Satellites

Éditeur: Direction – Mis à jour le 27/05/2021

Les missions satellitaires au LEGOS

L’ensemble des grandes thématiques scientifiques du LEGOS : océanographie (hauturière et côtière), Hydrologie, Glaciologie (polaire et continentale) et cycle de l’eau  au sens large (océan, continent, atmosphère) font appel au LEGOS à la télédétection spatiale. 

Plusieurs techniques sont concernées, cependant l’altimétrie radar tient une place prépondérante dans la gamme des outils qui sont mobilisés par les équipes du LEGOS. Depuis quelques années, la gravimétrie satellitaire, l’imagerie optique et radar, et aussi l’interférométrie sont venus compléter la palette des techniques spatiales utilisées.

Hausse du niveau de la mer en cm mesurée depuis 1993 par les satellites TOPEX, Jason 1,2,3 et Sentinelle 6 et corrigée du rebond post-glaciale. La courbe indique la meilleur estimation et la zone ombrée indique l’incertitude à un niveau de confiance de 90%. ©CNES, CLS, LEGOS.
Déséquilibre énergétique de la Terre estimée depuis 2003 par combinaison des données d’altimétrie satellite (Jason 1,2 et 3) avec les données de gravimétrie spatiale (GRACE et GRACE-FO) La courbe indique la meilleur estimation et la zone ombrée indique l’incertitude à un niveau de confiance de 90%. © ESA, CNES, LEGOS, MAGELLIUM

Les activités du LEGOS en lien avec le spatial se déclinent sur diverses facettes:

Préparation de nouvelles missions, exploitation des missions courantes, valorisation scientifique, calibration et validation, et génération de bases de données de produits de niveau élevé, puis transfert vers les services.

Le LEGOS coopère de ce fait avec de nombreuses agences spatiales dans le cadre de coopération internationale. Naturellement Le LEGOS est un partenaire scientifique majeur du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) mais aussi de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), de la NASA, des agences spatiales indienne, chinoise, canadienne, vietnamienne. 

Le LEGOS est également fortement impliqué dans la préparation de nouvelles missions. La mission SWOT (surface Water and Ocean Topography) est un fer de lance depuis quelques années de cette activité (mise en orbite fin 2022 pour une durée de 42 mois pour l’hydrologie et l’océanographie). De nombreuses nouvelles propositions de missions spatiales sont également portées par des chercheurs du LEGOS.

Dans le domaine de l’étude des changements climatiques et du cycle de l’eau, le LEGOS est devenu ces dernières années un acteur majeur tant au niveau national qu’au niveau international. Plusieurs chercheurs du LEGOS participent à des groupes de travail internationaux au sein du GIEC ou d’autres organes des nations unies (GCOS : Global Climate Observing Systen).

Recul du glacier Upsala (Patagonie) entre 2003 et 2018. Crédit : ASTER
NASA-JAXA, © traitement E. Berthier
Pertes de masse des glaciers entre 2000 et 2019 en milliards de tonne par an. © Hugonnet et al., Nature, 2021

Le LEGOS porte ainsi plusieurs projets dans le cadre du programme ‘Climate Change Initiative’ (CCI) de l’ESA, dans le domaine du suivi du niveau de la mer, ou des grands lacs par altimétrie.

La présence de l’IRD parmi les tutelles du LEGOS a en outre permis de mettre en place un grand nombre de coopérations bilatérales afin de renforcer l’utilisation du secteur spatial dans les pays du sud, mais aussi de mener à bien des campagnes de terrain pour la calibration / validation des missions passées et actuelles. Le transfert d’expertises en télédétection vers les pays du sud est un axe fort du laboratoire. 

Le LEGOS est un acteur majeur dans la diffusion de connaissance issues du spatial par le biais de publication scientifiques mais aussi d’une participation très active aux colloques et conférences internationales en télédétection et ses applications, ainsi que par le biais du développement de services d’observations par satellites. Que ce soit en océanographie ou en hydrologie. Du fait de la grande implication des chercheurs du laboratoire dans la valorisation de l’altimétrie satellitaire, ils sont également très actifs au sein de l’OSTST.

Pour résumer, en appui aux missions du CNES et de l’ESA, le LEGOS :

  • Contribue au développement aux de nouvelles missions quand il n’est pas lui même principal proposant (SWOT, SMASH, MARVEL, COMODO, CRISTAL, WISA, SENTINEL-HR, SKIM, TRISHNA) 
  • Participe à leur conception (faisabilité, spécifications, algorithmie, développement de simulateurs, identification d’application scientifiques, mise en place de base de données à priori),
  • Contribue à l’animation de la communauté (plusieurs PI : SWOT, Megha-tropiques)
  • Réalise la Calibration / Validation
  • Participe aux divers retraitements et à la génération de produits dérivés de niveau élevé (Stocks d’eau, altimétrie côtière, champs de précipitations, glaces de mer, bilan de masse des glaciers, marées)
  • Met en place des services d’observations basés sur les données spatiales de son domaine de compétence (CTOH, Hydroweb) et contributions aux pôles de données nationaux (THEIA, ODATIS)
  • Coopère avec le CNES et les PME pour le transfert vers des produits opérationnels et des services à valeurs ajoutées (programme SWOT-Aval demain, Mercator hier, consortium public privé dans le cadre du programme européen Copernicus).

Le LEGOS est donc un acteur majeur du spatial en France et en Europe, dont les activités sont très imbriquées avec celles des grandes agences et tout particulièrement le CNES qui s’appuie entre autres intervenants sur le LEGOS, depuis la conception jusqu’à la mise en valeur des missions d’observation de la Terre.

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Equipes de recherche

CTOH: Centre d’études topographiques de l’océan et de l’hydrosphère

DYNOTROP: DYNamique des Oceans TROPicaux

ECHOS: Étude de la Cryosphère et de l’Hydrosphère par Observations Spatiales

ECOLA: Echanges Côte-Large

EMC2: Energie, Masse et Changement Climatique

LITTORAL

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