Le satellite Sentinelle-3 embarquera une suite de 4 instruments scientifiques qui assureront à eux 4 une mission d'océanographie et surveillance de la végétation sur les terres émergées. Constantin Mavrocordatos, le responsable de la charge utile du satellite pour le compte de l'Agence spatiale européenne sera notre référent sur cette question tout au long de la durée de vie de ce site.

Cet ingénieur de formation est basé à l'ESTEC, le centre technique de l'ESA. Sans entrer trop dans les détails, il nous décrit brièvement les 4 instruments qui voleront sur Sentinelle-3.

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Constantin Mavrocordatos, quel est vôtre rôle dans ce programme ?

Constantin Mavrocordatos
Je suis donc le responsable de la charge utile de Sentinelle-3, qui comprend l'ensemble des instruments scientifiques qui vont fournir des données aux utilisateurs. A ce titre, j'assure le suivi du développement des instruments, depuis la spécification, en passant par la conception et la réalisation et jusqu'à la qualification pour le vol. Je vérifie que chaque instrument répond bien aux spécifications initiales et que ses performances seront en ligne avec les attentes des scientifiques.


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Vous pouvez nous faire un bref descriptif des instruments scientifiques ?

C. Mavrocordatos
Oui bien sur. A bord de Sentinelle-3, on a 4 quatre instruments principaux et un ensemble d'instruments pour la navigation. Ces 4 instruments sont OLCI (Ocean and Land Color Instrument), SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer), et 2 instruments micro-onde : L'altimètre radar SRAL (Sar Radar Altimeter) complété du radiomètre micro-onde (MWR).

SLSTR est un radiomètre infrarouge à double visée. Son rôle est de mesurer avec une très grande précision la température de surface des océans et des Terres émergées. Il a une fauchée très large de 1400 kilomètres et peut couvrir la Terre en à peu près 2 jours. Il peut obtenir une cartographie des températures de l'océan avec une précision extrême de 0,1 degré.


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Cet instrument a t'il une particularité ?

C. Mavrocordatos
Oui, il a une double vue. Il regarde sous le satellite et à l'arrière. La même zone est ainsi observée sous deux angles différents ce qui permet aux scientifiques -en combinant les deux images- de corriger les effets perturbateurs de l'atmosphère et d'obtenir des mesures très précises de la température.. Ces mesures continues et couvrant l'ensemble des océans, sont alors utilisées par les météorologues et les climatologues dans leurs prévisions à court ou long terme.

Le deuxième instrument s'appelle OCLI. Il est dédié à l'observation de couleur de la surface du Globe. Il permettra ainsi de surveiller la qualité des eaux des océans ou des zone côtières ou alors l'état de la végétation sur les Terres émergées.


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Est-ce que c'est une version évoluée du spectromètre imageur MERIS qui vole à bord d'Envisat ?

C. Mavrocordatos
Effectivement oui, il prend sa suite en quelque sorte. Il aura la même résolution que MERIS (300 m) mais, sa fauchée sera plus large (1250 km) et il sera capable de distinguer 21 couleurs (ou bandes spectrales), contre 15 pour MERIS. Au dessus des Terres, ces données permettront aux scientifiques de déterminer des paramètres géophysiques de la surface, de classifier des zones (par exemple forêt, désert, zone brulée, cultivée, inondée etc) et d'en surveiller leur étendue et leur évolution. Au dessus des mers, la mesure de la couleur permet de déterminer la présence de certains constituants, comme par exemple la concentration en plancton, la présence de chlorophylle dans l'eau, le transport de sédiments, la présence de pollution et plein d'autres applications encore.


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Il permettra donc une meilleure gestion des ressources ?

C. Mavrocordatos
Oui. C'est également un outil d'assistance à la prévention et la gestion de crises ou d'évènement exceptionnels, comme par exemple la progression d'une inondation, l'identification de zones de risque de propagation de feu.


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A t-il également une particularité ?

