au sommaire
-----------------
Article initial paru le 11/07/2015 à 11 h 21
Le lancement du quatrième Météosat de seconde génération (MSG-4) est prévu pour le 15 juillet. L'occasion de faire un petit tour d'horizon de cette série de satellites destinée à fournir des prévisions météorologiquesprévisions météorologiques. Stéfane Carlier, responsable du programme MSG pour l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne et Paolo Pili, responsable des opérations des satellites Météosat pour Eumetsat ont bien voulu répondre à nos questions.
Les satellites Météosat sont conçus pour observer le temps qu'il fait sur Terre, 24 heures sur 24, depuis l'espace. Ceux de la seconde génération (MSG) fournissent toutes les 15 minutes une série de douze images du disque terrestre et de son atmosphèreatmosphère, chacune dans une bande de fréquence différente.
Pour cela, le Météosat de deuxième génération utilise le radiomètre Seviri qui balaye la surface de la Terre ligne par ligne. Pour chaque pixelpixel qui constitue ces lignes, Seviri mesure l'énergie radiative dans douze bandes spectrales différentes allant du visible jusqu'à l'infrarouge -- les Météosat de première génération avaient seulement trois bandes spectrales et produisaient donc trois images toutes les 30 minutes.
Le décollage d’Ariane 5 emportant deux satellites, dont MSG-4, le dernier des « MSG », Météosat de seconde génération. © Arianespace
La deuxième génération fait vingt fois mieux que la première
D'une génération à une autre, certaines informations sur l'état de l'atmosphère sont devenues plus faciles à acquérir avec les MSG et leur douze canaux -- ces renseignements étaient encore difficilement détectables avec les premiers satellites Météosat du fait du nombre restreint de canaux. La résolutionrésolution des images est également améliorée avec des pixels plus petits.
Ainsi, entre la première et la deuxième génération, « on note qu'il y a une amélioration d'un facteur 20 sur le niveau de l'information obtenue », nous expliquent Stéfane Carlier, responsable du programme MSG pour l'Agence spatiale européenne et Paolo Pili, responsable des opérations des satellites Météosat pour Eumetsat, l'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiquessatellites météorologiques. À chaque nouvelle génération, la qualité des images augmente et, « avec l'arrivée en 2019 du premier satellite de la troisième génération, on aura également une amélioration très importante qui se traduira par des prévisions encore plus précises et plus fiables ainsi qu'une nouvelle poussée dans la recherche météorologique ».
Sur cette image acquise par MSG-3, on peut voir les tempêtes tropicales Chan-Hon & Raquel et la dépression tropicale 10. © Eumetsat
Des prévisions météorologiques toujours plus précises
Mais ces satellites de prévisions météorologiques font bien plus qu'observer le temps qu'il fait. « Au fil des années, l'utilisation des données MSG a bien évolué au point que maintenant il existe beaucoup plus d'applicationsapplications météorologiques que celles pour lesquelles les satellites MSG avaient été conçus. »
En combinant plusieurs images de différents canaux, « il est possible d'extraire des informations sur l'état de l'atmosphère et de nombreux phénomènes que l'on ne pouvait pas complètement observer et prévoir au moment de la conception des satellites ». Par exemple, bien qu'il ne s'agisse pas d'un phénomène météorologique, il a été possible de « suivre l'évolution des cendres du volcanvolcan islandais Eyjafjallajökull »ou encore de « suivre le mouvementmouvement des tempêtestempêtes de sablesable qui se propagent du Sahara jusqu'au-dessus de l'Atlantique et qui a des conséquences sur la formation ou non des cyclonescyclones ». Il est également possible de détecter « des feux sur la surface de la Planète » ou encore d'améliorer la « précision des trajectoires des cyclones ». D'ailleurs, le dernier satellite de la première génération fait partie du service mondial de surveillance des ouragansouragans et typhons et des tsunamistsunamis.
Un service qu'il a été possible de mettre en place et qui n'était pas prévu initialement « consiste à acquérir des images toutes les 5 minutes alors que le satellite était conçu pour le faire en 15 minutes ». Cette mission qui n'était pas envisagée au démarrage du programme incombe aujourd'hui à MSG-2. Certes sa mise en place n'a pas été simple. Le mécanisme du miroirmiroir de balayage a été « testé au sol pour confirmer sa capacité de s'adapter à cette nouvelle mission et le segment sol a été configuré pour s'affranchir d'un certain nombre de contraintes comme celles liées à la géométrie des images, le format et la quantité des données météorologiques susceptibles d'être extraites et donc forcément différentes de la mission à 15 minutes ».
Dans le domaine de la prévision météorologique depuis l’espace, les satellites Météosat, en orbite géostationnaire, sont surtout utilisés pour les prévisions à court terme. Les prévisions à long terme sont quant à elles plutôt du ressort des satellites Metop, qui sont situés sur une orbite polaire. Ces derniers fournissent des données pour les modèles numériques tandis que les Météosat ont une vue globale et continue de l’état de l’atmosphère de la face de la Terre qu’ils observent. © Eumetsat (2014)
De nouveaux services avec les Météosat de troisième génération
Cette mission a cela d'intéressant qu'elle permet de « suivre mieux l'évolution des nuagesnuages sur une fréquence plus haute et qu'elle permet une meilleur prévision d'événements assez rapides ». Mais, cela ne suffit pas. Bien que les MSG observent en permanence la Terre en temps réel, ils peuvent rater des phénomènes météorologiques qui annoncent et accompagnent des événements très violents et rapides. C'est pourquoi, la « troisième génération de satellite Météosat (MTG) sera capable de fournir des images toutes les 2,5 minutes et donc de répondre à des besoins auxquels les MSG ne peuvent pas répondre ». Pour les prévisionnistes, obtenir des images le moins espacées possible dans le temps a cela d'intéressant que l'on peut mieux suivre ces phénomènes météorologiques rapides comme les averses ou les tempêtes de grêles. Les nuages qui provoquent ce type de précipitation sont dans « une configuration nuageuse très particulière, qui évolue très rapidement et se manifeste dans la couche plus haute de la troposphèretroposphère, et génère des phénomènes très rapides et violents que l'on ne peut pas voir dans les images acquises toutes les 5 minutes et encore moins dans les images acquises toutes les 15 minutes ».
Pour montrer tout l'intérêt de travailler avec une fréquence aussi élevée, en 2013 une expérience a été réalisée avec MSG-1, le plus ancien des MSG en orbiteorbite, pendant 24 heures. « Au cours de cette expérience la fréquence des images a été augmentée pour obtenir une image toutes les 2,5 minutes ». Le test a d'autant plus été réussi que, pendant cette période, il a été possible de voir une de ces tempêtes de grêle. « Pour les ingénieurs et les scientifiques, cela a donné un petit aperçu de ce qu'il sera possible de faire avec les MTG. »
Enfin, comme elle le fait avec ses autres satellites, Eumetsat « retraite et réétalonne les données satellites les plus anciennes à l'aide des algorithmes les plus récents ». Cette activité est constante et se déroule au fur et à mesure que de nouveaux algorithmes et calibrations sont disponibles. Il y a une valeur ajoutée à ce retraitement car les algorithmes d'étalonnage et de traitement sont améliorés en continu tout au long de la mission de chaque satellite. Compte tenu de la taille de ces archives (« le premier satellite Météosat a été lancé en novembre 1977 »), forcément, il est possible d'établir « l'évolution temporelle d'un certain nombre de phénomènes météorologiques et climatiques, ce qui permet de réaliser des études climatiques ».
