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Téléchargement gratuit d'images NDVI ou d'images satellites brutes pour le Sri Lanka ?


Quelqu'un pourrait-il fournir un site pour télécharger gratuitement des images NDVI ou des images satellite brutes du Sri Lanka (Asie) pour que je puisse calculer le NDVI.


Pour haute résolution spatiale, vous pouvez télécharger les données Sentinel-2. Il a une couverture mondiale tous les dix (très bientôt 5) jours. Vous avez des bandes de 10 mètres en rouge et NIR, vous pouvez donc calculer un NDVI de dix mètres (vs 30 m avec Landsat). Assurez-vous que vous utilisez les images L2A (corrigées radiométriquement avec SEN2COR) afin de calculer une valeur NDVI significative à partir de la réflectance "Top of Canopy" (NIR-Red)/(NIR+Red).

Site de téléchargement principal pour Sentinel

https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home

des solutions alternatives peuvent être trouvées sur Où / Comment télécharger les images Sentinel 2

Si vous êtes plus intéressé par le résolution temporelle que dans la résolution spatiale, les images quotidiennes sont disponibles à partir de Sentinel-3 (bientôt), PROBA-V ou MODIS. Encore une fois, je recommande d'utiliser des images TOA (niveau 2).

PROBA-V : http://aida.vgt.vito.be/content/products

MODIS (et aussi Landsat, mais pour Landsat uniquement, vous pouvez utiliser Libra comme mentionné par @Richard Law) : https://earthexplorer.usgs.gov/


Libra fournit une interface vraiment intuitive pour obtenir des images Landsat selon divers filtres spatiaux, temporels et d'adéquation de l'image. Je le recommande fortement sur EarthExplorer.


Vous pouvez essayer USGS http://www.usgs.gov/. Vous pouvez créer un compte gratuitement, puis via Earth Explorer http://earthexplorer.usgs.gov/ vous pouvez rechercher et télécharger des images de différents satellites (par exemple Landsat).


À moins que vous n'indiquiez des exigences spécifiques, il existe un grand nombre de missions satellites qui fournissent des images brutes/NDVI gratuites. Quelques exemples sont:


Cartographie des plantations de thé à partir d'images multi-saisonnières Landsat-8 OLI à l'aide d'un classificateur de forêt aléatoire

Il est très difficile d'extraire des plantations de thé à partir d'images satellites à moyenne résolution. Cet article présente un nouveau cadre méthodologique basé sur le classificateur de forêt aléatoire pour l'extraction de plantations de thé à partir d'imageries Landsat-8 OLI. L'analyse est facilitée par un ensemble de données de trois images Landsat-8 OLI (printemps, automne et hiver) en 2014 couvrant le comté d'Anji, l'une des principales régions de production de thé en Chine. Plus précisément, afin de déterminer l'importance relative des spectres, de la texture, de l'indice de végétation et de la saisonnalité sur la précision de la classification, nous concevons une série d'ensembles de caractéristiques de classification, notamment : des ensembles de caractéristiques initiaux pour différentes saisons, des ensembles de caractéristiques de sélection de caractéristiques pour différentes saisons et -ensembles de fonctionnalités saisonnières. Les résultats montrent que l'ensemble de sélection de caractéristiques multi-saisonnières a la meilleure performance d'ensemble de caractéristiques (PA = 0,88 OA = 0,92 Kappa = 0,90). Notre étude démontre que le classificateur de forêt aléatoire est fiable et pratique pour extraire des plantations de thé à partir d'images à moyenne résolution. Les points saillants de cette étude sont : la cartographie des plantations de thé, une culture de rente importante pour l'agriculture locale, dans un paysage fragmenté intégrant des caractéristiques textuelles, végétales et saisonnières, qui ont été utiles pour améliorer la précision de la cartographie des plantations de thé en combinaison en tirant parti de la fonction de sélection des caractéristiques de forêt aléatoire, prenant en charge la classification des données de grande dimension, ce qui conduit à une plus grande précision de classification.

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Début de la mousson et développements précoces

Alors que la saison du soleil (c'est-à-dire l'été de l'hémisphère nord) se déplace vers le nord en avril, l'Inde devient particulièrement sujette à un réchauffement rapide car les hautes terres au nord la protègent de toute incursion d'air froid. Il existe trois zones distinctes de chaleur relative de la haute troposphère, à savoir (1) au-dessus du sud de la baie du Bengale, (2) au-dessus du plateau du Tibet et (3) à travers les troncs des différentes péninsules qui sont relativement secs pendant cette période. . Ces trois zones se combinent pour former une vaste région de source de chaleur. La zone relativement chaude au-dessus du sud de la baie du Bengale se situe principalement au niveau de 500 à 100 millibars. (Cette région de pression atmosphérique se produit généralement à des altitudes comprises entre 5 500 et 16 100 mètres [18 000 et 53 000 pieds], mais peut varier en fonction des changements de chauffage et de refroidissement.) Elle n'apparaît pas à un niveau inférieur et est probablement causée par le dégagement de chaleur de condensation. (associé au passage de la vapeur d'eau à l'eau liquide) au sommet d'imposants cumulonimbus le long de la convergence intertropicale en progression. En revanche, une source froide apparaît au-dessus du sud de l'océan Indien lorsque l'air relativement sans nuages ​​se refroidit en émettant un rayonnement de grande longueur d'onde. Les vents de mousson à la surface soufflent du dissipateur thermique à la source de chaleur. En conséquence, en mai, la mousson du sud-ouest est bien établie sur le Sri Lanka, une île au large de la pointe sud-est de la péninsule indienne.

