Dans les salles blanches du site industriel de Thales Alenia Space à Cannes, les techniciens procèdent aux derniers tests sur les satellites Sentinel-3C et Flex, désormais en phase finale de préparation avant leur départ pour le port de Nice prévu fin juin 2026. Ils rejoindront ensuite le port spatial de Kourou, en Guyane en vue de leur lancement à bord d’une fusée Vega-C en septembre 2026.
Une fois la phase de validation en vol des instruments achevée, Sentinel-3C devra assurer la continuité d’enregistrement de données océanographiques initié il y a 10 ans par Sentinel-3A, qu’il va remplacer. Cette série de satellites dispose d’un altimètre radar qui mesure la hauteur d’eau de l’océan, des rivières et des lacs, l’étendue et l’épaisseur de la banquise, l’élévations des calottes glaciaires, avec une résolution de 300 mètres. « Le radar envoie un signal et mesure le temps de retour pour détecter le niveau de la mer et des glaces avec une précision centimétrique », explique Thierre Dumont, chef de projet chez Thales Alenia Space à Cannes.
Sentinel-3C lors des ultimes tests en chambre anechoique. Crédits : E. Briot/TAS
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Sentinel-3C mesurera les vents au-dessus de l’océan, les vagues et les courants
Son radiomètre enregistre leur température à l’échelle de 500 mètres à un kilomètre, tandis qu’un capteur de 700 pixels lui permet d’identifier 21 couleurs sur une fauchée de 1270 km – la largeur de son angle de vue. Cela fournira des informations sur les variations de couleur de l’océan et autres étendues d’eau dues à la présence de phytoplancton, aux sédiments en suspension ou aux matières organiques dissoutes. Cela permet d’évaluer la qualité de l’eau et de détecter des pollutions ou des blooms d’algues toxiques. Enfin, Sentinel-3C mesurera les vents au-dessus de l’océan, les vagues et les courants.
»Les 25 térabytes de données fournies chaque jour par Sentinel-3C alimenteront une océanographie opérationnelle, comme des services de prévisions océaniques, de détection des icebergs pour la sécurité maritime », souligne Dirk Bernaerts, responsable du programme des missions Earth Explorer à l’Agence spatiale européenne (ESA). La couverture terrestre du satellite permettra par ailleurs, grâce à des capteurs infrarouge, de repérer les torchages de gaz, les émanations volcaniques et de détecter les feux actifs quasiment en temps réel.
« Il y a un million d’utilisateurs par an de ces données, fournies sous forme de cartes 3D des variables océaniques essentielles, telles que la couleur de l’océan, le niveau de la mer, la circulation océanique par altimétrie, souligne Antonio Repucci, coordinateur des données d’observation terrestre à Mercator ocean international, un centre de prévision océanique global. Cela autorise, par exemple, la détection quotidienne des sargasses dans l’Atlantique tropical ou des changements dans les glaces arctiques et antarctiques. Cela permet aussi de documenter les vagues de chaleur extrêmes comme celle du 23 juillet 2023, où un nouveau record sur la période 1982-2023 a été battu pour la température médiane quotidienne de la surface de la mer en Méditerranée avec 28,71ºC. »
Opéré par l’ESA au sein du programme Copernicus, mais aussi par Eumetsat (l’agence européenne de satellites météorologiques), Sentinel-3C fonctionnera en tandem avec Sentinel-3B lancé en 2022, qui sera à son tour remplacé en 2028 par Sentinel-3D.
Flex (Fluorescence Explorer), le satellite de 400 kg qui sera lancé en même temps que Sentinel-3C, fait partie du programme de l’ESA Earth Explorer qui investigue de nouveaux concepts d’observation. Pendant cinq ans, « il étudiera tous les spectres de fluorescence des plantes sur de vastes territoires, ce qui permettra de quantifier l’activité photosynthetique des plantes et leurs stress, afin de comprendre le fonctionnement, la santé et la productivité de la végétation terrestre », explique Dirk Bernaerts.
Le satellite Flex en phase de préparation. Crédits : E. Briot / TAS
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« L’instrument Floris est unique »
Lorsque des plantes sont soumises à des stress environnementaux, qu’il s’agisse de températures élevées, d’un manque d’eau, de vents desséchants, etc., leur fonctionnement est perturbé. Leur capacité à convertir la lumière en énergie via la photosynthèse diminue. Souvent, la plante ferme partiellement ses stomates pour limiter ses pertes en eau, ce qui réduit l’entrée de CO2 nécessaire à la photosynthèse. L’énergie lumineuse qu’elles absorbent n’est alors plus entièrement convertie en énergie chimique par la photosynthèse. Une partie de cette énergie excédentaire est dissipée sous forme de chaleur ou réémise sous forme de fluorescence dans le rouge et le proche infrarouge.
« L’instrument Floris, qui doit détecter la très faible fluorescence émise par les plantes, est unique, s’enthousiasme Thierry Huiban, directeur du projet de mission Flex chez Thales Alenia Space. Il s’appuie sur des détecteurs d’une très grande sensibilité et sur un spectromètre capable de distinguer avec précision les différentes longueurs d’onde de la lumière et d’obtenir une résolution inférieure à quelques dizièmes de nanomètre. » Du fait de difficultés techniques à mettre au point un tel instrument, le projet a pris trois ans de retard sur le programme initialement prévu. Il a donc la capacité de capter ce signal émis par les plantes, mais noyé dans l’intense lumière du Soleil réfléchie par la surface terrestre.
« Or la fluorescence est un signal très faible, souligne Ralf Bock, ingénieur système à l’ESA. Il faut avoir un état exact de l’atmosphère pour le détecter. Ce sera donc Sentinel-3 qui caractérisera l’état de l’atmosphère, notamment la présence de nuages, d’aérosols, de vapeur d’eau, etc. » Pour cela, Flex va voler sur la même orbite que Sentinel-3 à une altitude de 814 km, avec un intervalle de passage de 6 à 15 secondes entre eux. Derrière les données brutes transmises par Flex, il y a ensuite un important travail de traitement pour corriger les perturbations atmosphériques et extraire les informations utiles.
La carte de la végétation terrestre qui sera ainsi obtenue permettra de comprendre comment la photosynthèse affecte les cycles de l’eau et du carbone et d’évaluer l’état du couvert végétal à l’aune des dérèglements climatiques. Cela donnera également des indications permettant d’adapter les pratiques agricoles aux nouvelles conditions locales.
Source:
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