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Les toutes premières images radar de Sentinel 1A

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Les premières images radar du satellite Sentinel 1A sont excellentes... ce qui n'est pas une surprise. Ce premier satellite de la composante spatiale de Copernicus, le programme d'observation de la Terre sans précédent de l'Europe, s'inscrit dans la continuité des missions ERS et Envisat de l'Agence spatiale européenne. Il a notamment pour mission la surveillance de l'environnement maritime, l'observation de la fonte des glaces, des marées noires ainsi que des glissements de terrain et des inondations. 

Bruxelles vue par le radar de Sentinel 1A. Des images comme celle-ci seront notamment utilisées pour l’urbanisme, la surveillance de l’agriculture, la cartographie de la déforestation et la gestion des ressources en eau. © Esa

Depuis son lancement le 3 avril depuis le port spatial de l'Europe en Guyane, Sentinel-1A n'a pas chômé. Il a suivi une routine compliquée pour déployer son radar de douze mètres de long et ses panneaux solaires de dix mètres, éviter une collision avec un autre satellite et acquis ses premières images radar. Cette phase de mise en service, plus plus communément appelée recette, est prévue pour durer trois mois. Bien que le satellite ne soit pas encore sur son orbite opérationnelle, il a tout de même acquis une série d'images pour démontrer le potentiel de ce radar et donner un aperçu de l'imagerie opérationnelle que cette nouvelle mission va « fournir au programme européen Copernicus de surveillance de l'environnement terrestre », souligne l'Agence spatiale européenne dans son communiqué.

Bruxelles, une zone inondée, des cartes à jour des conditions de la glace de mer et une vision tout temps sont des exemples qui illustrent à merveille les capacités de ce radar en bande C. Le satellite peut répondre à une large gamme de besoins, dont « la surveillance de l'environnement maritime, l'observation de la fonte des glaces, des marées noires ainsi que des glissements de terrain et des inondations », explique Markus Huchler, chef de projet du radar chez Airbus Espace, l'entreprise qui l'a construit d'après les spécifications fournies par Thales Alenia Space.

Deux des quatre premières images radar du satellite Sentinel 1A. En haut, une zone en Namibie qui est actuellement inondée par le Zambèze et en bas, l’île du Pin et le glacier de Thwaites en constant retrait.

Deux des quatre premières images radar du satellite Sentinel 1A. En haut, une zone en Namibie qui est actuellement inondée par le Zambèze et en bas, l’île du Pin et le glacier de Thwaites en constant retrait. © Esa

Sentinel 1A détecte des mouvements du sol de 2 mm par an

Il reprendra les services opérationnels et les missions environnementales que menait Envisat et qui ont été brutalement interrompus après la perte de ce satellite en avril 2012. Sentinel 1A peut aussi faire bien d'autres choses, comme nous l'explique Yves-Louis Desnos, spécialiste radar et responsable du support auprès des scientifiques et des utilisateurs et membre du département Sciences, applications et technologies futures à l'Agence spatiale européenne.

Ce radar à bande C à synthèse d'ouverture (SAR) est équipé d'une antenne à guide d'onde composée de 560 modules d'émission-réception et peut opérer dans quatre modes d'observation. Elle fonctionne selon le principe de l'interférométrie qui consiste à combiner la phase de deux images radar prises par le satellite à des instants différents. En comparant les images, il est possible de détecter tous les changements susceptibles de s'être produits dans l'intervalle. Dans le cas de Sentinel 1A, ce principe permet de détecter des mouvements de l'ordre d'une fraction de la longueur d'onde de fonctionnement (5,6 cm) du radar. Le radar peut ainsi détecter « des mouvements de sols de deux millimètres par an », comme des déformations ou des variations d'altitude du terrain observé. Cette performance sera utile dans des domaines variés, comme la « volcanologie, la sismologie ou encore la glaciologie ».

À cela s'ajoute un mode d'acquisition qui « permet le choix de la polarisation ». Elle sera simple (au choix HH ou VV, H pour horizontale et V pour verticale) et en dual-pol (VV+VH ou HH+HV). Par exemple, VV+VH indique des signaux transmis verticalement et reçus verticalement et horizontalement. Autre particularité intéressante, il s'agit du « premier système radar interferometrique opérationnel à large fauchée » avec une « résolution bien meilleure que les systèmes précédents ». Cela lui lui permet de couvrir des zones d'observations de 250 kilomètres de côté au-dessus des terres émergées et jusqu'à 400 kilomètres pour la cartographie et le suivi des glaces.

Des applications inédites

Enfin, depuis l'avènement du principe de la synthèse d'ouverture, les progrès ont été significatifs. D'une résolution kilométrique à l'origine, on a pu obtenir des résolutions décamétriques puis métriques. À cela s'ajoute une durée d'acquisition passée de 12 minutes par orbite avec les ERS 1 et 2 à une observation « sans discontinuité avec Sentinel 1A et des débits de données 5 fois supérieurs par rapport à Envisat ».

Si les données de Sentinel 1A serviront à de nombreux services existants, dont le mode vague qui permet de mesurer un certains nombre de paramètres liés aux vagues afin d'améliorer la prévision de l'état de la mer, de « nouvelles applications sont attendues ». Pour la communauté des utilisateurs, « cela va être une source de données exceptionnelles de très grande qualité ».

De plus, c'est la première fois que la continuité des données est garantie sur une très longue période. À partir des données de n'importe quel capteur de Copernicus, il sera possible de faire des prédictions de moyen terme, typiquement 20 ans, ce qui n'était pas possible auparavant. Les prédictions se limitaient à la durée de vie du satellite concerné.

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