Avec le satellite BIOMASS, les feuilles ne cacheront plus les forêts

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Dans le cadre du programme Living Planet initié par l’agence spatiale européenne (ESA), le satellite BIOMASS, devrait déployer son antenne de 12 mètres de diamètres en 2022 à quelque 630 km de la Terre, et ce pendant 5 ans. Sa mission ? Scruter les forêts de la planète, à l’aide d’un capteur en bande P, encore jamais installé à bord d’un satellite.

La mission BIOMASS (© Airbus Defence and Space)

Construit par Airbus Defence & Space sous l’égide de l’ESA, le satellite BIOMASS répond à une forte demande des scientifiques, et notamment du CESBIO, très impliqué dans le projet, depuis son origine.

Le radar à synthèse d’ouverture (SAR) en bande P de BIOMASS, va exploiter une onde particulièrement longue (69 cm) à basse fréquence (435 MHz), qui va devoir être fortement amplifiée pour atteindre le sol et revenir. Trouver les bonnes techniques d’amplification a nécessité plusieurs années de recherche, car celles s’appuyant sur les semi-conducteurs habituels étaient insuffisantes. Ce sont finalement des transistors au Nitrure de Gallium (GaN) qui seront utilisés.

Un satellite, trois mesures

Le signal radar traversera les feuilles pour se « heurter » aux troncs, offrant ainsi une vision de la biomasse des arbres. Trois types de mesures pourront être effectués grâce à un seul satellite avec des résolutions allant de 50 à 200 mètres environ : la polarimétrie classique donnera une information sur le retour d’onde, tant au niveau de la canopée qu’au niveau du sol. Avec deux passages, en combinant interférométrie radar et polarimétrie, une vision de la hauteur de la canopée sera possible. En multipliant encore les acquisitions rapprochées sur une même zone, une approche plus tomographique sera développée, avec des mesures à différents niveaux de coupes (comme les coupes que font les tomographes d’imagerie médicale) sur un même pixel, offrant une vision plus détaillée de la structure des forêts. Il permettra de reconstituer le volume de la biomasse, des modèles 3D de la forêt et de mieux comprendre la topographie de certaines forêts tropicales, largement inconnue aujourd’hui. Le satellite poursuivra sa mission sur d’autres milieux ouverts tels que déserts où il devrait pouvoir cartographier la géologie de subsurface.

3 mesures pour un même satellite (© CESBIO)

Des mesures globales de la biomasse forestière sont déjà calculées à partir des données satellitaires existantes (voir une présentation faite en réunion du CES Theia sous ce lien). Mais le satellite BIOMASS permettra de réduire les incertitudes quant aux stocks de carbone liés aux forêts et à leur diminution par la déforestation, des questions essentielles à la compréhension du changement climatique. Elles fourniront également de précieuses indications sur les ressources forestières et aideront à mieux comprendre la topographie des milieux forestiers denses. Étant financé par l’ESA, les données devraient être diffusées en open data.

• Présentation de BIOMASS sous ce lien