C. Mavrocordatos
Oui. Sur Sentinelle-3 on a décidé de basculer le champ de vue vers l'ouest pour éviter les phénomènes de réflexion du Soleil sur la mer. Cet effet est présent et perturbe beaucoup les images d'Envisat. En regardant vers l'ouest, on évite la tache brillante du soleil et on optimise la taille de la partie utile de chaque image. On arrive ainsi à couvrir l'ensemble des océans en 3.8 jours (en enlevant la partie inutilisable des images), alors que la couleur des Terres émergées ne prend que 2.2 jours à couvrir sur l'ensemble du Globe. Il faut aussi signaler que les bandes spectrales supplémentaires, permettront de mieux corriger les données des effets perturbateurs de l'atmosphère et d'obtenir ainsi des mesures plus précises.

J'ajouterais que sur Sentinelle-3 on met beaucoup l'accent sur les mesures simultanées entre les 2 instruments optiques. En effet, un des objectifs de cette mission est aussi d'assurer la continuité de la mission de l'instrument " VEGETATION ", développé par Thales Alenia Space et qui a été mise en oeuvre par le CNES, il y a une dizaine d'années sur les satellites SPOT-4 et SPOT-5. Pour cela, il est nécessaire d'étendre le domaine spectral d'OLCI dans le domaine infrarouge, en exploitant les mesures de SLSTR, prises sur la partie commune des observations.


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Les 2 autres instruments fonctionnent dans les micro-ondes ?

C. Mavrocordatos
Oui. On a un altimètre radar (SRAL) et un radiomètre micro-onde (MWR) qui permet de corriger les mesures de SRAL. SRAL est une version évoluée de SIRAL-2, l'instrument scientifique principal du satellite CryoSat-2 (lancé fin 2009) et de L'altimètre Poséidon-3 intégré sur Jason -2.

Le rôle de SRAL est de mesurer avec une grande précision la distance entre le satellite et la surface, afin d'en déduire la hauteur de cette surface et en particulier celle des océans. La précision que l'on atteint est de quelques centimètres. Il faut savoir que cette hauteur peut connaître une amplitude de plus de 200 mètres sur les océans.


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Ca demande de savoir où se trouve précisément le satellite ?

C. Mavrocordatos
Effectivement oui. Pour cela, on a un ensemble de navigation précise qui se compose d'un récepteur GPS, d'un récepteur Doris et d'un réflecteur laser. Ces trois équipements permettent d'assurer une précision centimétrique sur la connaissance de la position du satellite.


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D'autres objectifs pour cet altimètre ?

C. Mavrocordatos
Ce qui intéresse les scientifiques sont les variations de hauteur de la mer, dues aux phénomènes dynamiques comme les courants. Un des objectifs recherchés est d'obtenir une cartographie des courants marins, qui jouent un rôle essentiel dans le mécanisme climatique.

Cet instrument, fournira également d'autres mesures qui sont destinés aux météorologues. Ces mesures sont la hauteur des vagues et l'intensité des vents à la surface de la mer. La prise en compte de ces données à grande échelle, permet d'améliorer la qualité des prédictions météo et en particulier d'anticiper des phénomènes extrêmes.


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Et quel est le rôle du radiomètre micro-onde ?

C. Mavrocordatos
Un rôle très important qui consiste à mesurer la quantité d'eau dans l'atmosphère traversé par les échos radar de SRAL. Cette vapeur d'eau ralenti les ondes électromagnétiques. Ce phénomène peut être interprété comme un rallongement de la distance entre le satellite et la surface. Pour compenser ses effets, on mesure la présence d'eau dans l'atmosphère, ce qui permet de déterminer ce rallongement et d'apporter une correction dans les mesures de l'altimètre SRAL.



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Il n'y a pas de trackers stellaires ?

C. Mavrocordatos
Si, mais ils sont principalement utilisés par la plateforme. Ils permettent de déterminer l'attitude du satellite et serviront à contrôler le roulis, le lacet et le tangage du satellite. Cette connaissance de l'attitude sert également à l'exploitation des données des instruments optiques, car elle détermine la visée de ces instruments. Cette information de visée, avec l'information de position -obtenue grâce aux instruments de navigation- est nécessaire pour localiser les mesures de ces instruments sur la Terre.