Le satellite météorologique géostationnaire MTG‑S1 a quitté la Terre avec à son bord un instrument d’observation atmosphérique de nouvelle génération : Sentinel‑4. Conçu par Airbus Defence and Space pour le compte de l’ESA, ce spectromètre UV‑VIS‑NIR marque une avancée technique majeure dans la surveillance continue de la qualité de l’air en Europe.
Une mesure horaire à l’échelle continentale depuis 36 000 km
Contrairement aux satellites en orbite basse, Sentinel‑4 opérera depuis une orbite géostationnaire à 36 000 kilomètres au-dessus de l’équateur. Cette position fixe lui permettra de fournir des données atmosphériques toutes les heures sur un vaste champ incluant l’Europe et l’Afrique du Nord.
L’objectif est clair : détecter en continu la distribution de polluants gazeux (NO₂, O₃, SO₂, HCHO) et d’aérosols en haute atmosphère, avec une résolution temporelle inédite sur ce type d’orbite.
Un instrument optique à balayage conçu pour l’analyse chimique atmosphérique
Sentinel‑4 repose sur un spectromètre multi-canaux opérant dans l’ultraviolet, le visible et le proche infrarouge (305–500 nm et 750–775 nm). Il analysera la lumière solaire diffusée et réfléchie dans l’atmosphère pour en extraire la signature spectrale des composés trace.
Parmi les cibles principales :
- Dioxyde d’azote (NO₂) – indicateur de pollution liée aux transports et à l’industrie.
- Ozone troposphérique (O₃) – traceur des réactions photochimiques secondaires.
- Formaldéhyde (HCHO) – produit intermédiaire de l’oxydation des composés organiques volatils.
- Soufre (SO₂) – émis par les installations de combustion ou les volcans.
L’analyse des variations spectrales permettra une cartographie horaire des concentrations atmosphériques à l’échelle régionale.
Synergie observationnelle entre météorologie et chimie de l’atmosphère
La particularité de Sentinel‑4 est son intégration directe dans la série MTG‑S (Meteosat Third Generation Sounder), habituellement dédiée à la prévision météorologique. Ce couplage inédit permettra une lecture conjointe des paramètres météorologiques et chimiques.
Cette synergie va enrichir les modèles de prévision en y injectant des données chimiques temps réel, améliorant ainsi la modélisation des épisodes de pollution aiguë, des transports transfrontaliers ou encore des interactions entre circulation atmosphérique et composition chimique.
Un héritage technique éprouvé : de SCIAMACHY à Sentinel‑4
Le développement de Sentinel‑4 s’appuie sur l’expérience acquise avec les instruments SCIAMACHY (Envisat) et TROPOMI (Sentinel‑5P), tous deux également développés par Airbus. Mais cette fois, l’ambition est double :
- Réduire la latence des données à quelques dizaines de minutes.
- Maintenir une observation continue sur la même zone, ce qu’un satellite en orbite héliosynchrone ne permet pas.
La performance instrumentale visée s’aligne sur les exigences de la Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), l’un des piliers du programme Copernicus.
Opérations et diffusion des données assurées par EUMETSAT
Les données Sentinel‑4 seront acquises, traitées et distribuées par EUMETSAT. Elles seront mises à disposition gratuitement à travers l’infrastructure Copernicus.
Cette mise à disposition directe vise une communauté diversifiée : modélisateurs, chercheurs en climatologie, agences de surveillance de la qualité de l’air, et décideurs publics.
Le volume de données généré devrait atteindre plusieurs térabytes par semaine, avec des produits standards pour intégration rapide dans les modèles.
Une première étape avant le lancement de Sentinel‑4B dans les années 2030
Le lancement du premier Sentinel‑4 constitue une première brique d’un système dual : le second instrument est actuellement en intégration pour un lancement prévu à bord du satellite MTG‑S2 dans les années 2030.
Cette double configuration garantira une continuité d’observation jusqu’à la fin des années 2030, indispensable pour suivre l’évolution à long terme de la pollution atmosphérique.
Sentinel‑4 : vers une nouvelle ère d’observation géostationnaire
En offrant des mesures horaires haute résolution de la composition atmosphérique depuis une orbite géostationnaire, Sentinel‑4 introduit une rupture dans la surveillance environnementale.
Il s’agit d’un changement de paradigme : passer d’une observation discontinue à une vigilance continue en temps quasi réel, au service de la santé publique, de la recherche, et des politiques climatiques.
