Le programme européen Copernicus

20/10/2018
Auteurs : Alain Brenac
Publication REE REE 2018-4
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2018-4:23820
DOI :

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Le programme européen Copernicus

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REE N°4/2018 Z 35 Nous avons présenté dans la rubrique Actualités du précédent numéro le projet global de finan- cement des programmes euro- péens de R&D pour la période 2021-2027, regroupé sous la dé- nomination « Horizon Europe » qui fera suite à l’actuel programme Horizon 2020. Nous nous proposons de faire ici un focus sur un programme particulier financé par l’Union européenne (UE) avec le concours de l’Agence spatiale européenne (ESA) et des agences spatiales nationales, le programme Copernicus. Hérité de l’ancien programme de surveillance de la Terre GMES (Global Monitoring for Environment and Security) lancé en 1998, Copernicus est depuis 2013 le cadre essentiel de l’effort de l’UE pour assurer le suivi de l’observation de la Terre et de ses nombreux écosystèmes avec pour mission à l’origine d’alerter ses habitants contre les crises et catastrophes naturelles ou d’origine humaine. Comme on le verra, ses missions se sont fortement diversi- fiées par la suite. Les objectifs du programme De façon générale, le programme Copernicus est censé donner aux citoyens, aux autorités publiques aux chercheurs et aux décideurs dans les entreprises un accès ouvert et gratuit à un vaste ensemble de connaissances relatives à notre pla- nète. Multidisciplinaire et véritablement européen, Copernicus réunit des communautés variées, impliquées dans la géo-in- formation et les sciences de l’environnement, et propose des services opérationnels détaillés ci-dessous qui vont, par exemple, de la surveillance des glaces en mer Arctique jusqu’à la gestion des urgences, en passant par la détection des déver- sements d’hydrocarbures en mer ou le suivi de l’expansion urbaine. Les moyens d’observation Le programme Copernicus est alimenté par une famille de satel- lites dédiés qui appartiennent à l’Union européenne, les Sentinels, spécialement développés pour répondre aux besoins des services offerts par Coper- nicus et de leurs utilisateurs. Depuis le lancement du pre- mier Sentinel-1A en 2014, l’Union européenne a bâti un pro- gramme de lancement visant à mettre en orbite une constel- lation de plus d’une dizaine de satellites sur une période de dix ans. Le tableau 1 précise les satellites opérationnels à ce jour. Chaque famille de satellites est le plus souvent affec- tée à une mission particulière d’observation et emporte une charge utile optimisée pour cette mission. C’est ainsi que les satellites Sentinel 2 surveillent plus par- ticulièrement les zones émergées avec des applications dans l’agriculture, la sylviculture, l’occupation des sols et la pré- vention des catastrophes naturelles. Leur résolution est de quelques dizaines de mètres. Les deux satellites Sentinel 3 sont spécialisés dans l’océanographie mais observent égale- ment la végétation sur certaines zones émergées. Sentinel-5 regroupe des missions fournissant des données sur la com- position de l’atmosphère. Quant au satellite Sentinel 4, em- barqué sur des satellites Météosat 3G, il sera essentiellement consacré à des missions de météorologie et de climatologie. La figure 1 illustre le satellite Sentinel 2B survolant la planète. Copernicus utilise également des infrastructures spatiales existantes : en plus des satellites opérés par l’Agence spatiale européenne (ESA), citons ceux de l’Organisation européenne Date de lancement Désignation Satellite ou Instrument Objectif Charge utile Lanceur 3 juin 2014 Sentinel-1 A Satellite Image tout temps Radar à synthèse d’ouverture Soyouz 23 juin 2016 Sentinel-2 A Satellite Image visible et infrarouge Imageur multispectral Vega 16 février 2016 Sentinel -3 Satellite Observation des océans Radiomètres, Imageur multispectral, Altimètre Rockot 25 avril 2016 Sentinel-1 B Satellite Image tout temps Radar à synthèse d’ouverture Soyouz 7 mars 2017 Sentinel-2 B Satellite Image visible et infrarouge Imageur multispectral Vega 13 octobre 2017 Sentinel-5 Pre- cursor Satellite Composition de l’atmosphère Spectromètre, Imageur UV, visible et IR Rockot 26 avril 2018 Sentinel-3B Satellite Observation des océans Radiomètres, Imageur multispectral, Altimètre Rockot-KM Tableau 1 : Programme de lancement des satellites Sentinel opérationnels en 2018 - Source ESA. Le programme européen Copernicus “Europe’s eyes on Earth” ACTUALITÉS 36 ZREE N°4/2018 pour l’exploitation de satellites météorologiques (EUMET- SAT), les infrastructures des Etats membres de l’UE, voire de pays partenaires ou celles de fournisseurs commerciaux. Services offerts par le programme Copernicus : les principales applications Les services Copernicus