La mission SWOT de topographie des surfaces d'eau océaniques et continentales

Lancement : Prévu pour avril 2021
État de la mission : En développement

Mission internationale

La mission SWOT (pour Surface Water and Ocean Topography), dont le lancement est prévu pour 2021, nous fournira de nouvelles données détaillées sur l'une de nos ressources communes les plus précieuses : l'eau.

Dirigée par la NASA et le Centre national d'études spatiales, la mission SWOT permettra de sonder 90 % des eaux de surface de la Terre, d'observer les menus détails de la surface des océans et de déterminer la mesure dans laquelle lacs, rivières, fleuves, réservoirs et océans changent avec le temps.

À l'aide des technologies novatrices de la mission SWOT, il sera possible de mesurer les caractéristiques des océans à une résolution 10 fois supérieure à celle offerte par les technologies actuelles. Ces mesures de grande précision permettront à la communauté scientifique de mieux comprendre la dynamique des océans et des eaux de surface de la planète, et ainsi, de relever les grands défis mondiaux, tels les changements climatiques, et d'améliorer la manière dont nous gérons l'eau en qualité de ressource stratégique.

Animation – mission SWOT

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2017-01-16 - Cette animation montre le satellite de la mission SWOT de topographie des surfaces d'eau océaniques et continentales en train d'effectuer des mesures précises de certaines surfaces d'eau. (Sources : NASA, JPL-Caltech.)

Contribution du Canada

La participation du Canada à cette mission apporte d'énormes avantages. Tout d'abord, les forces, le savoir-faire et la croissance de notre industrie contribueront grandement au développement des connaissances scientifiques.

Technologie

L'Agence spatiale canadienne a accepté l'invitation de la NASA à prendre part à la mission en fournissant des éléments clés du radar, les klystrons à interaction élargie (KIE). Même s'il s'agit d'une contribution bien modeste à ce projet évalué à 1,2 milliard de dollars américains, ces dispositifs demeurent néanmoins essentiels vu qu'ils produisent et amplifient les impulsions hyperfréquences nécessaires au fonctionnement de l'instrument principal de la mission.

L'entreprise canadienne de haute technologie Communications & Power Industries Canada Inc. (CPI) est reconnue dans le monde entier pour son expertise en conception de KIE de pointe : elle est la seule qui a fait ses preuves dans leur fabrication et leur utilisation dans l'espace.

Étudier les surfaces d'eau océaniques et continentales depuis l'espace
Description texte de l'image

L'infographie montre la Terre depuis l'espace. Le satellite de la mission SWOT (pour Surface Water and Ocean Topography) est à l'avant-plan. Une flèche pointe vers l'endroit sur le satellite où est embarqué un dispositif de pointe que le Canada contribue à la mission.

Ce dispositif, dont on voit une photo, permettra au radar du satellite d'effectuer des mesures précises des surfaces d'eau. Les données obtenues contribueront à améliorer les modèles de circulation océanique, les prévisions météorologiques et climatiques ainsi que la gestion des eaux.

Source : Agence spatiale canadienne.

Science

Grâce à ce partenariat, les scientifiques canadiens obtiendront aussi un accès préalable aux outils logiciels nécessaires pour comprendre les données de la mission SWOT lorsqu'elles deviendront disponibles après le lancement du satellite. Ces données pourraient aider à améliorer de nombreux services canadiens liés à l'eau, dont les prévisions météorologiques et les systèmes d'annonce de crue.

L'équipe scientifique canadienne de la mission SWOT, dirigée par Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) et Pêches et Océans Canada (MPO), se concentrera sur les objectifs de la mission et sur les résultats visés dans deux principaux domaines de recherche, soit l'hydrologie et l'océanographie, en vue d'améliorer notre connaissance du cycle de l'eau à l'échelle du pays.

Hydrologie

Objectifs de la mission Résultats visés
  • Mesurer la hauteur et l'inclinaison des plans d'eau douce.
  • Calculer les gains et les pertes d'eau dans les lacs, les réservoirs et les terres humides.
  • Évaluer les écarts de débit des fleuves et des rivières.
  • Améliorer notre estimation de la disponibilité des eaux de surface.
  • Comprendre les risques hydrologiques importants, telles les inondations.
  • Mieux connaître le cycle de l'eau à l'échelle mondiale.

