L' « espion » SCIAMACHY à l'affût des polluants et pollueurs

Cet instrument optique de 215 kg, dont l'investissement de 100 millions € a été réparti entre l'Allemagne, les Pays-Bas et la Belgique, est le principal, parmi les dix qui constituent la charge utile de l'observatoire Envisat de l'ESA, à quelque 800 km d'altitude depuis mars 2002. En survolant la planète à cette altitude, SCIAMACHY traque, tel un espion, les pollutions et leurs sources.

Lancé par une Ariane-5, Envisat d'une masse de plus de 8 tonnes est, à ce jour, le plus ambitieux pour la télédétection spatiale. Il mène une enquête minutieuse et efficace sur l'environnement terrestre, sur les phénomènes qui le caractérisent, sur la manière dont il est en train d'évoluer. L'observatoire européen, dans les conditions de son fonctionnement actuel, est assuré de fonctionner jusqu'à l'an 2010. La Direction ESA de l'Observation de la Terre veut assurer la continuité de ses observations jusqu'à l'avènement des trois premiers satellites Sentinel. Elle envisage de prolonger sa durée de vie jusqu'en 2013 en économisant les ergols à bord avec un contrôle d’attitude réduit.

Résultats exemplaires d’une tripartite

Le développement de SCIAMACHY a été financé par l'Allemagne (DLR/Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), les Pays-Bas (NIVR/Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart) et la Belgique (IASB/Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique). Le 19 mai, lors d'une réunion de famille à Vaals - dans la région dite « des trois frontières » -, les représentants des trois pays ont dressé un bilan des six années d'observations et modélisations dus à SCIAMACHY. En présence du Professeur Paul J. Crutzen, Prix Nobel de Chimie 1995, pour ses travaux sur le trou dans la couche d’ozone et les modifications chimiques de l’atmosphère. Le constat des spécialistes est unanime: SCIAMACHY, spectromètre dédié à la chimie de l'atmosphère, fait d'Envisat un « satellite-espion » à l'affût des polluants et les pollueurs de l'atmosphère sur l'ensemble du globe. Il a donné lieu à près de 500 publications scientifiques qui ont mis en évidence ce qui change dans le système Terre-Atmosphère. On a analysé depuis l’espace trois phénomènes de pollution atmosphérique qui doivent inquièter et qui interpeller la société humaine:

• la hausse continue, ces dernières années, du dioxyde d'azote (NO₂) au-dessus de la Chine, un certain contrôle de ses émissions en Europe et une légère réduction en Amérique du Nord;

   

• la stabilisation de la couche d'ozone, sans qu'on constate une résorption du trou qui est à l'origine d’une augmentation des cancers de la peau;

   

• la concentration, à cause de l'activité humaine, des gaz à effet de serre (dioxyde de carbone/CO₂ et méthane/CH₄) qui sont responsables du réchauffement climatique.

Mesures à pérenniser sans tarder

Les participants de la réunion à Vaals - notamment le Professeur John Burrows qui a conçu SCIAMACHY dans les années 80 - s'interrogent sur la suite qui sera donnée à ce spectromètre. S'il n'est encore qu'un prototype scientifique, il a d'ores et déjà démontré le caractère essentiel de ses observations pour la société mondiale. L'urgence pour SCIAMACHY est qu'il a besoin d'un successeur qui garantisse les mesures dans un souci de continuité. A la différence des autres senseurs d'Envisat dont la relève opérationnelle est assurée grâce aux satellites météorologiques polaires Metop d'Eumetsat et aux trois premiers observatoires spatiaux Sentinel (dès 2012-2013) du programme GMES (Global Monitoring for Environment & Security), l'ESA n'a pas encore planifié de satellite destiné à la chimie de l'atmosphère. On le prévoit dans la série post-Metop d'Eumetsat, dont le premier satellite ne sera lancé qu'en 2019... S'il fallait attendre jusque fin de la prochaine décennie, la communauté scientifique devrait faire face à un trou dramatique, ce qui est inacceptable, dans la collecte de données cruciales depuis l’espace.

Aux Pays-Bas, NIVR, KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut, SRON (Stichting Ruimte-Onderzoek Nederland), TNO Space et Dutch Space présentent comme une priorité une version améliorée de SCIAMACHY, appelée TROPOMI (Troposphere Ozone Monitoring Instrument). D'une masse de 125 kg, ce détecteur doit équiper un Sentinel 5 Precursor à lancer en 2013. Parmi les pays qui ont manifesté de l'intérêt pour cette mission dont le coût est estimé à 175 millions €, on aurait l'Allemagne, le Royaume-Uni, la Suisse… Dr Volker Liebig, Directeur ESA pour l'Observation de la Terre, a précisé que le financement du Sentinel 5 Precursor ferait partie des propositions au Conseil ministériel de l’ESA, les 25 et 26 novembre, à La Haye.

De son côté, la Belgique, avec l'IASB, propose à l'ESA le projet national du micro-satellite ALTIUS (Atmospheric Limb Tracker for the Investigation of the Upcoming Stratosphere): il s'agit d'un sondeur multispectral du limbe atmosphérique pour l’étude de l'évolution de la stratosphère qui devrait être mis en orbite dès 2012. Comme on le voit, sous l'impulsion de SCIAMACHY, les processus chimiques au sein de l'atmosphère, dans un environnement global, constituent un thème prioritaire de recherche en Europe. Mais il est essentiel d'assurer un accès, facile et rapide, aux données des systèmes spatiaux, aux résultats acquis par la modélisation avec les mesures in situ.

C'est pourquoi l'ESA, dans le cadre de son Data User Programme a créé sur Internet le service TEMIS (http://www.temis.nl). Le Tropospheric Emission Monitoring Internet Service est un centre opérationnel de traitement et d'archivage des données sur l'état de la troposphère pour les concentrations de dioxyde d'azote, méthanal, ozone, pour le rayonnement ultraviolet. C'est le résultat d'une coopération européenne entre des partenaires néerlandais (KNMI et SRON), belges (IASB et VITO), italiens (CGS et ISAC), finlandais (FMI), suisse (EMPA) et irlandais (NUIG). Ces données sont disponibles quelques heures après les observations d'Envisat et donnent lieu à des prévisions concernant la pollution de l'air. Lors du Conseil de La Haye, l'ESA veut aller plus loin en demandant le financement - avec un budget de 100 millions € - de l'initiative ECV (Essential Climate Variables). L'objectif est de mettre à disposition du monde entier, grâce à une banque d’informations standardisées sur base des nouveaux logiciels, l'ensemble des observations et modélisations qui ont été effectuées sur le changement climatique au moyen des satellites de l'ESA depuis trente ans.