Un hub mondial entre les communautés spatiales et scientifiques

Le changement climatique est une réalité qui impacte toute la planète ; chaque écosystème y est soumis et devra s’adapter pour survivre. À la fois cause et victime, l’humanité doit en affronter les impacts. Mais comment les anticiper, les atténuer et/ou s’adapter à leurs conséquences ?

Initiative internationale impulsée fin 2017 par la France à la veille du « One Planet Summit », le SCO rassemble les agences spatiales de l’Europe, de la Chine, de l’Inde, d’Israël, de la Russie, du Mexique, du Maroc et des Émirats arabes unis, ainsi que l’UNOOSA (United Nations office for outer space affairs). Objectif : faire converger données satellites, données de terrain et travaux scientifiques pour modéliser et suivre le changement climatique et ses impacts, de l’échelle globale à locale.

Entre sécheresse, inondations, famines et autres catastrophes, le changement climatique a d’importants impacts environnementaux, humains, sociaux, économiques… En observant et en anticipant, on peut atténuer ou mieux s’adapter aux conséquences. Tout l’enjeu du SCO consiste à élaborer des indicateurs et des outils d’aide à la décision, de manière coordonnée et transverse, y compris avec les sciences sociales et économiques.

Techniquement, il s’agit de faciliter l’accès aux données et produits spatiaux, en complémentarité des données in situ, à l’utilisation de modèles et d’outils de traitements adaptés ou adaptables à l’échelle des territoires. L’ensemble repose sur l’utilisation de technologies numériques à grande échelle comme le big data et l’intelligence artificielle.

© CNES/RedHood

Vivre le changement climatique

Les scientifiques sont formels : le climat change. Hausse des températures et du niveau de la mer ou encore fonte des glaces sont autant de marqueurs incontestables, confirmés par l’observation spatiale à travers les variables essentielles climatiques. La Terre n’en est certes pas à son premier changement climatique, mais il se déroulait sur de très longues périodes qui permettaient l’adaptation progressive des écosystèmes et de la vie sur Terre. Dopé par les gaz à effet de serre et l’utilisation massive d’énergies fossiles de l’ère industrielle, celui de ce siècle est en évolution rapide, avec des impacts dévastateurs. Pour certains territoires, il est déjà urgent de prendre des décisions cruciales pour l’avenir.

Pour prendre ces décisions, il faut pouvoir se projeter et prédire. Idéalement grâce à des simulations numériques : submersions littorales d’ici x années, état de sécheresse actuel et attendu, risque de crue sous 24 à 72 heures… Cela passe par mesurer et surveiller le changement climatique aux échelles de vie de l’homme, un ensemble de phénomènes complexes.

Pour les 10 prochaines années

Water Crisis39.8%
Failure of climate-change mitigation and adaptation36.7%
Extreme weather events26.5%
Food crises25.2%
Profound social instability23.3%

Selon le World economic forum, au moins 4 paramètres directement liés à l’eau et au changement climatique figurent en permanence au top 5 des grands risques menaçant l’avenir.

L’espace au service de la Terre et du climat

Mesurer régulièrement diverses variables climatiques et les surfaces du globe grâce à différents satellites (en vol ou à venir) et à plus de 30 ans d’archives d’observation de la Terre.

Regrouper les données, les moyens et les connaissances pour caractériser les différents impacts et les modéliser à plusieurs échelles.

Fournir des indicateurs et des outils d’aide à la décision à l’échelle des territoires, élaborer des scénarii d’évolution à court et long termes.

Altimétrie, observation optique et radar, océanographie, géodésie… Les satellites sont de remarquables vigies de la Terre, seules capables de zoomer de l’échelle mondiale à locale avec une même qualité et régularité de mesures. Chaque mission spatiale permet soit une continuité de la mesure tout en affinant sa précision, soit d’accéder à une nouvelle mesure. Complémentaires des relevés de terrains, toutes ces observations et mesures permettent une moisson d’informations que la recherche scientifique analyse, qualifie et intègre dans des modèles. Ces derniers permettent peu à peu de mieux comprendre et de mieux prévoir le fonctionnement et les interactions entre la biosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère.

C’est à ce défi que le SCO devra répondre en délivrant des produits et des indicateurs adaptés à l’échelle des pays, des régions et des territoires. Il devra le faire de manière coordonnée avec les agences spatiales et les grands organismes internationaux, en aval des grands programmes internationaux existants, focalisés sur le climat.

« Les données satellitaires ont révolutionné l’étude du climat, il faut maintenir les systèmes d’observation afin d’assurer notre avenir. »

Jean Jouzel - Climatologue français, membre du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat)

La richesse et la complémentarité des observations spatiales

Djibouti_20180523_TSX_Spotlight_2000px © TerraSAR-X/TanDEM-X © DLR e.V. 2018, Distribution Airbus DS Geo GmbH

23 mai 2018, Djibouti vu par Pléiades.

L’imagerie optique (Pléiades, Spot, Sentinel-2, Landsat…) est la plus connue du grand public car elle produit une image « familière ». Mais, comme nos yeux, les capteurs optiques ne voient ni la nuit ni à travers les nuages. La résolution de ces images permet de caractériser les moindres détails ou presque.

Djibouti_20180523_PHR_cadrage1_5000px © CNES 2018, Distribution Airbus DS

23 mai 2018, Djibouti vu par TerrasSarX.

Indifférent à la nuit et à la météo, le radar (TerraSarX, Sentinel-1, RadarSat…) présente un grand intérêt sur les zones où une forte nébulosité limite l’acquisition optique. Les nouvelles générations d’imagerie radar permettent de caractériser très finement les surfaces observées.