Océanographie

Objectifs de la mission Résultats visés
  • Mesurer avec précision les caractéristiques relatives à l'élévation du niveau des océans.
  • Mesurer les particularités de la surface océanique à petite et à moyenne échelle, notamment les vagues, les tourbillons et les fronts océaniques.
  • Bien comprendre la circulation océanique, car elle est à l'origine du transfert de la moitié de la chaleur et du carbone de la couche supérieure des océans jusque dans les grands fonds, un processus déterminant des changements climatiques mondiaux.
  • Faciliter la prédiction de la force d'un ouragan donné en fonction de la chaleur accumulée dans la couche supérieure de l'océan.
  • Améliorer les modèles de circulation océanique pour mieux prédire les conditions météorologiques et climatiques ainsi que les variations des courants océaniques importants pour la navigation, la pêche et les activités commerciales extracôtières.

Bénéfices pour les Canadiens

Les données obtenues amélioreront grandement la prestation des services liés à de grandes priorités nationales, dont la sécurité maritime, la gestion des eaux, le développement responsable des ressources, la surveillance environnementale, les activités de pêche, le transport maritime et le développement durable dans le Nord. Par exemple :

Sécurité maritime

Exemple : Appuyer les opérations de recherche et de sauvetage menées par la Garde côtière canadienne en haute mer en fournissant des renseignements de meilleure qualité sur les courants pour prédire avec une plus grande précision la position des glaces, des icebergs et des objets à la dérive.

Gestion des eaux

Exemple : Le Canada est bordé de trois océans et son territoire compte des millions de lacs et de rivières dont seulement 2500 (ou moins de 5 %, selon certaines estimations) sont surveillés par ECCC pour déterminer leur débit et leur niveau. La mission SWOT offrira une couverture complète de la plupart des lacs et des rivières jusqu'à quatre fois toutes les trois semaines, notamment dans le Nord canadien où très peu de données sont colligées à l'heure actuelle. Ce premier inventaire global des eaux canadiennes permettra d'améliorer la façon dont nous gérons nos ressources hydriques et facilitera la prévision des inondations et des sécheresses.

Développement responsable des ressources

Exemple : Les mesures fournies par le satellite SWOT profiteront à diverses communautés d'utilisateurs, notamment les concepteurs de structures qui se servent de données hydrométriques pour optimiser la conception de divers types de structures, comme les ponts, les ponceaux, les traverses de pipeline, les barrages, les réservoirs, les centrales hydroélectriques, les digues et d'autres structures industrielles connexes.

Surveillance environnementale

Exemple : Soutenir la gestion des catastrophes écologiques en fournissant des prévisions précises, par exemple sur la dispersion de déversements d'hydrocarbures ou d'autres contaminants potentiels.

Pêches canadiennes

Exemple : Appuyer les activités de pêche canadiennes en surveillant les caractéristiques des migrations des espèces commerciales afin de fournir aux pêcheurs des prévisions fiables sur l'emplacement des poissons au moyen de données ultraprécises sur les tourbillons océaniques dans les zones de grande production.

Transport maritime

Exemple : Proposer des routes de navigation optimales grâce à la connaissance précise des courants marins. Ce type de routes fait réaliser des économies de 8 % quant au temps et au carburant nécessaires pour traverser l'Atlantique, ce qui constitue un gain d'efficience non négligeable pour les exploitants maritimes.

Développement durable dans le Nord

Exemple : Les données précises produites par la mission SWOT aideront les décideurs au moment d'élaborer de nouvelles infrastructures dans le Nord. De la mission SWOT découleront quelques dérivés, dont des solutions permettant la mesure de l'épaisseur des glaces, ce qui facilitera le trafic maritime dans les eaux glacées. Les renseignements fournis au gouvernement sur la qualité et la quantité des ressources hydriques viendront appuyer les évaluations de la biodiversité et des habitats ainsi que les activités de prévision environnementale.

AirSWOT : étalonnage et validation de données

L'instrument AirSWOT (Airborne Surface Water and Ocean Topography [instrument aéroporté d’altimétrie de la surface des océans et des eaux de surface]) est un outil d'étalonnage, de validation et de soutien scientifique utilisé à bord de l'aéronef B-200 de la NASA afin de recueillir des données d'observation qui permettront à la communauté scientifique de se préparer pour la mission SWOT. Il sera également utilisé pour valider les données recueillies par le satellite SWOT une fois celui ci dans l'espace.

Campagne AirSWOT de 2017

La campagne AirSWOT comprend des observations au sol et en vol. Elle permet à des scientifiques du Canada et des États Unis de recueillir des données sur les lacs, les milieux humides et les rivières en Saskatchewan, en Alberta et dans les Territoires du Nord Ouest. Elle fait partie de l'Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE – expérience sur la vulnérabilité l'Arctique et de la région boréale) dans le cadre de laquelle un ensemble d'instruments scientifiques sont utilisés en vol dans le nord ouest du Canada et en Alaska afin d'appuyer les travaux menés sur le terrain par des centaines de chercheurs.

Lien d'intérêt