21 Février 2022

Programme Copernicus : déjà une décennie de surveillance de notre planète, et un futur très prometteur

En 1998, l’Union Européenne et l’Agence Spatiale Européenne lançaient le programme européen de Surveillance Mondiale pour l’Environnement et la Sécurité (Global Monitoring for Environment and Security – GMES). Ce programme devait fournir à l’Europe un accès indépendant aux informations liées à notre planète, et coordonner toutes ces données en un tout cohérent et efficace. Baptisé Copernicus en décembre 2012, ce programme s’est poursuivi avec succès jusqu’à aujourd’hui. Mais le meilleur est certainement à venir, et il se prépare dès aujourd’hui avec le colloque « Copernicus Horizon 2035 » qui s’est tenu du 16 au 17 février 2022 à Toulouse.

Le satellite Sentinel-2A lancé en 2015. Crédit : Airbus

L’objectif du programme européen Copernicus est de fournir des services opérationnels sur l’environnement et la sécurité qui reposent sur une grande quantité de données, principalement spatiales mais aussi in-situ. Ce programme, fondé sur une solide expertise scientifique, couvre pratiquement toute l’étendue des problématiques terrestres depuis l’espace, allant de la surveillance et la gestion des terres émergées, de l’environnement marin, de l’atmosphère, jusqu’aux interventions d'urgence, aux questions de sécurité et bien sûr les problématiques actuelles liées au changement climatique.

Pour cela, ce programme s’appuie sur une impressionnantes flotte de satellites. Scientifiques tout d’abord, comme par exemple le satellite SMOS, météorologiques ensuite (la famille des satellites Météosat en fait évidemment partie), mais surtout sur un ensemble de satellites construits et lancés spécifiquement répondre aux enjeux de sécurité et d’environnement de ce programme : les « sentinelles ».

Le programme Copernicus s’appuie sur toute une flotte de satellites en orbite autour de la Terre
Crédit : ESA

Chaque famille de satellite Sentinel (caractérisée par son numéro) utilise une technologie particulière pour récupérer de manière optimale des informations sur notre planète :

  • Sentinel-1 est une famille de satellites embarquant un radar permettant d’analyser la surface des terres émergées et des océans, quel que soit la météo et l’heure (jour et nuit).
  • Les satellites Sentinel-2 effectuent des images à haute résolution des sols dans le domaine de la lumière visible
  • Les Sentinel-3 fournissent des données optiques, radar et altimétriques très précises pour les services terrestres et maritimes
  • Sentinel-4 fournira des données sur la composition de l’atmosphère terrestre (il ne constitue pas un satellite à lui seul mais fait partie du satellite météorologie MTG-S dont le premier exemplaire doit être placé en orbite géostationnaire en 2023 par un lanceur Ariane 6)
  • Sentinel-5 sera aussi chargé du suivi de la composition de l’atmosphère. Placé, lui, en orbite polaire, il fournira des mesures précises de certains des constituants clés de l’atmosphère comme l’ozone, le dioxyde de soufre, le méthane ainsi que divers aérosols (un satellite « précurseur » Sentinel-5P est déjà en orbite depuis 2017)
  • Sentinel-6 fournit depuis 2020 des mesures de haute précision sur l’altitude de la surface des océans (océanographie et changement climatique). Son jumeau Sentinel-B devrait être lancé en 2025.

Rappelons aussi que les données de Copernicus sont libres et gratuites. Du décideur au citoyen, chacun peut y accéder. Pour cela, il existe des plateformes comme la Plateforme d’Exploitation des Produits Sentinel du CNES : PEPS.

