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Envisat
: Le satellite Européen pour l'environnement

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

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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.
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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.
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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.
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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.
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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. |
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Les
différents capteurs pouvant être installés à
bord d'Envisat sont :
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ASAR
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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. |
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MERIS
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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. |
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RA-2
et MWR
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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. |
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GOMOS
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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. |
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MIPAS
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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. |
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AATSR
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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. |
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DORIS
et système de rétroréflecteurs laser
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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. |
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SCIAMACHY
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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.
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