transforment en continu la grande quantité de données satellitaires collectées, et ce depuis plusieurs années, les intègrent à d’autres sources et en valident les résultats afin d’apporter une valeur ajoutée destinée à satisfaire les besoins des différentes catégories de bénéficiaires. Ces derniers cherchent le plus souvent à établir des prévisions à partir des évolutions observées dans l’atmosphère, les sols ou les océans. L’imagerie satellitaire permet notamment la création de cartes, l’identification de caractéristiques, la détection d’anomalies ainsi que la produc- tion d’informations statistiques. Les services offerts par le programme se déclinent selon six grandes missions : sLASURVEILLANCEDELATMOSPHÒRE sLASURVEILLANCEDUMILIEUMARIN sLASURVEILLANCEDESTERRES sLECHANGEMENTCLIMATIQUE sLAGESTIONDESURGENCES sLESSERVICESLIÏSÌLASÏCURITÏ Ces missions de base contribuent à de très nombreux secteurs d’application qu’on ne peut tous mentionner ici, mais dont les principaux peuvent s’énoncer ainsi : s l’agriculture : évaluation régulière des surfaces cultivées ; suivi du développement des cultures à l’échelle régionale et globale ; estimation des récoltes ; soutien aux pratiques agricoles durables (besoins en irrigation). sle changement climatique et l’énergie : fourniture d’in- dicateurs climatiques (augmentation des températures, hausse du niveau des mers, fonte des glaces, réchauffe- ment des océans) ; assistance à la sélection et à la gestion des sites de production d’énergies renouvelables ; surveil- lance d’infrastructures critiques (centrales électriques, ga- Figure 1 : Photographie du satellite Sentinel 2B – Source ESA. Figure 2 : Données Copernicus illustrant la densité volumique d’ozone le 21/06/2017 sur l’Europe (l’échelle à droite est en μg/m3 ). Source ESA -Sentinel on line. ACTUALITÉS REE N°4/2018 Z 37 zoducs et oléoducs) ; évaluation de l’efficacité énergétique des sites industriels et des bâtiments. sl’environnement : suivi de la composition atmosphérique, des neiges et des glaces, et de la biodiversité ; évaluation des paramètres du cycle de l’eau (humidité des sols, ni- veau des lacs et cours d’eau) ; surveillance des forêts et des zones côtières ; suivi régulier des sols et évaluation des surfaces imperméabilisées, évaluation des dégâts fo- restiers, etc. s la santé : surveillance de la qualité de l’air à l’échelle eu- ropéenne (figure 2) et de la composition atmosphérique globale, cartographie de possibles épidémies ou endémies, planification des urgences de santé publique. sles transports et le tourisme : surveillance des voies de navigation ; détection des déversements d’hydrocarbures ; contrôle du trafic maritime ; sécurité aérienne et assistance au contrôle du trafic aérien dans les situations extrêmes ; évaluation des risques environnementaux et géologiques pour le transport terrestre ; surveillance des zones côtières, fourniture d’indicateurs stratégiques pour les activités tou- ristiques saisonnières (couverture neigeuse, qualité des eaux de baignade). s la protection civile et l’aide humanitaire : au niveau local ou régional, suivi de l’utilisation des sols et préparation de cartes à haute résolution des principales villes de l’Union européenne en soutien à la planification urbaine pour assu- rer un développement durable et équilibré. Combien coûte le programme Copernicus ? Dans le cadre du programme Horizon Europe (2014- 2020), la part de l’enveloppe financière allouée au pro- gramme Copernicus s’est élevée globalement à 4,3 Mrd EUR. Sur ce montant près de 3,5 Mrd EUR ont été consacrés à la composante spatiale. Les 20 % restants sont destinés à financer la composante et les services dits « in situ » c’est- à-dire implantés localement dans les Etats participants. Le tableau 2 détaille les allocations de budget sur la période considérée par année et type de dépenses. Dans la proposition de budget pour la période 2021-2027 (Horizon Europe) mise récemment sur la table par la Com- mission européenne, un budget de 5,8 Mrd EUR est prévu pour la poursuite du programme Copernicus, soit une aug- mentation très significative de 34 % par rapport à l’exercice précédent. Augmentation justifiée par la prise en compte de nouvelles missions comme la surveillance du CO2 afin de permettre à l’UE de devenir un des principaux acteurs technologiques dans la lutte contre le changement clima- tique, conformément aux engagements pris dans le cadre de l’Accord de Paris. Par ailleurs un nouveau service d’ac- cès aux données et aux informations de Copernicus devrait permettre aux PME et aux jeunes entreprises d’exploiter ces données plus rapidement et de développer des applications innovantes beaucoup plus facilement. Q Alain Brenac Tableau 2 : Répartition annuelle du budget Copernicus sur l’exercice 2014-2020. Source : Commission européenne (Copernicus 2017 Workprogramme). ACTUALITÉS