Publié le 07 octobre 2019 à 15:02

Météosat : ce que nous réserve la prochaine génération de satellites

Meteosat 3ème génération
Meteosat 3ème génération [ESA]
La mise au point des satellites Météosat de troisième génération avance à grands pas, les premiers exemplaires devraient être mis en orbite en 2021. Ces derniers offriront une meilleure résolution spatiale et temporelle, ils seront équipés de détecteur de foudre, de nouveaux sondeurs ultraviolet, visibles et infrarouge. Et bien d'autres choses encore...

La durée de vie des satellite Météosat de seconde génération est officiellement de 7 ans, ils doivent être régulièrement remplacés. Il faut également anticiper les besoins des futurs systèmes de prévision météorologique, d'où la nécessité de faire évoluer les instruments actuels.

Le concept va fortement évoluer. Les nouveaux satellites seront d’abord stabilisés sur 3 axes et non plus par rotation. Il s'agit là d'une amélioration importante : les plateformes actuelles tournent autour de leur axe de symétrie, pour garantir une bonne stabilité.

Météosat 2ème génération (à gauche) et Météosat 3ème génération (à droite)
Météosat 2ème génération (à gauche) et Météosat 3ème génération (à droite) [ESA]

Le principal inconvénient est qu'à chaque tour les instruments ne sont pointés vers la Terre que pendant le 5% de la période de rotation. Ils ne peuvent rien mesurer les autres 95%. Grâce à ce nouveau procédé, les instruments pourront être pointés en permanence sur la Terre.

Nouvelle génération d’instruments sur deux types de satellite

La nouvelle mission impiquera la mis en orbite de deux types de satellites, un imageur (MTG-I) et un sondeur (MTG-S):

Le satellite MTG-I embarquera un nouvel imageur combiné flexible (FCI) avec une résolution de 0,5, 1 et 2 km dans le spectre visible, contre les 1 à 3 km obtenus actuellement. Pour la petite histoire, des images avec une résolution de 500m ne sont actuellement disponibles que deux fois par jour...

Le temps de génération d’image va passer de 15 à 10 min pour l’ensemble de l’hémisphère, avec un impact non-négligeable sur la prévision à très court terme, en cas d’orage par exemple. La résolution et le temps de génération des images infrarouge et vapeur d’eau seront également améliorés.

Le satellite MTG-I aura enfin à son bord un imageur pour les éclairs (ci-dessous) qui mesurera en continu et avec une résolution spatiale de 10 kilomètres les impulsions optiques (éclairs) déclenchées par des décharges d'énergie.

Système de mesure des éclairs pour les satellites Météosat de troisième génération
Système de mesure des éclairs pour les satellites Météosat de troisième génération [ESA]

La capacité de détection des éclairs dépendra de l'éclairement du Soleil mais sur 24 heures, ce nouvel imageur devrait en repérer plus de 80%.

Le satellite MTG-S embarquera pour sa part un sondeur infrarouge, avec une résolution spectrale de 0,625 cm. Ce dernier travaillera dans les deux bandes de l'infrarouge avec une résolution spatiale de 4 kilomètres. Il sera en mesure de fournir une image du disque complet dans l'infrarouge, avec une répétition de cycle de 60 minutes.  Cet instrument n'a pas de précurseur dans le programme Météosat.

Contribution à l’observation du climat

Le satellite MTG-S aura également un système d’observation Sentinel-4 à bord, pour le programme GMES (Global Monitoring for Environment and Security); Ce dernier permettra d’analyser la chimie de l’atmosphère et d’identifier des concentrations de gaz tels que l’ozone et le dioxyde d’azote.

Les satellites Meteosat ne se contenteront ainsi plus de fournir des images des systèmes météorologiques, ils réaliseront également une analyse « couche par couche » de l’atmosphère permettant d’obtenir davantage d’informations sur la complexité de sa composition chimique. Un atout pour la surveillance en temps réel de la pollution atmosphérique et de la qualité de l’air...

Accent sur  la prévision à court terme et meilleure vision d’ensemble

Le programme MTG a pour priorité d’assister la prévision immédiate et à très courte échéance, grâce à des améliorations majeures sur la résolution et la fréquence de production des images. Le nombre de canaux spectraux passera par ailleurs de 12 à 16, produisant une information supplémentaire sur les cirrus semi-transparents, la microphysique des nuages, les aérosols et les feux de forêts.

Autre nouveauté pour un satellite géostationnaire, le programme MTG proposera toutes les heures des profils verticaux de température et d’humidité couvrant le disque terrestre complet, avec un échantillonnage horizontal de 4 km au point sous-satellite. La répétitivité élevée de ces sondages fournira des données essentielles pour les modèles régionaux de prévision numérique à très haute résolution.

Vision superposée des satellites Météosat de troisième génération
Vision superposée des satellites Météosat de troisième génération [ESA]

Satellites plus lourds mais assortis d’une plus grande longévité

Le poids des équipements a été porté de 2040 kg à 3600 kg, soit un gain de poids de plus de 50%. La consommation d’énergie passe pour sa part de 600 à 2 kW. La durée de vie des nouveaux satellites n’en sera pas affectée pour autant.

Test des appareils à bord des satellites MTG
Test des appareils à bord des satellites MTG [ESA]

Les plateformes MTG-I et MTG-S sont en effet conçues pour fournir des observations pendant 8 années, contre 7 pour les exemplaires de seconde génération, ce qui devrait permettre d’assurer les observations satellite jusqu’en 2040.

Rien n’échappe aux mesures d’économie…

Philippe Jeanneret

Publié le 07 octobre 2019 à 15:02