Source: The Conversation – France in French (2) – By Corinne Salcedo, Manager des systèmes TRISHNA, Centre national d’études spatiales (CNES)
En 2027, un satellite franco-indien va être mis en orbite pour détecter la température de la surface de la Terre, en évaluer le contenu en eau et aider différents secteurs d’activités : agriculture, agroforesterie, hydrologie, micrométéorologie urbaine, biodiversité.
« Trishna » veut dire « soif » en sanscrit. Pour un satellite qui contribuera de manière significative à la détection du stress hydrique (déficience en eau) des écosystèmes et à l’optimisation de l’utilisation de l’eau en agriculture, dans un contexte de changement climatique mondial, cela nous semble bien adéquat. TRISHNA, acronyme anglophone de Thermal InfraRed Imaging Satellite for High-resolution Natural resource Assesment, signifie aussi « satellite d’imagerie infrarouge thermique pour l’évaluation haute-résolution de ressources naturelles ».
Une fois en orbite, TRISHNA mesurera tous les trois jours, sur tout le globe terrestre et à 60 mètres de résolution, la température de surfaces des continents et de l’océan côtier, c’est-à-dire jusqu’à 100 kilomètres du littoral. Car, aussi étrange que cela puisse paraître, cette coopération entre le Centre national d’études spatiales français (Cnes) et son homologue indien l’Indian Space Research Organisation (ISRO) va mesurer la température terrestre pour étudier l’eau.
Des besoins, une mission
En effet, il est maintenant prouvé que sous l’effet d’une pression anthropique croissante et du changement climatique, notre environnement se réchauffe et se transforme de plus en plus vite, avec notamment un impact sur le cycle de l’eau, indissociable du cycle de l’énergie.
Cesbio et JPL, CC BY
En effet, depuis l’échelle globale jusqu’à des échelles beaucoup plus locales, l’eau est à la fois un élément indispensable à la vie et le principal vecteur des échanges de chaleur dans la machine météorologique et climatique. Aujourd’hui, la modification conjuguée des températures et des régimes de précipitations impacte les réserves accessibles d’eau douce, dont 70 % sont voués aux usages agricoles (irrigation), 25 % à l’industrie et le reste aux usages domestiques.
Il est donc logique de rechercher une gestion optimisée de cette ressource, à la fois en termes de quantité et de qualité. Cet objectif permet de répondre à plusieurs objectifs gouvernementaux et internationaux portés par des organismes tels que le GEOGLAM (organisme international qui surveille les cultures agricoles au niveau planétaire et génère des prévisions de récolte via un système satellite mondial), la FAO (organisation pour l’alimentation et l’agriculture des Nations unies) et les Nations unies elles-mêmes.
Pour aller dans ce sens, la mission TRISHNA a été conçue de manière spécifique pour étudier prioritairement le stress hydrique des écosystèmes naturels et agricoles ainsi que l’hydrologie côtière et continentale.
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Comment la température de la Terre renseigne-t-elle sur l’utilisation de l’eau par les végétaux ?
La température de surface et sa dynamique sont des indicateurs précieux de la « soif » des végétaux car, en s’évaporant, l’eau refroidit la surface dont elle provient et réciproquement, les surfaces se réchauffent lorsqu’il n’y a plus d’eau à évaporer ou à transpirer (notons que ce principe vaut autant pour les animaux que pour les végétaux).
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La température de surface peut donc être utilisée comme indicateur des quantités d’eau utilisées par une plante pour maintenir sa chaleur à un niveau permettant son bon fonctionnement.
Or, une loi physique, dite loi de Wien, connue depuis 1893, met en relation la température d’un objet avec l’énergie électromagnétique qu’il émet dans différentes longueurs d’onde. Selon cette loi, la planète Terre émet le plus d’énergie dans le domaine infrarouge dit « thermique » aux alentours de 10 micromètres.
Les détecteurs de TRISHNA ont donc été conçus en visant ce domaine spectral afin de mesurer l’énergie émise par les surfaces terrestres, quelles qu’elles soient (végétation, environnement côtier, lacs, rivières, neige, glaciers, surfaces artificialisées, milieux urbains) pour en déduire leur température.
Cnes/Frédéric Lancelot, 2023, Fourni par l’auteur
Pour les besoins de la recherche et des applications qui en découlent, la fréquence élevée de revisite (tous les trois jours) et ses résolutions spatiale (60 mètres) et spectrale permettront d’aborder des enjeux scientifiques, économiques et sociétaux majeurs dans différents secteurs : agriculture, agroforesterie, hydrologie, micrométéorologie urbaine, biodiversité.
