4 Mars 2024

[Données SWOT] 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.

  

Sur l’image présentée ci-dessus, les données acquises par SWOT à marée basse au niveau de la Réserve Naturelle de Moêze-Oléron en Charente-Maritime sont superposées avec une image satellite. Les pixels affichés sur l’image sont des points de mesure SWOT. Plus le point de mesure, défini en mètres, tire vers le jaune, plus le niveau de l’eau de surface est élevé. A l’inverse, plus le point tire vers le bleu plus le niveau d’eau est bas. Les bancs vaseux et sableux se manifestent ainsi clairement dans le signal de SWOT.

Ce signal de rétrodiffusion relativement important, permet d’obtenir des mesures d'élévation précises, même pour ces zones complètement découvertes à marée basse. En conséquence, la carte des hauteurs révèle les caractéristiques topographiques des zones intertidales, zones de terres immergées et émergées à chaque marée, de cette réserve naturelle. Ces informations sont cruciales pour la protection et la gestion de cet environnement et permettent une étude précise depuis l’espace de ce type de zone soumis à des changements réguliers.

A la frontière entre les cours d’eau et les océans, les estuaires sont des zones cruciales pour l'écosystème mondial. Ils abritent la majorité des grandes villes mondiales ainsi qu’une riche biodiversité. Les zones intertidales jouent un rôle essentiel dans l'écosystème de l'estuaire. Elles sont un lieu de nourrissage pour les oiseaux et les poissons, mais aussi un habitat idéal pour la faune et la flore vivant sur les fonds.

Soumis à la variabilité des forces hydrodynamiques et climatiques, les estuaires sont des territoires fragiles en perpétuelle évolution.

Des phénomènes tels que l’élévation du niveau de la mer, la submersion lors de tempêtes, les marées et les crues de fleuve ont des conséquences lourdes sur la vie humaine et marine. Les inondations et les érosions conduisent au recul du trait de côte vers l'intérieur des terres, menaçant les sites industriels côtiers, la navigation ou encore la pêche, tout en contribuant à la baisse du débit en eau douce essentielle à la biodiversité. Face à cette dégradation, l'étude du fonctionnement et de l’évolution des estuaires se révèle d'une grande importance pour surveiller et prévoir leur devenir.

En étendant le champs d’observation des missions d’altimétrie de l’océanographie à l’hydrologie, la mission SWOT relève ce défi et fournit des mesures régulières et à haute résolution des estuaires autour du globe. Ainsi, les scientifiques peuvent pour la première fois depuis l’espace suivre l’évolution de ces écosystèmes fragiles.

Grâce à des capacités d’observation plus élevées que les spécifications initiales de la mission, le satellite SWOT, avec son instrument principal KaRIn, offre une vue détaillée des caractéristiques topographiques des zones intertidales. Un nouvel usage des données de la mission qui devrait permettre la prévision des inondations côtières, la gestion des ressources marines ou encore la planification urbaine.

  


Données topographiques de SWOT sur l’estuaire de la Seine - Crédits : CNRS, Edward Salameh /Damien Desroches, 2024.

  

En fournissant des données précises et actualisées sur les estuaires, la mission SWOT ouvre la voie à de grandes perspectives pour la recherche et la gestion environnementale. Grâce à la possibilité de générer des relevés topographiques à partir de différentes acquisitions pendant les marées basses, SWOT offre la possibilité d’étudier plus en détails l'évolution de ces écosystèmes.

Cette topographie précise des zones intertidales est fondamentale pour la modélisation hydrodynamique des eaux peu profondes. Elle s’avère essentielle pour la prévision des inondations côtières, mais aussi l'identification des zones d'érosion, l'accumulation au niveau du littoral ou encore la navigation, la pêche et le tourisme. 

Les données de la mission SWOT sont à retrouver sur la plateforme AVISO pour l’océanographie (Pôle de données et de Services ODATIS de l'IR Data Terra) et Hydroweb.next pour l’hydrologie (Pôle de données et de Services THEIA de l'IR Data Terra).

  

Lancée depuis la base de l’US Space Force de Vanderberg en Californie, SWOT est une mission en collaboration entre le CNES et la NASA avec des contributions de l’Agence spatiale canadienne (ASC) et de l’Agence spatiale du Royaume-Uni (UKSA). 

L’objectif de la mission SWOT est de fournir des mesures à haute résolution de la hauteur de l’eau dans les océans et des surfaces d’eau continentales du monde entier, avec une précision inégalée. Elle permettra de mieux comprendre le rôle de l’océan dans le changement climatique et aidera les communautés locales à surveiller et à planifier les changements dans les ressources en eau et les effets de la montée des eaux. 

Dans le cadre de cette coopération internationale, le CNES est en charge de la fourniture de l’orbite précise du satellite avec l’instrument DORIS, de l’altimètre nadir Poséidon ainsi que du sous-système radiofréquence, cœur de l’instrument Il fournit également la plateforme du satellite développée par Thales Alenia Space, le réseau de stations de réception, ainsi que le segment sol de contrôle. En outre, le CNES a développé une partie des algorithmes de traitement des données KaRIn, et son segment sol de mission traite les données SWOT au fil de l’eau.

La NASA fournit l’instrument KaRIn (intégrant le sous-système radiofréquence fourni par le CNES et des éléments fournis par l’ASC, UKSA), un récepteur GPS, un rétro-réflecteur laser, un radiomètre à micro-ondes à deux faisceaux. Enfin, elle a fourni le système de lancement du satellite et est en charge des campagnes de retraitement global des données de l’instrument KaRIn.

  

Pour en savoir plus, rendez-vous sur la page projet de SWOT.

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