Copernicus : comment Toulouse fait fructifier la masse de données sur l'état de la Terre

Le grand programme européen d'observation de la Terre Copernicus mobilise beaucoup de forces à Toulouse. Depuis la Ville rose, Mercator Océan opère la surveillance des océans, un service convoité par de nombreuses entreprises pour optimiser le routage des bateaux ou identifier des sites d'implantation d'éoliennes en mer. De son côté, le groupe CS développe des outils pour démocratiser l'accès aux données Copernicus. Sans compter Airbus pour qui l'arrivée des satellites Sentinel-2 a permis d'affiner son service aux agriculteurs pour doser les engrais.

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L'arrivée des satellites Sentinel-2 a permis d'affiner le service Farmstar rendu aux agriculteurs pour doser les engrais.
L'arrivée des satellites Sentinel-2 a permis d'affiner le service Farmstar rendu aux agriculteurs pour doser les engrais. (Crédits : Airbus)

"Toulouse, ce n'est pas qu'Airbus, c'est aussi un centre qui opère pour l'Europe la surveillance des océans. Contrairement à d'autres entités qui travaillent à proximité de l'océan, notre société n'est pas implantée au bord de la mer mais malgré tout, nous avons décroché cette délégation européenne", rappelle Fabrice Messal, responsable expérience utilisateur au sein de Mercator Océan.

Fondée au milieu des années 90 par cinq grands acteurs nationaux de l'océanographie opérationnelle (CNRS, Ifremer, IRD, Météo-France et le Shom), Mercator Océan a décroché en novembre 2014 un appel d'offres de l'Union européenne doté de 144 millions d'euros pour fournir le Copernicus Marine Service, un service public (et gratuit) d'observation des océans sur toute la surface du globe. Un contrat de sept ans qui vient d'être renouvelé pour sept années supplémentaires.

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"Mercator Océan est le chef d'orchestre de ce service qui fournit à la fois des données d'observation à partir des données satellites mais aussi des informations mesurées en mer in situ. Nous captons trois types de paramètres : l'océan physique avec des paramètres comme la salinité, la température et les courants marins ; l'océan vert avec toutes les données biogéochimiques, la chlorophylle, les nutriments, le dioxygène ; enfin l'océan blanc recouvre toutes les données de glace de mer (banquise).

Le service délivre également des modèles océaniques. De la même manière qu'il existe des modèles de météorologie pour prévoir le temps, nous distribuons des modèles capables de prévoir l'état des océans sur les dix jours à venir", détaille Fabrice Messal.

Améliorer le routage des bateaux

Ce dernier a présenté en détail ce service à l'occasion de l'événement Copernicus Days organisé jusqu'au 24 octobre à la Cité de l'espace de Toulouse. Accessibles gratuitement, les données Copernicus sont exploitées par de nombreuses entreprises à des fins commerciales.

"Un grand groupe d'armateurs français utilise nos produits pour améliorer le routage maritime de ses bateaux et par la même occasion, économiser du fuel, du temps en mer, et faire chuter les risques pour les personnes à bord des navires. Dans un autre domaine, certaines startups se servent de Copernicus pour travailler avec des fermes aquacoles. À partir des prévisions sur les courants marins, les températures et la qualité des eaux, elles affinent l'emplacement idéal pour l'implantation de ces fermes aquacoles. Sur les énergies marines renouvelables, ce sont des données qui vont être utilisées pour déterminer l'emplacement d'hydroliennes ou d'éoliennes en mer", poursuit-il.

Pour Mercator Océan, cet énorme contrat européen a fait passer l'effectif de 60 à 80 collaborateurs en l'espace de sept ans.

Démocratiser l'accès au portail Copernicus

La société n'est pas la seule à Toulouse à faire fructifier la masse de données de Copernicus. Dans un tout autre registre, CS Group fait partie du consortium qui a décroché en 2017 un contrat pour développer le Copernicus Research Users Support.

"Grâce au programme Copernicus, énormément de données sont disponibles gratuitement. Par contre, pour les exploiter, il faut avoir un certain niveau de connaissances en télédétection mais également des outils pour traiter la donnée. Rien que visualiser une image satellite Sentinel 2 demande des logiciels spécifiques", pointe Eric Guzzonato, directeur de programmes au sein de la division espace de CS group qui compte 480 collaborateurs à Toulouse.

Son équipe a développé trois types de services pour démocratiser l'accès aux données Copernicus : faciliter l'accès aux données depuis le cloud, une cellule de support pour répondre aux questions de ces utilisateurs novices et les aider dans leurs travaux. Et enfin, un programme de formations pour développer des applications à partir des données en utilisant des logiciels open source. "Parmi les 3.000 utilisateurs de notre service en quatre ans, 60% viennent des universités  20% du domaine de la recherche et 20% de sociétés privées", estime Eric Guzzonato. Par exemple, le service a aidé l'établissement Centrale Supélec Paris à former une centaine d'étudiants à la télédétection pour exploiter le portail Copernicus.

"C'est tout l'intérêt du programme Copernicus. Comme le service est gratuit, il peut être utilisé aussi bien par des entreprises que par ceux qui ont juste une idée. À travers le programme européen Cassini, nous voulons vraiment aider ceux qui ont une idée à aller jusqu'à l'étape commerciale", rappelle Mauro Facchin, chef d'unité observation de la Terre à la Commission européenne. Dans le cadre de cette initiative Cassini, un hackathon est organisé par exemple début novembre à Toulouse par le pôle de compétitivité Aerospace Valley, appelant étudiants, entrepreneurs et professionnels à trouver des solutions pour "connecter la région Arctique".

Affiner le besoin en engrais des agriculteurs

Les données Copernicus alimentent enfin des services payants développées par de grands opérateurs. À Toulouse, Airbus Defence and Space a lancé à la fin des années 90 un service aux agriculteurs baptisé Farmstar pour leur permettre d'affiner les besoins en engrais sur leurs parcelles de blé, d'orge ou de colza. L'arrivée des satellites Sentinel-2, développés par Airbus dans le cadre du programme Copernicus et mis en orbite entre 2015 et 2017, a permis de pousser plus loin le service.

"Farmstar utilise à la fois les images satellites pour connaître l'état de nutrition de la plante et un modèle agronomique pour délivrer une dose recommandée d'engrais azoté. Avant les Sentinel-2, nous utilisions notamment les données des satellites Spot. Il fallait aussi compléter par des avions chargés de survoler les parcelles. Ces aéronefs étaient équipés d'un capteur pour mesurer la chlorophylle. L'arrivée des Sentinel-2 permet de remplacer les images aériennes car les satellites sont capables de fournir ces informations sur la teneur en données de chlorophylle. L'autre apport de Sentinel-2 est la fréquence de passage (tous les cinq jours en moyenne avec les satellites 2A et 2B ) mais aussi d'être capable de couvrir beaucoup de parcelles en une seule image", indique Emmanuelle Paganelli, chef de projet Farmstar au sein d'Airbus.

Aujourd'hui, Farmstar compte 13.000 agriculteurs abonnés (pour un prix conseillé de 11 euros par hectare par an) et a couvert 630.000 hectares au cours de la campagne de mesure 2021.

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