Conçu pour fonctionner au moins 5 ans, Iasi est un interféromètre de Michelson mesurant la distribution spectrale des radiations atmosphériques. Ses dimensions (1,2 x 1,1 x 1,1 m) le font ressembler à un cube de quelque 210 kg. © Thales Alenia Space/Studio Bazile

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Iasi, embarqué sur Metop-B, un instrument clé pour les prédictions météo

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Sur les douze instruments qu'emportera Metop-B, lancé ce soir par une fusée Soyouz, figure un sondeur infrarouge, baptisé Iasi. Cet interféromètre, dont l'efficacité se révèle exceptionnelle, améliore la qualité des prévisions météorologiques et renseigne également sur l'évolution de l'atmosphère.

Sous la coiffe de l'étage Fregat du lanceur Soyouz, qui attend sur le pas de tir de Baïkonour pour un décollage ce soir à 18 h 28 (heure française), est installé Metop-B, satellite météorologique que les spécialistes de l'atmosphère attendent impatiemment. Son meilleur instrument est certainement Iasi, pour Interféromètre atmosphérique de sondage infrarouge.

Le premier Iasi, lancé avec Metop-A en octobre 2006, a donné un bilan scientifique et technologique plus que satisfaisant. Comme le résume Florence Rabier, ingénieur au Centre national de recherches météorologiques de Météo France, « le principal apport de Metop est très certainement Iasi, qui est l'instrument contribuant le plus à l'amélioration des prévisions ». L'exploitation des données d'Iasi améliore de manière significative les modèles atmosphériques et représente une contribution importante à la « fiabilité des prévisions météorologiques à 7 jours ».

S'il excelle dans les prévisions météorologiques, Iasi fait tout aussi bien pour la surveillance du climat car il permet d'évaluer la composition de l’atmosphère et son évolution en temps réel, à travers la mesure d'une vingtaine de paramètres. Cet interféromètre atmosphérique de sondage infrarouge, plus communément appelé sondeur infrarouge, est « très intéressant pour des applications en chimie de l'atmosphère, et il est de plus d'assez bonne qualité pour servir de référence pour l'intercalibration des différents sondeurs dans une optique de suivi climatique », souligne Florence Rabier.

L'instrument Iasi (Interféromètre atmosphérique de sondage infrarouge). Ses missions sont multiples : mesure des températures atmosphériques, des profils d’humidité, des variations de concentration en ozone et autres gaz, de la température à la surface des océans et des terres, et enfin étude des interactions radiatives liées aux nuages. © Thales Alenia Space

En 2018, trois Metop en orbite

Développé en coopération entre le Cnes et Eumetsat, Iasi est réalisé par Thales Alenia Space qui en a livré trois, construits à l'identique. Le premier a été monté sur Metop-A lancé en octobre 2006 et le deuxième sur Metop-B lancé aujourd'hui. Quant au troisième, il sera installé sur Metop-C dont la date prévisionnelle de lancement est 2018.

D'autres Iasi sont à l'étude pour des programmes futurs. Pour en parler, Futura-Sciences a interrogé Alain Clauss et Patrick Mauté, respectivement chef de projet de l'instrument et directeur de l'Observation et de la Science chez Thales Alenia Space.

Le sondeur Iasi fournit des spectres atmosphériques dans le domaine infrarouge, entre 3,62 et 15,5 μm. Le concept est basé sur la décomposition spectrale des émissions thermiques, réalisée à l'aide d'un interféromètre de Michelson. Grâce à la transformée de Fourier numérique et à un étalonnage radiométrique effectué à bord pour contrôler les données, les spectres étalonnés sont retransmis au segment sol.

Bientôt un Iasi amélioré, et placé en orbite géostationnaire

Avec le lancement de Metop-B, les utilisateurs d'Iasi ont la garantie de la continuité du service météorologique dont Iasi est devenu, comme l'expliquent les deux spécialistes interrogés par Futura-Sciences, « la référence mondiale ». À lui seul, en effet, il produit dans son domaine « plus d'informations utiles que l'ensemble des autres instruments en orbite ». Il est aussi une référence pour « la fourniture des informations vers les scientifiques (climatologie, étude de l'environnement terrestre, chimie des gaz : étude de la pollution atmosphérique...) ».

Afin « d'exploiter tout le potentiel et de maximiser le retour scientifique » de l'instrument, la troisième génération de satellite Meteosat embarquera, en plus du traditionnel imageur pour la prise d'images en infrarouge des nuages, un « sondeur infrarouge pour l'analyse de la composition chimique de l'atmosphère en fonction de l'altitude ». Ce futur instrument, inspiré d'Iasi sera installé sur une orbite géostationnaire, à 36.000 km du sol (contre 815 aujourd'hui). Il faudra adapter l'instrument à cette distance bien plus grande. De fait, « la focale et le refroidissement seront différents ».

L'interféromètre Iasi mesure les émissions de l'atmosphère dans le domaine infrarouge, ce qui permet d'en déduire des valeurs de températures et d'humidité. Ses résultats servent aussi à mesurer les quantités de certains composants de l'atmosphère, comme le monoxyde de carbone ou l'ozone. Cette image est extraite d'une animation montrant l'analyse par l'instrument Iasi de Metop-A des distributions d'ozone atmosphérique (cumul sur toute la colonne du sol à la stratosphère) dans l'hémisphère nord, durant le mois de mars 2011 (en unités Dobson, DU). © Latmos/ULB

Placer un Iasi en orbite géostationnaire a pour principal avantage de fournir une observation permanente d'une zone donnée. En effet, depuis l'orbite polaire des Metop, « on n'a pas d'observation permanente globale de la Terre, et de l'Europe en particulier ». C'est donc une grande satisfaction pour les scientifiques du climat et les prévisionnistes de la météorologie qui pourront détecter les « phénomènes météorologiques à évolution rapide comme les ouragans, les tempêtes » et les suivre sans « risque de les perdre de vue » !

En attendant, les équipes de Thales Alenia Space planchent sur Iasi Nouvelle Génération, l'instrument qui sera embarqué sur les trois satellites Metop de seconde génération. Actuellement, il fait « l'objet d'une étude d'avant-projet pour laquelle une proposition de phase de développement et de réalisation a été envoyée au Cnes cet été ». Ce nouvel instrument permettra, en particulier, « de doubler les performances de la génération précédente pour la précision radiométrique et la résolution spectrale, ce qui fera encore progresser la qualité des prévisions météorologiques ».

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