Le drone Boréal AJS 3 est utilisé pour effectuer des mesures à très basse altitude au-dessus de la mer. Crédit :boréal-uas.com
Le Centre National de la Recherche Spatiale a récemment présenté deux projets de surveillance des émissions de gaz à effet de serre (CO
A l'échelle mondiale, ce n'est pas le premier programme de ce type à mesurer le changement climatique depuis l'espace :les satellites européens de la série Sentinel mesurent déjà un certain nombre de paramètres depuis le lancement de Sentinel-1A le 3 avril, 2014, sous l'égide de l'Agence spatiale européenne. Ces satellites font partie du programme Copernicus ( Système mondial de systèmes d'observation de la Terre ), menées à l'échelle mondiale.
Depuis Sentinelle-1A, les successeurs du satellite 1B, 2A, 2B et 3A ont été lancés avec succès. Ils sont chacun équipés de capteurs aux fonctions diverses. Pour les deux premiers satellites, il s'agit notamment d'un système d'imagerie radar, pour l'acquisition de données dites "tout temps", la longueur d'onde radar étant indifférente aux conditions nuageuses, que ce soit la nuit ou le jour. Les systèmes d'observation optique infrarouge permettent aux deux seconds satellites de surveiller la température des surfaces océaniques. Sentinel-3A dispose également de quatre capteurs installés pour mesurer la radiométrie, Température, l'altimétrie et la topographie des surfaces (océaniques et terrestres).
Le lancement de ces satellites s'appuie sur les nombreuses missions spatiales déjà en place à l'échelle européenne et mondiale. Les données qu'ils enregistrent et transmettent permettent aux chercheurs d'accéder à de nombreux paramètres, nous montrant le « pouls » de la planète. Ces données concernent en partie l'océan – les vagues, vent, courants, températures et plus - montrant l'évolution des grandes masses d'eau. L'océan agit comme un moteur du climat et même de petites variations sont directement liées aux changements de l'atmosphère, dont les conséquences peuvent parfois être dramatiques, y compris les ouragans. Les données collectées par les capteurs pour les surfaces continentales concernent les variations d'humidité et de couverture du sol, dont les conséquences peuvent aussi être importantes (sécheresse, la déforestation, biodiversité, etc.).
Des masses de données à traiter
Le traitement des données collectées par les satellites s'effectue à plusieurs niveaux, allant des laboratoires de recherche aux usages plus opérationnels, sans oublier l'activité de mise en forme réalisée par l'Agence Spatiale Européenne.
La communauté scientifique se concentre de plus en plus sur les « variables essentielles » (physiques, biologique, chimique, etc.) tels que définis par les groupes travaillant sur le changement climatique (notamment le SMOC dans les années 1990). Ils tentent de définir une mesure ou un groupe de mesures (la variable) qui contribuera à la caractérisation du climat de manière critique.
Il y a, bien sûr, un nombre considérable de variables suffisamment précises pour être transformées en indicateurs permettant de confirmer l'atteinte ou non des objectifs de développement durable de l'ONU.
L'identification de ces « variables essentielles » peut être réalisée après traitement des données, en combinant cela avec des données obtenues par une multitude d'autres capteurs, si ceux-ci sont situés sur la Terre, sous la mer ou dans les airs. Les progrès techniques (comme les images à haute résolution spatiale ou temporelle) nous permettent d'utiliser des mesures de plus en plus précises.
Le programme Sentinelle intervient dans de multiples domaines d'application, dont :la protection de l'environnement, gestion urbaine, l'aménagement du territoire au niveau régional et local, agriculture, sylviculture, faire de la pêche, soins de santé, transport, le développement durable, la protection civile et même le tourisme. Parmi toutes ces préoccupations, le changement climatique est au centre de l'attention du programme.
L'effort de l'Europe a été considérable, représentant un investissement de plus de 4 milliards d'euros entre 2014 et 2020. Cependant, le projet a également un potentiel économique très important, notamment en termes d'innovation et de création d'emplois :des gains économiques de l'ordre de 30 millions d'euros sont attendus d'ici 2030.
Comment naviguer dans ces océans de données ?
Des chercheurs, ainsi que des acteurs clés du monde socio-économique, sont constamment à la recherche d'observations plus précises et plus complètes. Cependant, avec une couverture d'observation spatiale croissante au fil des ans, la masse de données obtenues devient assez écrasante.
Considérant qu'un smartphone contient une mémoire de plusieurs gigaoctets, l'observation spatiale génère des pétaoctets de données à stocker; et bientôt nous parlerons peut-être même en exaoctets, C'est, en milliers de milliards d'octets. Il nous faut donc développer des méthodes pour naviguer dans ces océans de données, tout en gardant à l'esprit que les informations en question ne représentent qu'une fraction de ce qui existe. Même avec des masses de données disponibles, le nombre de variables essentielles est en fait relativement faible.
Identifier les phénomènes à la surface de la Terre
Les développements les plus récents visent à identifier les meilleures méthodes possibles pour identifier les phénomènes, en utilisant des signaux et des images représentant une zone particulière de la Terre. Ces phénomènes comprennent les vagues et les courants à la surface des océans, caractérisant les forêts, humide, zones côtières ou inondables, l'expansion urbaine dans les zones terrestres, etc. Toutes ces informations peuvent nous aider à prévoir des phénomènes extrêmes (ouragans), et gérer les situations post-catastrophe (tremblements de terre, tsunamis) ou surveiller la biodiversité.
L'énorme et dévastateur #napafire vu par #OLCI le 9 octobre #Sentinel3 @CopernicusEU @CopernicusEMS @ESA_EO @USGS pic.twitter.com/e2P8QG7nfj
L'étape suivante consiste à automatiser les traitements en développant des algorithmes qui permettraient aux ordinateurs de retrouver les variables pertinentes dans le plus de bases de données possible. Il convient alors d'y ajouter des paramètres intrinsèques et des informations du plus haut niveau, tels que des modèles physiques, comportement humain et réseaux sociaux.
Cette approche pluridisciplinaire constitue une tendance originale qui devrait permettre de qualifier plus concrètement la notion de « changement climatique », aller au-delà des simples mesures pour pouvoir répondre aux principales personnes concernées, c'est-à-dire nous tous.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original. 
