Cartographier la Terre depuis l’espace pour la sauver
L’Université de Zurich et la NASA en Californie collaborent pour mieux comprendre l’évolution de la Terre et de son climat. Explications de Perrine Huber, de swissnex San Francisco.
Les progrès techniques et scientifiques nous permettent d’aller toujours plus loin dans notre exploration de l’univers. Des chercheurs de l’Université de ZurichLien externe et du Laboratoire de recherche sur la propulsion par réactionLien externe de la NASA utilisent toutefois les innovations les plus récentes pour se retourner vers la Terre et trouver des réponses aux grands défis actuels.
En cette période de crise mondiale du climat où les sécheresses extrêmes, la montée du niveau des mers et la destruction des barrières de corail menacent notre existence sur Terre, Michael Schapeman est un des scientifiques qui consacrent leur vie à comprendre les changements de notre planète. Il est professeur de télédétection au département de géographie de l’Université de ZurichLien externe et responsable de recherche sur les changements globaux et la biodiversité.
La science suisse et la NASA en Californie
J’ai accompagné pendant deux jours Michael Schapeman dans le Laboratoire de recherche sur la propulsion par réaction (JPL) de la Nasa à Pasadena, en Californie, avec un groupe de visiteurs venus de Suisse. Cette rencontre était destinée à donner le coup d’envoi d’une collaboration pour améliorer la cartographie de la biodiversité depuis l’espace à l’aide d’un nouveau capteur pour spectromètre imageur. Il fait partie d’ARESLien externe, un projet de système intégré de télédétection aéroportée pour mesurer les processus terrestres à une échelle régionale.
ARES constitue un pas vers «l’ouverture de nouveaux horizons scientifiques dans la cartographie et l’explication de processus fondamentaux» qui se produisent sur la Terre, dit Michael Schapeman. Il a collaboré avec le JPL de la NASA ces dix dernières années et est le chercheur principal (CP) d’ARES et le chercheur scientifique principal du spectro-imageur aéroporté APEX.
Cette collaboration permettra aux scientifiques d’utiliser des instruments aéroportés pour cartographier trois composantes du système terrestre:
● La biosphère – l’écosystème global comprenant tous les organismes vivants et leurs interactions
● La lithosphère – l’enveloppe rigide de la surface de la Terre, y compris la croute terrestre et le manteau supérieur, et
● La cryosphère – les parties gelées de la surface de la Terre telles que la glace de mer, la couverture neigeuse, les glaciers, les calottes glaciaires, etc.
La principale question à laquelle les scientifiques souhaitent répondre est celle de l’impact qu’ont la pollution, l’exploitation des ressources, le changement climatique et d’autres facteurs globaux sur le système de la Terre afin de mieux comprendre et prédire comment et pourquoi notre monde change. L’Université de Zurich s’intéresse plus particulièrement à l’analyse des mécanismes de rétroaction climat-biodiversité. D’autres chercheurs suisses qui travaillent pour les écoles polytechniques fédérales ETH Zurich et EPFL, l’Institut fédéral des sciences et technologies de l’eau (Eawag), le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) ainsi que les Universités de Lausanne et de Fribourg participent au projet et utiliseront les données pour répondre à des questions fondamentales pour leurs travaux. L’infrastructure est toutefois accessible à tous les scientifiques intéressés aux niveaux national et international.
De nouvelles images de la Terre
Michael Schapeman relève que seule une poignée d’entreprises dans le monde sont capables de construire des spectromètres imageurs. C’est pourquoi la collaboration entre l’Université de Zurich et le JPL de la NASA est une opportunité unique pour mettre au point des instruments à haute résolution pour créer de nouvelles images de la Terre. La construction a déjà commencé et prendra environ deux ans.
«Le JPL de la NASA construira la tête optique, ce qui inclut le détecteur, un mécanisme de refroidissement pour le détecteur, toute l’optique, l’électronique de lecture ainsi que le boîtier contenant toutes ces pièces», indique le professeur. L’Université de Zurich construira pour sa part tous les composants électroniques (navigation, position, capteurs d’altitude, planification et gestion du vol, stockage, alimentation électrique, ordinateur principal gérant tous les éléments électroniques) et assurera l’intégration d’autres instruments tels que caméra à haute résolution, scanner laser aéroporté, etc.
Ce projet s’inscrit dans une tradition qui fait de la Suisse une «nation de recherche spatiale», selon les termes de Michael Schapeman. Depuis les débuts, la Suisse a apporté sa contribution avec des technologies essentielles et des analyses dans tous les domaines de cette recherche, que ce soit l’observation de la Terre, les vols spatiaux habités, les lanceurs, la science de l’espace, etc.», dit-il. Cette nouvelle collaboration devrait permettre de réaliser «une percée dans la mesure de la biodiversité globale» afin de comprendre comment les choses changent et pourquoi.
Transcender les disciplines, les institutions et les frontières
Michael Schapeman souligne l’importance de ces coopérations qui transcendent les frontières et les limites des institutions de recherche. «La prévision des changements environnementaux demande une approche holistique du système Terre, dit-il. Sa mise en œuvre requiert la collaboration d’experts de haut niveau dans une équipe disposée à penser l’ensemble et pas seulement les éléments pris séparément.»
Le directeur du Centre de recherche Ames de la NASA, Eugene Tu, a expliqué récemment l’importance de ce type de collaborations lors d’un événement organisé par swissnex San FranciscoLien externe (un avant-poste de la recherche et de l’innovation suisses) pour célébrer le 50e anniversaire de l’alunissage et pour discuter de l’avenir de la recherche de l’exploration et de la recherche spatiale.
«Compte tenu des objectifs que nous nous sommes fixés en matière d’exploration spatiale, aucune nation isolée n’a les moyens de réunir le capital financier et intellectuel, le savoir-faire et les ressources nécessaires, a-t-il dit. Je suis convaincu que les coopérations internationales seront décisives pour poursuivre cette exploration à l’avenir.»
swissnex San FranciscoLien externe fait partie du réseau suisse mondial swissnex qui collabore avec un large éventail de partenaires actifs dans la recherche internationale et l’innovation (en particulier des hautes écoles et des instituts de recherche) et les soutient dans leurs efforts pour échanger des connaissances, des idées et des savoir-faire. La mission du site swissnex de San Francisco est de tisser des liens entre la Suisse et la côte Ouest des États-Unis dans les domaines de l’éducation, de la recherche et de l’innovation. Le réseau swissnexLien externe est une initiative du Secrétariat d’État à la formation, à la recherche et à l’innovation et fait partie du réseau extérieur de la Confédération géré par le Département fédéral des affaires étrangères. Les activités du réseau swissnex s’inscrivent dans une approche collaborative et reposent sur des partenariats et des financements publics et privés.
Traduction de l’allemand par Olivier Huether
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