Rien n’échappe aux radars de l’espace

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décembre 2008
Cette image radar a été prise dans les Hautes-Alpes. Les couleurs, qui varient en fonction du trajet des ondes, permettent, par exemple, de détecter la présence d’arbres, ou l’épaisseur du couvert neigeux.
© DR

Ils pourraient sortir du domaine de la recherche : les satellites radars offrent une nouvelle vision de la terre.

Parmi les engins en orbite au-dessus de nos têtes, il y a les satellites d’observation optiques, qui fournissent les images Google Earth, par exemple, et les satellites radars. Les premiers prennent une photo à la verticale, les radars, eux, envoient des ondes électromagnétiques inclinées, qui traversent les nuages et vont toucher terre avant de revenir. Ils sont non seulement indépendants des conditions météo ou autres perturbations, mais permettent aussi de voir, après un traitement du signal, des détails invisibles sur des images optiques. Comme la respiration d’un volcan !

Prévoir des avalanches

Les variations de quelques cm au plus le long des flancs d’un volcan deviennent visibles si l’on accumule et analyse des centaines d’images sur plusieurs années.

À Rennes, l’équipe Saphir(1) de l’Institut d’électronique et de télécommunications utilise des radars bien particuliers : ils sont polarimétriques. « Les ondes émises par les radars sont polarisées, comme orientées, explique Éric Pottier, responsable de Saphir. Cette polarisation change lorsque l’onde rencontre un obstacle, en fonction de sa nature. Les radars polarimétriques décèlent ces changements. » Nicolas Longépé les a utilisés pour détecter de la neige, dans le cadre de la thèse qu’il termine actuellement. « En couplant ces informations avec les données d’un modèle de Météo France, je peux retrouver la présence de neige, mais aussi la densité du couvert neigeux, son épaisseur et même estimer son taux d’humidité, avec une résolution de 10m beaucoup plus précise qu’avec le modèle seul. » Ces connaissances pourraient, à long terme, aider à prévoir les avalanches, ou à évaluer la quantité d’eau disponible pour l’alimentation des barrages, par exemple. « Avec la polarimétrie, nous pouvons également repérer les changements dans une ville, souligne Éric Pottier. Discerner la construction d’un immeuble ou même d’une maison suivant la résolution. L’IGN(2) est intéressé, car il pourrait utiliser ces informations pour mettre à jour ses cartes sans refaire de campagnes aéroportées, très onéreuses. »

Évolution des villes mais aussi suivi des forêts chinoises(3) dans le cadre du protocole de Kyoto, ou des glaces dans les rivières canadiennes(4), la polarimétrie permet de suivre les changements de l’environnement, qu’il soit urbain ou naturel. En temps réel ? « Pas pour l’instant, répond Éric Pottier. Pour cela il nous faudrait plus de satellites équipés de radars polarimétriques. » Il y en a quatre actuellement : un japonais (Alos), un allemand (Terra-SAR), un canadien (Radarsat2) et Envisat, satellite européen en fin de vie. Pourtant, il n’y en aura jamais autant dans l’espace.

L’image de gauche, de la ville de Rennes et ses alentours, a été prise la nuit ! Elle a été acquise par le satellite japonais Alos-Palsar, le 30 avril 2008, avec un radar polarimétrique. À droite, l’image que l’on trouve sur Google Earth (prise par un satellite optique), pour la comparaison. © Rennes City Alos/Google Earth

En effet, ces équipements restent très chers, et leur utilisation est encore confinée à la recherche. Ainsi, le remplaçant d’Envisat, Sentinel, n’embarquera à son bord qu’un radar “simple”. Cela ne démotive pas Éric Pottier qui compte bien montrer ce dont la polarimétrie est capable afin qu’elle soit du voyage dans les prochains programmes spatiaux.

Reconnu par l’Agence spatiale européenne

En 2003, l’équipe Saphir a mis au point Polsarpro, un logiciel d’analyse des images radar polarimétriques. Aujourd’hui, en libre-service sur Internet, ce logiciel compte près d’un millier d’utilisateurs de par le monde. Perpétuellement mis à jour, il est reconnu par l’Agence spatiale européenne (ESA).

Renseignements : 
http://earth.esa.int/polsarpro/

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Céline DUGUEY

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