Mise en œuvre d’un pôle d’excellence en télédétection à la Réunion

Le 1er juin 2009
Ce projet vise à construire à la Réunion une station de réception et de traitement d'images satellites Hautes Résolutions. Le positionnement à la Réunion de cet équipement va ainsi permettre de collecter des images des satellites d'observation de la terre dans un rayon de 2500 Km et constituer ainsi un observatoire spatial du développement durable dans le Sud Ouest de l'Océan Indien. Cet équipement bénéfice d'un financement européen au titre du FEDER convergence et coopération territoriale et du Contrat de Plan Etat Région pour la période 2007-2013.

LE PROJET

Un peu de technique

Les satellites d’observation de la terre : les satellites optique et radar

On distingue différents types de satellite selon leurs fonctions. Les satellites de communication sont les plus connus mais ce projet vise uniquement les satellites dédiés à l’observation de la terre.

Ces satellites sont soit de type optique soit radar. Les satellites optiques permettent d’acquérir des images de résolution de quelques mètres. Ces images présentent un aspect assez semblable à celui des photographies aériennes. Le capteur mesure le résultat de l’illumination du territoire par le soleil. La nuit, ou en présence de nuages, ce capteur devient aveugle.

Les satellites radars utilisent un instrument capable de transmettre et capter des images de la Terre dans toutes les conditions météorologiques et de jour comme de nuit. Cette caractéristique leur confère un avantage certain, celui de pouvoir observer la Terre dans des conditions où les satellites optiques et les avions sont inopérants. Contrairement aux images "optiques" l’interprétation de ces images n’est pas innée pour l’oeil humain.

Une station réception satellite c’est quoi ?

- Une antenne d’environ 5 m de diamètre qui par sa configuration permet de capter différents types de satellites radar et optique. L’information brute captée est codée et appelée Télémesure. Un appareil appelé démodulateur va transmettre cette information aux terminaux (cf. figure 1).

- Des terminaux : Un terminal est un appareil qui permet de transformer les télémesures reçues par le satellite en images brutes. Il faut autant de terminaux que de satellites dont on souhaite recevoir les images.

- Des baies de stockage qui permettent l’archivage et le catalogage des données afin d’assurer une bonne diffusion des images.

- Des stations de travail pour exploitation des données pour chaque type de satellite. Les images brutes sont inexploitables en l’état. Il faut donc utiliser des logiciels de traitements d’images pour effectuer un premier traitement (calage des images dans un référentiel et en fonction du relief). Les post-traitements permettent de fournir des produits à valeur ajoutée comme par exemple des cartes d’occupation du sol ou des images intégrables directement dans un Système d’Information Géographique.

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Figure 1 : présentation d’une station de réception satellite

Intérêts d’une station

Disposer d’une couverture géographique étendue

Il existe peu de données sur les océans et les territoires de coopération de la zone océan Indien. Le positionnement de l’antenne à la Réunion va permettre de réceptionner les images satellites dans un rayon d’environ 2500 Km. Les images satellites ont un grand intérêt car elles permettent même si la précision n’est pas toujours optimale, de couvrir de grand territoire, et des zones éloignées et peu accessibles avec une capacité de mise à jour supérieure à celle des photographies aériennes.
Cependant, certains satellites permettent d’obtenir des images d’une résolution inférieure au mètre et la technologie spatiale est en évolution constante.

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Carte 1 : Emprise de 2500 km couverts par l’antenne

Les zones et pays concernés par la station sont :
- 12,6.106 Km² d’océan ;
- Les Etats de la Commission de l’Océan Indien (COI) ;
- Le tiers sud-est de la Tanzanie ;
- Le Malawi ;
- Le Mozambique ;
- Le Swaziland ;
- Le tiers Est du Zimbabwe.

Minimiser le temps d’accès aux images et augmenter leur fréquence d’acquisition
- _ A l’heure actuelle, l’acquisition de données d’imagerie optique requière un délai relativement long. Ceci est du en partie à la couverture nuageuse, mais aussi aux modalités de commande.
Hors, la fréquence de passage des satellites est au moins journalière. L’acquisition de données provenant de plusieurs satellites permet même d’obtenir sur une même zone des images à quelques heures d’intervalles.
Par ailleurs, l’accès en direct aux satellites permet de produire autant d’images que de nécessaire.

Développer des applications en pied d’antenne
La réception en temps réel des ces images et leur fréquence élevée permet de développer des applications opérationnelles en pied d’antenne de type surveillance maritime (transport et pêche). Dans les Terres Australes Antarctiques Françaises, un système de surveillance de la pêche à la Légine par satellite est aujourd’hui fonctionnel.
L’accessibilité en temps réel des images doit également permettre une intervention efficace et rapide en situation de crise : inondation, cyclone, éruption, incendie,…..

L’imagerie satellitaire, à quoi ça sert ?Les potentialités de l’imagerie satellitaire
La résolution des images s’améliore rendant ainsi possibles de nouvelles applications. Par ailleurs, alors qu’auparavant les technologies d’observation de la terre se cantonnaient essentiellement à des applications militaires et ou de recherche celles-ci sont aujourd’hui davantage valorisées dans la sphère publique.
Le tableau ci-dessous présente les applications possibles de l’imagerie satellitaire. Cette liste n’est pas exhaustive mais cible les thèmes et ou actions propres à la zone océan Indien classés selon différents domaines.