Le partenariat franco-indien
La coopération spatiale entre la France et l’Inde est un élément important de l’axe indopacifique de notre politique étrangère.
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Son histoire riche est marquée par des collaborations scientifiques et techniques débutées dès les années 1960, époque à laquelle les deux nations travaillaient notamment au développement de fusées-sondes. De part et d’autre, l’intention stratégique était alors de développer une autonomie nationale d’accès à l’espace.
Cette collaboration a jeté les bases de deux projets spatiaux emblématiques qui ont suivi plus récemment. Le premier de ces projets est le satellite Megha-Tropiques, conçu pour caractériser le potentiel de précipitation des nuages dans les régions tropicales et lancé en 2011. Puis, en 2013, est arrivée la mission SARAL/AltiKa, consacrée à la mesure du niveau des surfaces couvertes d’eau sur les océans et les continents.
En 2016, la visite officielle du président François Hollande en Inde a favorisé le démarrage du projet TRISHNA, tirant également parti de l’accord-cadre que le Cnes et l’ISRO avaient signé l’année précédente. La France et l’Inde lançaient ainsi une nouvelle étape de leur coopération spatiale sur le thème de l’eau.
Cette nouvelle coopération présente de nombreux avantages pour nos deux pays. L’industrie franco-européenne en bénéficie avec la forte implication de nos entreprises dans la réalisation de l’instrument thermique. Ainsi positionnés, nos industriels augmentent leur chance d’être impliqués dans les futurs grands contrats indiens. En contrepartie, ce schéma partenarial permet à l’Inde de parfaire son cheminement vers des industries stratégiques autonomes et vers des moyens de supervision environnementale appropriés.
Plus largement, TRISHNA consolide la coopération franco-indienne, ouvrant des perspectives de partenariats dans les secteurs des satellites d’observation et de télécommunications. Autres retombées importantes pour nos deux pays, le projet TRISHNA permet aux communautés scientifiques indienne (ISRO et instituts techniques universitaires) et française (CNES et laboratoires intervenants) de se positionner dans la recherche spatiale environnementale et de créer des applications à la fois rentables et utiles à différents secteurs d’activités, dont l’agriculture.
L’irrigation agricole, une des applications les plus prometteuses de la mission TRISHNA
En combinant les données thermiques de TRISHNA avec des informations issues d’autres satellites (permettant d’évaluer la végétation, l’humidité des sols ou les précipitations), il sera possible d’estimer avec précision l’évapotranspiration réelle des cultures, c’est-à-dire la quantité d’eau effectivement utilisée par les plantes.
Cette information permettra aux agriculteurs, aux gestionnaires de bassins versants et aux décideurs politiques d’adapter les calendriers et les volumes d’irrigation en temps quasi réel, selon les besoins réels des cultures et non sur des moyennes ou des approches empiriques. Ce pilotage de l’irrigation « à la demande » représentera une avancée majeure, en particulier pour les régions où les ressources en eau sont limitées ou irrégulièrement réparties.
En Inde comme en France, des expérimentations sont déjà envisagées pour intégrer les données TRISHNA dans les systèmes d’aide à la décision utilisés par les agriculteurs. À terme, cela pourrait conduire à des économies d’eau significatives, à une réduction de l’impact environnemental de l’agriculture et à une meilleure résilience des systèmes de production face au changement climatique.
De manière plus générale, la mission pourra également contribuer à la prévention des risques liés aux évènements extrêmes, comme les canicules, les sécheresses, les feux, les inondations – des aléas auxquels nos deux pays sont de plus en plus confrontés.
En somme, TRISHNA offre à la France et à l’Inde une opportunité exceptionnelle de renforcer leur partenariat et de répondre aux défis économiques et climatiques auxquels nos deux pays et le monde entier font face aujourd’hui.
Philippe Maisongrande (responsable thématique Biosphère continentale, au Cnes) et Thierry Carlier (chef de projet TRISHNA) ont contribué à la réflexion sur les premières versions de cet article.
Corinne Salcedo ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
– ref. TRISHNA, une mission spatiale franco-indienne pour mieux gérer l’eau sur Terre – https://theconversation.com/trishna-une-mission-spatiale-franco-indienne-pour-mieux-gerer-leau-sur-terre-272868