Envisat, satellite européen d'étude de l'environnement

Envisat, artist's impression
13 novembre 2001

Ariane-5 lancera au début de l'année 2002, de Kourou, en Guyane française, le plus grand et le plus élaboré des satellites d'observation de la Terre qui ait jamais été construit en Europe. ENVISAT transmettra de ses 800 km d'altitude des images et données qui devraient aider à mieux appréhender les mécanismes à l'œuvre sur notre planète et à la protéger plus efficacement.

Des experts de l'ESTEC, centre scientifique et technique de l'Agence spatiale européenne implanté à Noordwijk aux Pays-Bas, ont conçu un projet d'observation de la Terre très ambitieux qui a débouché sur la réalisation de ce satellite de la taille d'un semi-remorque. Coût : 2,3 millions d'euros. Selon Jacques Louet, Chef du projet, la construction de ce satellite, qui emportera à son bord plus d'instruments de mesure qu'aucun autre, a représenté "un véritable défi pour l'ESA et pour l'Europe".

Envisat - artist's impression
Envisat - artist's impression

C'est en 1988 qu'il a été décidé de réaliser un projet de "plate-forme polaire". Au début des années 1990, il a été baptisé ENVISAT (ENVIronmental SATellite). Chargé d'étudier l'environnement terrestre, ce satellite, qui amasse en une heure autant de données qu'il en faut pour remplir les disques durs de plusieurs PC, permettra de visualiser des processus complexes comme les proliférations d'algues et de donner l'alerte en cas de catastrophe naturelle. Il a fallu affréter trois avions cargos, un Antonov russe et deux Boeing 707 pour livrer jusqu'à son site de lancement le satellite ENVISAT équipé du panneau solaire de 14 x 4,5 m qui doit lui fournir une puissance de 6,6 kW.

Cette plate-forme spatiale transmettra des millions de bits de données à la station-sol ESA de Kiruna en Suède et ainsi qu’à la station italienne de Fucino ou au satellite relais ARTEMIS posté en orbite géostationnaire à 36.000 km de la Terre. ENVISAT enregistrera les moindres mouvements de la croûte terrestre et détectera les inondations, coulées de boue, avalanches et tempêtes. Il surveillera les glaces polaires et le niveau des océans, il détectera El Niño avant qu'il ne prenne toute son ampleur dans l'océan Pacifique ; il mesurera la couche d'ozone, il repérera les incendies dans la savane et la forêt équatoriale et localisera les cours d'eau souterrains dans les déserts.

Michael Rast, docteur en géologie, qui travaille à la Direction de l'observation de la Terre de l'ESA surnomme ENVISAT le "prophète de l'espace". Ce scientifique allemand sait, et pas seulement depuis la conférence de Rio et le protocole de Kyoto, que les hommes politiques s'appuient sur des données bien fragiles lorsqu'ils polémiquent sur la production de gaz à effet de serre. ENVISAT, lui, livrera des données factuelles. "L'IPCC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat), nous expose M. Rast, a constaté que "nous ne comprenons pas dans toute leur finesse les processus qui modèlent notre environnement et qu'il nous faut poursuivre les mesures et les travaux de recherche. Et ces recherches", explique-t-il, "nous devons pouvoir les appuyer sur des ensembles de données fiables et sur de solides fondements quantitatifs".

The Kiruna S-band and X-band station
The Kiruna S-band and X-band station

Les fonctions de commande et de contrôle d'ENVISAT seront assurées par le centre de contrôle de l'ESOC à Darmstadt. ENVISAT tourne autour de la Terre en 100 minutes, accomplit ainsi 14 révolutions par jour et décrit la même orbite tous les 35 jours. Il est en mesure d'établir une carte complète de la planète en trois jours. "Ce que nous voulons" explique M. Rast, "c'est une vue d'ensemble. Nous voulons par exemple savoir quelle est la qualité de l'eau de mer à grande échelle, quelle est la répartition des gaz à effet de serre et des températures dans l'atmosphère ou si l'on abat des centaines de km2 de forêt tropicale."

Les 10 instruments embarqués à bord d'ENVISAT embrassent la totalité du spectre. Ils livreront des informations sur les interactions entre l'atmosphère, les océans et les terres émergées.

SCIAMACHY notamment est un instrument remarquable : ce spectromètre d'absorption à balayage et prise d'images pour la cartographie de l'atmosphère sondera cette dernière pour y repérer l'ozone, les gaz à l'état de trace et d'autres espèces chimiques, déterminera la quantité globale de ces gaz et leur répartition à différentes altitudes, analysera les nuages et les particules de poussière. Il fera également apparaître les conséquences des feux de forêt, des rejets industriels dans l'atmosphère, des brumes arctiques, des tempêtes de poussière et des éruptions volcaniques. SCIAMACHY est une contribution des autorités spatiales d’Allemagne, de Belgique et des Pays-Bas, construit directement par des entreprises industrielles. Il s'agit de l'un des détecteurs les plus sophistiqués de la plate-forme ; il doit permettre d'observer et de mesurer la migration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

ENVISAT, vigie spatiale de l'Europe, mesure aussi les flux de plancton dans les mers du globe, non seulement pour que nous puissions connaître la productivité biologique des océans mais également pour pouvoir jeter les bases de quotas de pêche. "Nous pourrons empêcher la surexploitation des ressources marines car nous pourrons diriger les chalutiers, déclare Michael Rast. "Il existe en outre des algues toxiques qui ont déjà dévasté des écosystèmes entiers, ajoute-t-il. Si un satellite permet de les repérer à temps, on peut lutter au sol contre leur prolifération pour protéger les poissons".

Envisat
Envisat in the cleanroom

Mais ENVISAT doit faire plus encore: "si nous pouvons savoir quelle quantité de dioxyde de carbone absorbent les algues par photosynthèse, nous serons mieux à même d'estimer quelle quantité de gaz à effet de serre peut vraiment supporter notre environnement et de prévoir l'évolution climatique".

D'après Michael Rast, "ENVISAT sera également profitable pour l'étude des terres émergées. Il permettra de détecter sur terre des modifications de l'ordre du centimètre, mieux qu'en effectuant les mesures au sol. De ce fait, la prévision des éruptions volcaniques et des séismes devient peu à peu d'actualité. Les données d'ENVISAT contribueront avec certitude à la connaissance des phénomènes qui déclenchent éruptions volcaniques et tremblements de terre". Michael Rast n'exclut pas "qu'ENVISAT puisse à l'avenir contribuer non seulement à évaluer les dégâts des séismes mais également à prévoir leur survenue".

Il considère ce satellite comme un pilier de l'espace européen et espère "qu'avec ENVISAT, nous accéderons à une connaissance suffisante de l'environnement et des phénomènes climatiques pour pouvoir ultérieurement approfondir des problèmes spécifiques, - lorsque nous comprendrons mieux leur contexte - au moyen de plus petits satellites. En concentrant autant de savoir-faire dans un seul satellite, nous prenons certes un gros risque", admet Michael Rast, "mais c'est un passage obligé pour parvenir à une compréhension globale de notre environnement".

Cet article fait partie d’une série de notes d’information consacrées au programme ENVISAT et à ses utilisations.

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