Mesures de la concentration en dioxyde d’azote au-dessus de l’Europe entre le 13 mars et le 13 avril 2020 prises par le satellite SENTINEL 5P. On observe une baisse drastique d’émission suite aux mesures de confinement au début de la crise sanitaire du COVID-19.
Crédit : Copernicus-ESA

Le CNES, de par son expertise reconnue sur l’ensemble de la chaîne de la valeur, y joue un rôle important, pour les services, pour la technologie spatiale (optique, altimétrie, spectroscopie…) et pour l’accès et la valorisation des données (algorithmes, traitement de données et plateforme d’accès grand public). Il contribue, en outre, à une dizaine de missions complémentaires dans le programme Copernicus (les satellites SPOT, Pléiades, TOPEX/Poseidon, etc…)

Depuis 2014, huit satellites ont été mis en orbite autour de la Terre par l’Union européenne pour observer et surveiller la Terre. Six autres suivront d’ici 2029, dont un spécialisé dans le suivi des émissions de CO2, pour répondre à l’Accord de Paris sur les réductions de l’effet de serre.

Copernicus Horizon 2035

Le colloque « Copernicus Horizon 2035 » s’est tenu mercredi 16 et jeudi 17 février 2022 à Toulouse, dans le cadre de la présidence française de l’Union Européenne.

Les objectifs et le financement du programme Copernicus par l’Union Européenne (complétés par le budget de l’ESA) étant quasiment stabilisés pour la période 2021-2027, il est temps maintenant de poursuivre le développement de l’architecture de Copernicus au niveau de ses services et de la composante spatiale qui les alimente par ses données.

Mais comme nous dit Véronique Mariette, responsable du Programme Copernicus au CNES, il est très important de pouvoir assurer la continuité et l’évolution de ce programme opérationnel, au-delà de l’horizon 2027.
L’objectif du colloque « Copernicus Horizon 2035 » était donc de réfléchir à la suite du programme Copernicus sur la fin de cette décennie et le début de la suivante, en anticipant les besoins futurs des utilisateurs.

Des recommandations ont donc été émises lors de cet événement. Celles-ci définiront les grandes lignes à suivre :

Véronique Mariette, responsable du Programme Copernicus. Crédits : CNES

  • Nécessité d’une continuité améliorée des données de Copernicus, dans les décennies à venir.
  • Priorité du suivi du CO2 et de tous les outils permettant d’observer mais aussi de modéliser les conséquences du réchauffement climatique à l’échelle planétaire.
  • Avoir une information facilement utilisable par le citoyen, en développant des plateformes dédiées.
  • Anticiper la transition numérique, améliorer le stockage, la gestion, le traitement et la distribution d’une quantité considérable de données en des temps très courts, et pour cela s’appuyer sur de nouveaux outils comme les algorithmes de deep learning ou l’intelligence artificielle.
  • Aider au développement de missions spatiales contributrices (publiques et privées) ou constellations qui pourront, à l’avenir, être intégrées au programme Copernicus
  • Développer un business lié au marché des applications du programme Copernicus


Lauréats

Au cours de ce congrès étaient aussi annoncées les résultats des trois établissements lauréats du concours « Mettons le plastique à l’index », organisé par le CNES, Mines Paris Tech et l’Education Nationale.

Le plastique représentant 80 à 85% des déchets marins et les satellites Sentinel, avec leur période de revisite de 5 jours, ont le potentiel de les détecter.
En 2019, des radeaux assemblés de bouteilles en plastique ont été mis à l’eau pour des recherches scientifiques.

Les élèves de ce concours ont utilisé les données de Sentinel-2B de cette expérience et, en suivant un tutoriel co-écrit par Manon Nagy, étudiante de Mines Paris Tech, l’Education Nationale et le CNES, ont pu différentier la masse de plastique par rapport à celle de la surface de l’eau.

Les 3 établissements gagnants sont : le Lycée Gustave Eiffel de Bordeaux, le Gymnase Jean Sturm de Strasbourg et le Lycée Marcelin Berthelot de Toulouse.

Légendes : en haut, un radeau de bouteilles de plastique mis à la mer. Crédit : Kyriacos Themistocleous
En bas : image du satellite SENTINeL-2B et traitement d’image mettant en évidence le plastique flottant. Crédits : Copernicus/ESA

Contacts

Véronique Mariette
Responsable du Programme Copernicus, CNES
Mail : veronique.mariette [at] cnes.fr

Claire Tinel
Chargée de projets Éducation Environnement, CNES
Mail : claire.tinel [at] cnes.fr

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