Sommet de l’ouragan Ophelia vu par Sentinel-3 le 15 octobre 2017 : 12 à 15 km au-dessus de l’océan, la température s’étend de 15°C en périphérie jusqu’à -50°C, dans l’œil. Seuls les satellite peuvent suivre et mesurer ces forces de la nature et livrer des caractéristiques clés comme l’épaisseur des nuages, la température, le contenu d’eau et de glace.

L’humidité du sol est la clé de toute culture. Mesurée par le satellite SMOS, c’est un précieux indicateur pour anticiper la sécheresse et le rendement des cultures.

Un engagement international

Partenaires du démonstrateur SCO fin juin 2018. À terme, chaque nation participante développera son SCO national pour contribuer, toutes ensemble, au SCO international.
© CNES/RedHood

Deux ans après l’Accord de Paris, la mobilisation internationale reste forte, sous la houlette des agences spatiales. Bien décidées à avancer sur la question du climat, celles-ci savent déjà coopérer dans des systèmes satellitaires complexes.

Le SCO rassemble tous les grands acteurs du spatial, les scientifiques et les instances internationales. En aval et en complément des grands programmes mondiaux liés au climat (GCOS Global climate observing system, Copernicus Climate Change Service ), il offrira un accès unifié à la majorité des données spatiales dans ces domaines. Il délivrera des indicateurs et des outils d’aide à la décision intégrant d’autres sources de données.

Le programme SCO jouera un rôle important dans le suivi de la mise en œuvre des Objectifs du Développement Durable. Il est actuellement en train de se structurer pour être opérationnel au plus vite. En charge de sa mise en œuvre, le CNES a proposé aux autres agences spatiales de constituer une équipe internationale dédiée pour définir l’architecture de l’observatoire et affiner ses engagements à moyen et long termes. La signature d’une charte SCO, type « Charte internationale espace et catastrophes majeures », est visée pour saluer le premier anniversaire du « One Planet Summit » en décembre 2018, avec la concrétisation d’un engagement important des États.

« Le SCO a pour ambition de devenir un patrimoine mondial. Son objectif ultime consiste à aider les pays à se préparer aux changements climatiques, à les aider à construire des scénarii réalistes, et à suivre, à l’échelle du territoire, les impacts déjà visibles et à venir. »

Selma Cherchali - CNES, responsable du programme SCO

Le SCO France

La France a résolument impulsé la dynamique actuelle pour préserver le climat, l’une des 12 priorités françaises pour le développement durable.

À l’initiative du programme, la France contribue fortement à cet enjeu majeur, seule ou en coopération, à travers ses filières d’excellence : Spot World Heritage, Pléiades, Jason, IASI, CalipsoMegha-Tropiques, auxquelles s’ajouteront bientôt les missions SWOT, CFOSAT, MicroCarb, Merlin, IASI-NG et Trishna.

Le SCO France apporte ainsi plus de 30 ans d’archives spatiales, avec la participation active des pôles de données d’observation de la Terre : Aeris pour l’atmosphère, ForM@Ter pour la Terre solide, Odatis pour l’océan et Theia pour les surfaces continentales. Avec plusieurs années d’expériences, tous savent innover et apporter de la valeur ajoutée à une large gamme de produits dérivés du spatial.

© CNES/RedHood

Le SCO France s’appuiera d’une part sur les 4 pôles thématiques, regroupés au sein de l’Infrastructure de Recherche Système Terre, et d’autre part sur les données socio-économiques.

Historique : le boost des agences spatiales

Dès septembre 2015, au travers de la Déclaration de Mexico, les agences spatiales du monde entier approuvent un geste fort de leur communauté pour la COP21, organisée en France 3 mois plus tard. La coopération internationale et l’apport des satellites ressortent comme deux leviers essentiels pour observer le changement climatique et contrôler les engagements pris pour en atténuer les effets.

Le 12 décembre 2015, l’appel a été entendu : 195 pays signent l’Accord de Paris pour contenir, d’ici à 2100, la hausse de la température de la planète bien en dessous de 2°C, et si possible en dessous de 1,5°C par rapport aux niveaux préindustriels. Dès lors, quelques 60 agences spatiales enclenchent un rythme soutenu de rencontres. En 2016, elles ratifient les déclarations de New-Delhi et de Marrakech, pour développer un système commun de mesure des concentrations de gaz à effet de serre et un pour le cycle de l’eau.

Le 11 décembre 2017, elles paraphent la Déclaration de Paris en faveur d’un observatoire spatial du climat. La création du SCO est entérinée le lendemain au « One Planet Summit », point d’étape organisé par la France sur la mise en œuvre de l’Accord de Paris.

Le 2 février 2018, un responsable de programme et un chef de projet SCO sont nommés au CNES, avec la responsabilité de préparer sa mise en œuvre technique avec tous les partenaires. Fin juin 2018, le SCO déploie au Toulouse Space Show (France) une première démonstration des données et services qu’il offrira.

« Pour maintenir la hausse des températures sous le seuil de 2 degrés, nous devrons réduire nos émissions de gaz à effet de serre de 10% par décennie. »

Cinquième Rapport d'évaluation du GIEC : « Changements climatiques 2014 »

Partenaires
du démonstrateur SCO fin juin 2018

  • Centre national d'études spatiales (France)
  • China national space administration (Chine)
  • Centre royal de télédétection spatiale (Maroc)
  •  Centre national de la recherche scientifique (France)
  • Institut de recherche pour le développement (France)
  • Météo-France (France)