SWOT nous montre nos estuaires en perpétuel mouvement

En première ligne des changements climatiques, les estuaires se découvrent désormais sous l’œil de SWOT, dont les données contribuent à modéliser le fonctionnement et à veiller à leur protection.

Données de hauteurs d’eau mesurées par SWOT au-dessus de la Réserve Naturelle de Moêze-Oléron dans le détroit du Pertuis d'Antioche en Charente-Maritime - Crédits : CNRS, Edward Salameh Damien Desroches 2024.

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SWOT va permettre d'analyser les méandres du Gulf Stream avec précision

Lancée en décembre 2022, la mission Swot vient de produire ses premiers résultats sur l’étude des eaux sur Terre. Pour l’océanographe et enseignante-chercheuse Rosemary Morrow, c’est le début d’une nouvelle période de découvertes.

Le satellite Swot (Surface Water and Ocean Topography) doit mesurer et recenser 90 % des eaux de la Terre. Il fournira ainsi la première cartographie précise des ressources en eau de notre planète. La chercheuse Rosemary Morrow est responsable de la partie océanographique de Swot. Elle analyse ici les premiers résultats de cette mission menée par le Centre national d’études spatiales (Cnes) et la Nasa. 

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SWOT Témoin d'un typhon tropical

Lors de son passage au-dessus des Philippines entre le 29 mai et le 3 juin 2023, le satellite franco-américain SWOT a observé pour la première fois avec une telle précision l’influence d’un typhon tropical sur la hauteur d’eau de la surface de l’océan.

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Lors de sa phase de calibration et de validation, le satellite SWOT a pu passer quotidiennement au-dessus d’une zone océanique à l’est des Philippines et ainsi croiser la route du typhon Betty / Mawar. Une opportunité pour le satellite d’observer, en sécurité à 891 km d’altitude, l’influence de phénomènes météorologiques extrêmes tels que les typhons sur la mesure de la hauteur de surface des océans.

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SWOT SCRUTE L’OCÉAN AUSTRAL (CNES le 2/10/2023)

Au-dessus de la zone australe, le satellite franco-américain SWOT, qui mesure en haute résolution la hauteur de l'eau dans les océans et les masses d'eau douce de surfaces du monde entier, dépasse les attentes et offre un premier regard sur la glace de mer et les tourbillons océaniques fins.

Différences de hauteur de la surface de l'eau observées par le satellite SWOT au Cap Horn
Crédits : CNES / NASA-JPL / Science Team SWOT / CLS.

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Lancement du satellite SWOT, la nouvelle vigie des lacs et des océans

LE SATELLITE SWOT VA SURVEILLER L’EAU DE LA TERRE.

Le satellite franco-américain Swot doit décoller le 16 décembre 2022 de la base californienne de Vandenberg. Sa mission : surveiller l’évolution des lacs et rivières, et observer la dynamique océanique.

Après plus d’une année d’intégration et de tests dans les installations cannoises de Thales Alenia Space, Swot (Surface Water and Ocean Topography) est aux États-Unis et se prépare pour son décollage. Le satellite de 2,3 tonnes doit s’envoler le 16 décembre 2022, à 12 h 46 heure française, à bord d’une fusée Falcon 9. À quelque 900 km d’altitude, il suivra l’évolution de l’eau terrestre pendant une durée minimale de 3 ans.

En matière d’étude des océans, Swot est le dernier-né d’une longue lignée conçue en partenariat avec la Nasa et le Cnes, l’agence spatiale française. Il s’inscrit dans la continuité d’une aventure débutée en 1992 avec Topex-Poséidon, puis la série des Jason. Lancé le 17 janvier 2016, Jason 3 est à présent dans sa septième année de mission.

Une surveillance fine des fleuves et des rivières

Swot poursuivra cette mission d’altimétrie en se focalisant sur la surveillance du niveau des lacs et des cours d’eau, du débit des rivières et, bien sûr, de la dynamique océanique. En ces temps de réchauffement climatique et de sècheresse parfois prolongée, la gestion de l’eau reste primordiale. À l’échelle mondiale, les services liés à l’eau représentent un chiffre d’affaires de 120 milliards de dollars.

