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La gestion des catastrophes nécessite des 'constellations' de satellites
Depuis 1972, l’année où les Etats-Unis ont lancé le premier satellite d’observation de la Terre, le Landsat-1, les données obtenues grace à de la télédétection par satellite ont permis d’identifier des sites de catastrophe, d’évaluer les dommages et les risques, de surveiller des situations et d’emettre des alertes rapides.
Mais les catastrophes peuvent survenir sous des formes et dans des ampleurs différentes, nécessitant des données variables durant les cycles d’atténuation, de préparation, de réaction et de recouvrement de la catastrophe. Aucun satellite ne peut seul satisfaire tous ces besoins. Les gestionnaires des catastrophes ont besoin d’une constellation de satellites équipés dune gamme de détecteurs.
Des situations différentes nécessitent avant tout que la collecte des données se fasse sur des bandes de fréquence différentes. Par exemple, les données infrarouges optiques et proches peuvent permettre de cartographier l’utilisation des terres ou d’évaluer les sécheresses agricoles. Mais pour le suivi de la trajectoire de l’œil d’un cyclone, ou la surveillance de zones inondées sous les nuages, les sondeurs hyperfréquence sont nécessaires.
Par ailleurs, les études sur les glissements de terrain dépendent de modèles altimétriques numériques de haute résolution, qui requièrent des données collectées par des détecteurs optiques de stéréovision (exemple : Cartosat-1), des radars à synthèse d’ouverture interférométrique (RSO interférométrique) ou des radars optiques (LIDAR).
D’autre part, pour les incendies et les volcans, l’imagerie thermique est nécessaire – pour la détection des points chauds. Les gestionnaires des catastrophes ont en fait besoin de satellites équipés de détecteurs qui collectent des données dans toutes les régions du spectre électromagnétique.
Un compromis maladroit
Il existe souvent un compromis maladroit entre les résolutions temporelles et spatiales. La gestion de nombreuses catastrophes naturelles, telles que les cyclones ou les incendies, requiert des données détaillées et continues. Mais, bien que les satellites géostationnaires comme Meteosat ou INSAT (Indian National Satellite System/Kalpana) assurent une surveillance presque constante (toutes les quinze minutes), il leur manque un détail (ils ont une basse résolution spatiale). Inversement, les satellites sur orbite polaire offrent des données de plus haute résolution spatiale (allant jusqu’à moins de 1 mètre) mais les informations ne sont collectées qu’avec plusieurs jours de retard. Pour la gestion des inondations, ce système peut constituer un réel problème. Les données à basse résolution spatiale peuvent permettre de cartographier de vastes zones inondées, mais la repartition de
l’aide nécessite l’accès à des données plus détaillées sur les infrastructures, comme les ponts, les drains et les routes submergés.
Une constellation de satellites sur orbite polaire, également espacés autour d’une orbite héliosynchrone pour assurer une couverture continue d’un endroit donné, pourrait résoudre ce problème. Une telle constellation, conçue à l’origine pour la gestion des catastrophes, pourrait émettre à fréquence régulière des données dans la partie appropriée du spectre. Par exemple, les satellites géostationnaires, principalement conçus pour les prévisions météorologiques, sont utilisés pour le repérage des cyclones en formation, le suivi de leur progression et les prévisions de leur point de chute sur la terre. Mais ils ne sont généralement pas équipés de sondeurs hyperfréquence, qui sont nécessaires pour l’évaluation de l’intensité d’un cyclone –capitale pour la prévoir les dégâts potentiels. Conception des constellations
Le nombre exact de satellites nécessaire a une constellation efficace est encore sujet à débat. Toutefois, de nombreuses études suggèrent qu’il en faudrait au moins huit, avec des détecteurs à capacité double pour collecter à la fois des données de haute et de basse résolution, et un fractionnement égal entre des instruments optiques (y compris thermaux) et micro-ondes.
Les satellites doivent également être agiles, pour permettre des changements rapides d’orientation des cameras pour que l’observation d’une zone sinistrée puisse se prolonger dans le temps. Une telle constellation pour la gestion des catastrophes (DMC) a été conçue par Surrey Satellite Technology Ltd., au R-U. Sept satellites équidistants gravitent en orbite à 686 km, avec une résolution de 26-32 m et une capacité multispectrale. Chaque satellite est possédé et contrôlé en toute indépendance par un pays différent, mais tous constituent un réseau commun, et dont les ont été espacés afin que le réseau puisse fournir des images de manière quotidienne. Toutefois, les satellites dans cette CSC n’ont pas de capteurs dans le domaine thermique ni de micro-ondes, ce qui limite leurs capacités.
Une constellation de satellites qui offre réellement des images hyperfréquence est le SAR-Lupe allemand. Ce système de reconnaissance militaire est composé de cinq satellites qui opèrent sur trois orbites de 500 kilomètres à à peu près soixante degrés d’intervalle. Ils utilisent le segment bande X de radiations à
micro-ondes, fournissant des données de très haute résolution (< 1m). De telles données pourraient être d’une très grande utilité pour la gestion des catastrophes provoquées par l’homme.
Retour sur terre Indubitablement, l’élément clef dans le suivi des catastrophes et l’atténuation de leurs effets,
est la facilité d’utilisation des
données satellitaires par les gestionnaires et les planificateurs des mesures d’urgence. Ainsi, les satellites dans une constellation doivent pouvoir traiter un certain nombre de cas et faire des analyses automatiques (comme pour la carte des foyers d’incendies MODIS), (voir Télédétection des catastrophes :Faits et chiffres).
Il est également indispensable de bénéficier d’infrastructures de communication qui puissent transférer les données du satellite à l’utilisateur final. Il est, en effet, utile d’associer les satellites de télédétection et les satellites de communication. Par exemple, l’Inde associe son système de satellites de télédétection (IRS) – destiné à la surveillance écologique et de l’utilisation des terres– aux satellites de communication de l’INSAT (Indian national satellite system).
Il faut aussi etre capable d’intégrer des données satellitaires à d’autres données géospatiales et à des modèles environnementaux. Les satellites ne sont pas l’unique réponse. Pour évaluer les risques de glissement de terrain, il faut ainsi associer les données de téléobservation aux cartes démographiques et à d’autres bases de données spatiales. De même, pour prévoir ou annoncer des inondations, des données satellitaires en temps réel sur l’intensité des précipitations et le débit fluvial sont nécessaires, tout comme des moyens d’observations sur zone, de connaissances topographique et de modèles hydrologiques.
Ranganath Navalgund est le directeur du Centre d’applications spatiales de l’Organisation indienne de recherche spatiale, à Ahmedabad, en Inde.
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Ranganath Navalgund
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