand fleuve du monde
En silence, un fleuve trente fois plus grand que tous les autres fleuves de la Terre coule à travers nos océans. Ce système immense de courants exerce une influence importante sur notre climat, sans laquelle la Bretagne serait Spitzberg et Paris aussi froid que la Baie d'Hudson. Le Gulf Stream constitue la partie d'un courant global en circulation qui relie l'Océan Atlantique, l'Océan Indien et l'Océan Pacifique, et a besoin de cent ans environ pour compléter son circuit. Envisat observe ce fleuve invisible, ses instruments pourront détecter les modifications de la température des océans et la vitesse produite par les flux de l'eau plus chaude en surface et les tourbillons et les remous du courant. Il est très important de surveiller ce courant global compte tenu de son influence immense sur les conditions météorologiques et sur notre climat.
Envisat

La combustion de la biomasse
Les incendies des forêts gigantesques qui ont frappé l'Asie sud-orientale en 1997/98 ont couvert toute la région d'un manteau de fumée. Mais chaque année, un grand nombre de forêts brûlent en introduisant du bioxyde d'azote, des cendres fines et une ample variété de traces de produits chimiques dans l'atmosphère. Ces incendies - quelques-uns naturels, les autres provoqués par l'homme - dévastent d'amples zones de forêts, dont quelques-unes se trouvent dans des zones très éloignées, où il est rarement possible de donner l'alerte. Envisat est à même de détecter les incendies en utilisant la capacité de détection de AATSR, qui peut identifier le signal infrarouge des flammes et suivre les effets des particules de fumée qui flottent dans les couches les plus élevées de l'atmosphère. La quantité de produits chimiques obtenus, lorsque de la matière organique brûle, peut être mesurée par SCIAMACHY. Bientôt Envisat deviendra un "vigile à l'échelle globale" et aidera les sapeurs pompiers dans leur lutte contre les incendies.
Envisat Des ondes à l'intérieur de l'Océan
Au dessous de la surface turbulente de l'Océan, il n'existe pas de profondeurs calmes mais des mouvements de la mer avec des hauteurs jusqu'à 50 m et des longueurs d'onde allant de quelques centaines de mètres à plusieurs dizaines de kilomètres. Ces ondes intérieures, se produisant à la limite entre les couches d'eau ayant des caractéristiques différentes, peuvent avoir des effets importants et perturber les opérations des plates-formes de forage. Même si les ondes ne peuvent êtres vues, elles laissent un signe en surface, qui peut être reconnu à partir du radar à ouverture synthétique d'Envisat. L'interaction entre les ondes profondes et les courants en surface modifient la rugosité de la surface des océans. Ces effets ne peuvent pas être détectés par l'oeil humain, mais sont significatifs pour les ondes radioélectriques détectés par l'instrument ASAR. La tâche essentielle d'Envisat est précisément celle d'examiner ces ondes et d'autres caractéristiques dynamiques des océans du monde.

 

Les différents capteurs pouvant être installés à bord d'Envisat sont :
ASAR
Radar à Synthèse d'Ouverture
Il utilise les signaux pour cartographier la surface de la planète en détail ou en vues d'ensemble pour déterminer la forme du terrain, les profils des vagues et des bancs de glace, l'utilisation du terrain et les types de végétation et des caractéristiques de la surface.
MERIS
Spectromètre imageur à résolution moyenne
Il crée des images de la surface terrestre et des nuages en captant la lumière visible et du proche infrarouge. Ainsi il détermine la "couleur" exacte des océans et des eaux côtières, qui reflète l'activité biologique et autres processus ; il suit les nuages et détecte la vapeur d'eau invisible dans l'atmosphère; il identifie les plantes à des stades différents de leur croissance ; enfin il mesure les niveaux de chlorophylle, permettant ainsi de calculer la quantité de biomasse végétale.
RA-2 et MWR
Altimètre radar et radiomètre à hyper-fréquences
Il mesure l'altitude du satellite ( autour de 800 km ) avec une précision de 4,5 cm. Intégrées avec les données exactes sur le parcours orbital provenant de DORIS, les mesures de RA-2 fournissent un profil de la surface de la mer ou de la glace, et même des informations sur les vagues et la vitesse du vent. Le MWR mesure la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère, afin de corriger les signaux radar du RA-2 pour obtenir la meilleure précision possible.
GOMOS
Instrument de surveillance globale de la couche d'ozone par occultation stellaire.
Il suit les traces des étoiles et observe leurs spectres lumineux à travers l'atmosphère. Capable de construire les profils verticaux de la vapeur d'eau et de l'ozone à travers l'atmosphère à partir d'altitudes de 20-100 km, il produit autant de données qu'un réseau de 360 stations au sol.
MIPAS
Sondeur atmosphérique passif à interférométrie de Michelson
Observant l'atmosphère dans le moyen infrarouge, il détermine les profils d'une série de traces gazeuses différentes, et est capable de dépister les polluants industriels et les gaz à effet de serre et ainsi contribuer à une meilleure compréhension de la chimie atmosphérique.
AATSR
Radiomètre à balayage conique le long de la trace
Il balaie la surface terrestre à plusieurs fréquences infrarouges et visible pour en déterminer avec précision la température. En plus de mesurer la température des océans avec une précision de 0,3 degré C et de détecter des feux de forêts, il permet de cartographier la végétation.
DORIS et système de rétroréflecteurs laser
Orbitographie Doppler et radio positionnement intégré par satellite.
Il mesure la position et la vitesse orbitales du satellite avec une précision de 4,5 cm et de 0,4 mm/s respectivement. Avec l'altimètre radar il permet de cartographier la surface des océans et d'obtenir des cartes du champ de gravité du fond de la mer et des cartes d'altitude du terrain. Le réflecteur laser permet de calibrer DORIS et RA-2.
SCIAMACHY
Spectromètre d'absorption imageur à balayage pour la cartographie de l'atmosphère
Il cartographie l'atmosphère à travers une gamme très ample de longueurs d'onde, ce qui permet de détecter les traces gazeuses, l'ozone et les gaz correspondants, les nuages et les particules de poussière. Il fournit les quantités totales de gaz et leur profil dans l'atmosphère et permettra d'examiner de nombreux aspects de la chimie atmosphérique, y compris les effets des incendies des forêts, la pollution industrielle, la brume arctique, les tempêtes de poussière et les éruptions volcaniques.

 

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M.M.