Le nouveau satellite va donc suivre l’évolution des stocks d’eau pour les lacs de 6 hectares et plus, soit l’équivalent d’un carré de 250 m de côté. Des superficies de 100 m par 100 m sont également envisagées. À l’échelle mondiale, vingt millions de lacs devraient ainsi être observés par ce satellite mis au point conjointement par Thales Alenia Space et le Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Les utilisateurs des données Swot disposeront de deux niveaux d’informations. « Single Pass » donnera la superficie, la hauteur et l’évolution du stock d’eau. Il sera également possible d’obtenir une moyenne par cycle de 21 jours, durant lequel un lac pourra être observé jusqu’à 12 fois depuis les hautes latitudes. Idem pour les fleuves. Pour chaque passage, c’est un tronçon de 10 km qui sera observé. Au niveau de chaque tronçon, le satellite évalue la largeur, la hauteur, la pente, ainsi que le débit du fleuve.

Prendre la relève des Jason pour les océans

Parallèlement, Swot poursuivra la mission de surveillance océanique dévolue aux satellites Jason. Il permettra aussi d’obtenir des prévisions météorologiques plus précises, notamment saisonnières. Afin d’accomplir ces différentes tâches, il possède plusieurs équipements dont la masse totale s’élève à 900 kg.

La préparation du satellite Swot

Le satellite Swot a été assemblé à Cannes, chez Thales Alenia Space. © Cnes/Thales Alenia Space
Dès juin 2021, la charge utile du satellite a été expédiée via un avion-cargo C-17 de l’US Air Force. Son module Nadir reprend ainsi les mêmes instruments que ceux du trio Jason, dont l’altimètre à double fréquence Poséidon fabriqué par Thales Alenia Space. Nadir inclut également pour l’orbitographie de précision le système Doris, mis au point par Thales, ainsi que le radiomètre micro-ondes avancé AMR. Deux dispositifs du JPL complètent ces équipements : la charge utile de localisation (GPS Payload) et les réflecteurs laser LRA.

Des mesures améliorées d’un facteur 10

Mais le nerf central de Swot est KaRin (Ka-band radar Interferometer), l’altimètre interférométrique conçu par le JPL pour mesurer la hauteur des surfaces d’eau. Le Cnes et Thales contribuent à KaRin en apportant la plateforme de radiofréquences (RFU) intégrée. L’instrument comporte deux antennes SAR en bande Ka, éloignés de 10 m l’une de l’autre. Elles doivent permettre de réaliser une observation bidimensionnelle de 120 km de large avec une résolution horizontale comprise entre 50 et 100 m et programmable de part et d’autre de la trace.

Par rapport à la précédente génération, la résolution obtenue avec Swot doit être améliorée d’un facteur 10. Comparé à Jason, qui pouvait transmettre jusqu’à 80 kbits/s de données, Swot pourra transmettre jusqu’à 349 Mb/s avec KaRin. Mais la capacité générée chaque jour peut aller jusqu’à 7,9 Tb.

Première mission du Cnes avec rentrée contrôlée

Afin d’assurer sa mission de trois ans, possiblement cinq, ce satellite dispose de deux jeux de panneaux solaires fabriqués sur le site de Cannes et capable de fournir jusqu’à 8 kW d’énergie électrique. Pour fonctionner, la charge utile a besoin de 2 kW. Une fois déployés, les panneaux ont une surface totale de 31 m2 et confèrent une envergure de 16 m au satellite, dont la propulsion est assurée par 360 kg de monohydrazine.

Au terme de sa mission, Swot utilisera 80 % de son carburant pour effectuer une rentrée contrôlée au-dessus du Pacifique Sud. Pour la première fois, le Cnes sera chargé d’assurer les procédures de fin de vie du satellite.

Celui-ci a été acheminé aux États-Unis le 16 octobre dernier par un C-5 Galaxy de l’US Air Force. Suite au conflit russo-ukrainien, les cinq derniers Antonov-124, habituellement utilisés pour ce type d’opération, sont aujourd’hui réquisitionnés par l’Otan. Ce 16 décembre 2022, Swot doit être lancé depuis la base spatiale de Vandenberg, sur la côte est américaine, par une fusée Falcon 9 sur orbite basse (LEO) à 891 km d’altitude avec une inclinaison de 78°.

Pour le lancement de Swot, le Cnes réalise un direct sur YouTube, le 16 décembre 2022, à partir de 12 h 15.