Aménagement du territoire

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-  Constituer et mettre à jour des référentiels géographiques (cadastre, voirie, réseaux, carte d’occupation du sol,…) ;
-  Etablir et suivre les schémas directeurs d’aménagement ;
-  Réaliser des études d’impacts sur l’environnement (équipements, infrastructures, exploitation minière, urbanisation,…) ;
-  Préparer les campagnes de recensement ;
-  Partager un support de communication universelle entre tous les acteurs d’un projet d’aménagement


Agriculture JPEG
- Assurer le suivi des surfaces cultivées ;
- Aider à gérer la production (gestion du parcellaire agricole, inventaires de cultures, prévision et organisation de récoltes, estimation des besoins en eau pour l’irrigation, évaluation de l’impact des intempéries) ;
- Gérer les pratiques agricoles à la parcelle (agriculture de précision).


l’observation et la gestion des milieux naturels et de la biodiversité, Gestion forestière JPEG
- Connaître les surfaces forestières et les peuplements ;
- Disposer de plans actualisés de gestion forestière (estimation de biomasse, suivi de l’état phytosanitaire, suivi des plantations) ;
- les dégâts d’intempéries ;
- Aménager et surveiller les sites protégés.


milieu marin et côtier JPEG
- Suivre l’activité de pêche et estimer l’effort de pêche dans les Zones Economiques Exclusives de la COI ;
- Aider à la gestion durable des ressources halieutiques ;
- Aider à gérer l’environnement côtier et océanique ;
- Localiser les pollutions ;
- Localiser, quantifier et contrôler le trafic maritime ;
- Aider à localiser les zones de trafic illicite et à réprimer les pratiques illégales ;
- Aider à gérer l’implantation et le suivi de sites d’aquaculture.


Gestion des risques JPEG

- Localiser rapidement les zones affectées et cartographier les dégâts ;
- Rassembler et synthétiser les informations de crise pour optimiser l’utilisation des moyens d’intervention ;
- Fournir les informations spatiales requises pour optimiser les missions humanitaires ;
- Participer à la mise à jour les plans de prévention des risques : identification des zones à risques pour l’élaboration de plans d’intervention d’urgence ;
- Participer à l’amélioration des modèles de prévision et de simulation des phénomènes à risques par le traitement a posteriori des informations acquises en temps de crise.
- Suivi et quantification de la dynamique des surfaces
- Suivi du trait de côte et des zones d’érosion.

Les objectifs du projet

Il vise à mettre en œuvre à La Réunion un pôle d’excellence en observation de la terre, à partir d’une station de réception et de traitement des images produites par les satellites dédiés à l’observation de la terre.

Ce projet a pour objectifs :
- le développement de l’enseignement supérieur et de la recherche universitaire,

- le développement des actions de coopération régionale,
- le développement d’outils d’aide à la décision,
- et le transfert « vers l’opérationnel » des technologies spatiales.

Thématiques prioritaires retenues

Les axes thématiques suivants ont été identifiés comme prioritaires :
- aménagement du territoire (l’urbanisation, la problématique foncière, la gestion intégrée des zones côtières),
- environnement marin et côtier (la surveillance maritime : trafic, pêche, pollution …),
- risques naturels (le suivi des catastrophes et la gestion des risques),
- biodiversité,
- surveillance épidémiologique,
- changements climatiques,

Site d’implantation

Le site d’implantation de la station est prévue dans la partie sud de l’île de la Réunion au sein de l’Institut Universitaire Technologique de Saint Pierre.

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Modalités de mise en œuvre

La Maîtrise d’Ouvrage de l’opération a été confiée à la Région Réunion. La gouvernance du projet est assurée par un comité de pilotage auquel est adossé un secrétariat exécutif associant les différents partenaires du projet : Etat, Région Réunion, Institut de Recherche pour le Développement et Université de La Réunion. La station devrait être opérationnelle dans le premier semestre 2011. Toutefois, il est prévu la livraison dans le courant de l’année 2010 des équipements de réception (antenne et appareil de télémesure). Le choix des capteurs satellites n’est pas encore connu. Un appel d’offre sera prochainement lancé afin de définir une politique d’utilisation des données adaptée aux besoins en terme de résolution spatiale et temporelle des acquisitions mais également en terme de besoins thématiques notamment au titre de la coopération territoriale.

Synthèse

La position géographique privilégiée de l’île de la Réunion, les compétences et savoir-faire scientifiques existants, les orientations stratégiques de développement définies par les pouvoirs publics font de La Réunion une région d’accueil des plus pertinentes pour la mise en place d’un observatoire spatial du développement durable dans le Sud-Ouest de l’Océan Indien. Cette initiative est à rapprocher, pour le compte des pays de la Commission Océan Indien et des Régions Ultra Périphériques, de celle, européenne, de création d’observatoire du développement durable en Afrique.

Cet outil a pour objectifs le développement de l’enseignement supérieur et de la recherche universitaire, des actions de coopération régionale, d’outils d’aide à la décision, et le transfert « vers l’opérationnel » des technologies spatiales.

La station va permettre de capter en temps réel des images satellites dans un rayon de 2500 km autour de la Réunion à une résolution métrique.
Les applications sont nombreuses mais vont être axées principalement sur des besoins stratégiques pour notre île et les pays de la zone : aménagement du territoire (urbanisation, pression démographique, foncier), surveillance maritime (pêche et transport), surveillance épidémiologique, préservation de la biodiversité, définition et suivi d’indicateurs climatiques, et gestion des risques.

Le contexte géographique, l’évolution rapide de l’offre du spatiale, et les enjeux stratégiques nécessitent que le projet s’inscrive dans une démarche partenariale associant à la fois les politiques, les organismes de recherche et de formation, et les opérateurs privés et publiques. Ce mariage constitue sans doute le point fort et l’originalité du projet qui vise à adapter un outil de haute technologie à des besoins opérationnels régionaux et interrégionaux.

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