À la recherche de réponses dans l'espace pour des données d'émissions précises

Toutes les 99 minutes, un satellite de la NASA orbite autour de la planète, capturant un million de mesures par jour du dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre. Cela fait partie d'une expérience dont les scientifiques espèrent qu'elle aboutira un jour à une flotte de satellites qui mesurent de manière fiable et précise le dioxyde de carbone des régions, des pays et même des villes spécifiques et de grandes sources d'émissions comme les centrales électriques.

Au cours des prochains mois, la Chine devrait lancer deux autres satellites, rejoignant ceux de la NASA (appelés le Orbiting Carbon Observatory-2 , ou OCO-2) et un satellite japonais appelé GOSAT . Les sondes chinoises font partie des efforts de l'Académie chinoise des sciences pour suivre plus précisément les émissions de gaz à effet de serre de la plus grande source mondiale de pollution par le carbone.

Ce sont les premières tentatives pour obtenir des données fiables sur une question scientifique cruciale : quelle quantité de dioxyde de carbone est réellement ajoutée à l'atmosphère ? Aujourd'hui, les émissions nationales de carbone sont essentiellement auto-déclarées, basées en grande partie sur des statistiques sur la quantité de combustibles fossiles brûlés dans chaque pays. De telles estimations sont notoirement peu fiables, en particulier dans le monde en développement, qui représente désormais 60 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone (la Chine, par exemple, a admis en novembre dernier qu'elle avait brûlé jusqu'à 17 % de charbon en plus chaque année que précédemment rapporté.)

Selon John O. Niles, directeur exécutif de la Institut du carbone .

OCO-2 orbite autour de la Terre environ 16 fois par jour, mais il ne peut mesurer le dioxyde de carbone qu'au-dessus d'une petite fraction de la surface.

Les stations d'enregistrement au sol surveillent avec précision les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, mais elles ne couvrent qu'une fraction de la surface de la Terre, principalement en Amérique du Nord et en Europe occidentale. Même OCO-2 ne couvre qu'une bande étroite sur chaque orbite, ne couvrant que 7% de la surface totale chaque mois. Ce qu'il faut, selon David Crisp, le chef de l'équipe scientifique d'OCO-2, c'est une flotte de satellites, au moins trois en orbite terrestre basse et trois en orbite géostationnaire.

En octobre, la Commission européenne a publié un plan pour un tel système . Il coûtera des milliards, se heurtera selon toute vraisemblance aux objections de pays réfractaires à l'idée d'un système international de surveillance des gaz à effet de serre, et ne sera de toute façon pas lancé avant au moins les années 2030.

Lancé en 2014, le satellite d'observation du carbone de la NASA est précis pour mesurer le dioxyde de carbone dans l'atmosphère, mais pas encore assez précis.

De plus, bien que GOSAT et OCO-2 aient été pour la plupart couronnés de succès, la technologie n'est pas encore entièrement éprouvée. Les satellites mesurent le dioxyde de carbone dans l'atmosphère à l'aide de spectromètres, qui détectent l'absorption de la lumière par diverses molécules avec un haut degré de précision. Étant donné que le dioxyde de carbone et l'oxygène n'absorbent que certaines couleurs de lumière, les satellites peuvent mesurer le nombre de ces molécules dans une colonne d'air donnée entre la surface et le satellite. Pour compliquer ces mesures, il y a toutes les nombreuses choses qui se produisent dans l'atmosphère terrestre, comme le vent (qui disperse le dioxyde de carbone) et les nuages. Bien qu'OCO-2 prenne environ un million de mesures par jour, seules 100 000 d'entre elles sont des mesures utilisables par ciel clair. Et même les puissants supercalculateurs de la NASA ne sont pas encore assez rapides pour analyser parfaitement toutes ces données. Nous améliorons les algorithmes pour analyser les données, dit Crisp, mais ils ne donnent pas encore la précision dont nous avons besoin.

Les nouvelles versions de GOSAT et d'OCO-2 devraient être lancées en 2018, et il est prévu d'installer au moins cinq sondes supplémentaires, qui pourraient former une flotte intégrée, dans les années 2020. Le rapport de la Commission européenne a appelé à un système d'observation intégré dédié à la surveillance des émissions de dioxyde de carbone fossile qui surveillerait et vérifierait la conformité des parties aux accords internationaux sur le climat. Comment un tel système serait administré, si les pays accepteraient ses conclusions et comment ces conclusions conduiraient à l'application des objectifs de réduction des émissions sont autant de questions qui doivent encore être explorées, et encore moins résolues.

Les systèmes satellitaires peuvent produire des données fiables, de plus en plus haute résolution, qui peuvent être reproduites indépendamment, explique Niles. D'un autre côté, la question de savoir si la surveillance spatiale du CO2 sera efficace pour fournir des données qui modifient le comportement est une toute autre question.

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