Avec la répétition des catastrophes naturelles et la pollution, les satellites deviennent incontournables pour les scientifiques. Le CNRS a réuni treize projets de télédétection spatiale lors de la journée annuelle du Programme national de télédétection spatiale (PNTS), pour mieux comprendre et anticiper les risques environnementaux.
Chaque année, les catastrophes naturelles et les différentes pollutions coûtent des vies et des milliards d'euros à la planète, souvent faute d'alerte suffisamment rapide. Le Programme national de télédétection spatiale (PNTS) a récemment réuni des chercheurs et données pour montrer comment l'observation depuis l'orbite change la donne, des inondations cartographiées en quelques heures jusqu'à la détection de glissements de terrain invisibles à l'œil nu. Treize projets de recherche ont dévoilé comment la télédétection spatiale s'impose, aujourd'hui, comme un outil clé de gestion des risques environnementaux.
Quand les satellites cartographient les catastrophes en quelques heures
En cas de séisme ou en cas d'inondation, chaque heure compte, et les satellites peuvent beaucoup apporter. La plateforme de service SERTIT, rattaché au laboratoire ICube de l'université de Strasbourg, transforme l'imagerie spatiale en cartes exploitables en moins de six heures. Le SERTIT produit par exemple des cartes de zones inondées (disponibles en 5h20 en moyenne), une estimation de la hauteur de l'eau, ou encore une carte des routes encore praticables pour guider les équipes sur le terrain. Des cartes d'impact ont été livrées 40 heures seulement après le séisme d'Haïti en 2010, mais il y a aussi le cas d'un suivi presque en direct de la propagation des feux de végétation. Le tout doit fonctionner sans interruption, 24 heures sur 24 et 365 jours par an.
Vitale également, on peut évoquer la mission qui consiste à repérer les rescapés depuis le ciel. Après un séisme ou une éruption volcanique, les images de drones prises de très haut ou sous des angles impossibles restent souvent illisibles à l'œil humain. C'est là que l'intelligence artificielle entre en scène. En analysant automatiquement les mouvements et la position des individus sur ces clichés, elle permet aux équipes de secours de repérer bien plus de personnes en détresse, et donc de gagner un temps précieux, celui qui, parfois, sauve une vie.
Les glissements de terrain, eux, tuent environ 4 000 personnes chaque année, un lourd bilan dans les pays montagneux à faible revenu. Leur point faible est que certains bougent de façon presque imperceptible, avant de céder d'un coup. Grâce aux radars satellite comme Sentinel-1, la technique d'interférométrie InSAR détecte des déplacements de quelques centimètres seulement, en comparant deux images prises à quelques jours d'intervalle, ce qui peut transformer un mouvement de terrain en signal d'alarme précoce. L'équipe du Laboratoire d'Informatique, Systèmes, Traitement de l'Information et de la Connaissance (LISTIC) a même construit ISSLIDE, le tout premier jeu de données pensé pour entraîner des algorithmes à traquer ces glissements lents.
Dans les Alpes, l'épisode de la crue de La Bérarde a montré l'intérêt d'une cartographie 3D précise du terrain. Les images des satellites Pléiades ou SPOT, comparées à des relevés LiDAR aéroporté et drone, aident à localiser les zones dangereuses ou difficiles d'accès, tandis que la résolution des images et la géométrie de prise de vue restant déterminantes pour mesurer avec précision l'érosion et les dépôts sur ce type de relief escarpé.
Comment les satellites surveillent les éruptions volcaniques et leur impact climatique
Respirer un air plus sain est un immense défi. La pollution atmosphérique cause près de 4 millions de morts prématurées chaque année, mais ses mécanismes de dispersion restent mal compris à grande échelle. De nouvelles approches multispectrales permettent désormais de cartographier les particules en 3D et de remonter à leur origine (trafic routier, industrie, fumées de feux de forêt ou poussières désertiques). Même enjeu en mer, où les nappes d'hydrocarbures sont souvent confondues avec des phénomènes naturels comme les zones de vent faible ou les films organiques. Avec les technologies radar et infrarouge, les scientifiques parviennent désormais à quantifier l'épaisseur de ces nappes (avec un seuil de détection de 0,3°C d'écart thermique) et à réduire nettement les fausses alertes. Dans les Caraïbes, d'autres satellites surveillent les échouements massifs de sargasses, des algues qui libèrent en se décomposant des composés toxiques, comme le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac ou l'arsenic, avec un impact sanitaire, touristique et économique bien réel. Le projet ANR SargAlert s'appuie sur ces données pour publier des bulletins d'alerte à 4 jours, 15 jours et jusqu'à 2 mois.
Du côté du climat, l'impact des éruptions volcaniques reste assez mystérieuse, notamment sur la taille et la composition des aérosols qu'elles libèrent dans la stratosphère. En croisant plusieurs satellites avec un réseau de mesures au sol, les chercheurs ont étudié l'éruption du volcan Raikoke en 2019. Dans certains morceaux de panache piégés dans des tourbillons de longue durée, la croissance des aérosols soufrés s'est révélée trois fois plus importante, ce qui est rare et invite à revoir les modèles d'impact du volcanisme sur le climat. Pour suivre ces phénomènes en quasi temps réel, le portail en ligne Volcano Space Observatory centralise désormais les données sur les panaches volcaniques et la déformation du sol, avec des outils comme la plateforme VOLCPLUME, ou un calculateur de flux de dioxyde de soufre, illustrés par les éruptions de La Palma, du Hunga Tonga ou de La Soufrière. La même logique est appliquée aux villes. En restituant la température de surface terrestre depuis l'espace à l'aide de réseaux de neurones, les scientifiques parviennent aujourd'hui à mieux cartographier le phénomène des îlots de chaleur urbains.
Les champs sont aussi sous surveillance, avec des systèmes comme ASAP et MARS, développés par le Centre commun de recherche de la Commission européenne, qui croisent données satellite, données météorologiques et modélisation pour détecter les sécheresses et anomalies agricoles. Un défi revient sans cesse dans la bouche des chercheurs présents à la journée du PNTS : l'opérationnalisation. Passer d'un algorithme de recherche performant à un outil déployé en temps réel, voire industrialisé, demande un travail spécifique à part entière. S'y ajoutent la masse de données multi-sources à croiser, une intelligence artificielle précieuse mais pas magique qui réclame encore beaucoup d'expertise humaine pour livrer tout son potentiel. Le délai de réception et de traitement des données, qui peut faire toute la différence face à un incendie ou une inondation, en train de progresser.