Toujours en mai, la surface sèche du Tibet (au-dessus de 4 000 mètres [13 100 pieds]) absorbe et rayonne de la chaleur qui est facilement transmise à l'air immédiatement au-dessus. À environ 6 000 mètres (19 700 pieds), une cellule anticyclonique se forme, provoquant un fort flux d'est dans la haute troposphère au-dessus du nord de l'Inde. Le courant-jet subtropical change soudainement de cap au nord de la dorsale anticyclonique et des hautes terres, bien qu'il puisse occasionnellement réapparaître au sud de celles-ci pendant de très brèves périodes. Ce changement de la circulation de la haute troposphère au-dessus du nord de l'Inde du jet d'ouest au flux d'est coïncide avec une inversion des gradients verticaux de température et de pression entre 600 et 300 millibars. À de nombreuses occasions, le vent d'est en altitude suppose la force du jet. Il anticipe de quelques jours le « éclatement » ou le début de la mousson de surface du sud-ouest à quelque 1 500 km (900 milles) plus au sud, avec une relation séquentielle définie, bien que la cause exacte ne soit pas connue. En raison de la forme triangulaire inversée de l'Inde, la terre se réchauffe progressivement à mesure que le soleil se déplace vers le nord. Cette propagation accélérée du réchauffement, combinée à la direction générale de la chaleur transportée par les vents, se traduit par une activité initiale de mousson plus importante sur la mer d'Arabie (à la fin du printemps), où une véritable situation frontale se produit souvent, que sur le golfe du Bengale. L'humidité relative des districts côtiers de la région indienne dépasse 70 pour cent, et quelques pluies tombent. Au-dessus de la terre chauffée, l'air en dessous de 1 500 mètres (5 000 pieds) devient instable, mais il est retenu par le courant dominant d'est. Cela n'empêche pas de fréquents orages de se produire fin mai.


Méthodes

Ensembles de données sur les précipitations et la température

Nous avons obtenu des données de précipitations maillées quotidiennes de l'Asian Precipitation Highly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of Water Resources (APHRODITE) 15 , qui sont disponibles à une résolution spatiale de 0,25° sur la région de la mousson asiatique (V1101R1) pour la période 1981-2007. Les données APHRODITE (V1101R1) ont été développées en utilisant des observations basées sur des stations, qui représentent bien la variabilité spatiale et d'autres caractéristiques des précipitations. Par exemple, les données APHRODITE (ci-après : APHRO-Précipitations) représentent les précipitations orographiques au pied de l'Himalaya et des Ghâts occidentaux. La qualité des données est bien contrôlée et les incohérences et les erreurs sont vérifiées 15 . Récemment, Xie et al. 16 a utilisé APHRO-Precipitation pour enquêter sur les sécheresses au Pakistan tandis que Duncan et al. 17 ont utilisé l'ensemble de données pour analyser les tendances temporelles de la mousson d'été indienne.

Les données de précipitation quotidiennes et pentades (5 jours au total) à haute résolution ont été obtenues à partir du produit CHIRPS (ci-après : CHIRPS-Precipitation) 11,18, qui sont disponibles à des résolutions spatiales de 0,25° et 0,05°. CHIRPS-Precipitation est un produit combiné de la climatologie des précipitations mensuelles (CHPClim), des observations satellitaires infrarouge thermique (TIR) ​​et des observations in situ des précipitations de divers services météorologiques nationaux et régionaux 11,18. Le CHPClim est une accumulation de pluie moyenne historique à long terme, qui est temporellement désagrégée en 72 pentades (6 pentades par mois) à une résolution spatiale de 0,05° (réf. 19). Les satellites infrarouges thermiques, le satellite globalement maillé (GriSat) (1981-2008) et l'ensemble de données du Centre de prévision climatique (2000-présent) sont utilisés dans CHIRPS-Precipitation. Le projet CHIRPS génère un produit préliminaire et un produit final. Le produit préliminaire est développé à l'aide des données satellitaires CHPClim et TIR avec un décalage de deux jours. Les stations d'observation in situ sont ensuite mélangées aux données préliminaires pour produire le produit final avec une latence d'environ trois semaines. Plus de détails sur CHIRPS-Precipitation sont disponibles dans Funk et al. 11 . Récemment, fourre-tout et al. 20 ont utilisé CHIRPS-Precipitation pour la surveillance des sécheresses et des inondations au Mozambique. Shukla et al. 21 ont utilisé CHIRPS-Precipitation pour la prévision de la sécheresse en Afrique de l'Est. Nous avons utilisé le produit final de CHIRPS-Précipitations pour développer des séries chronologiques pentades à partir des précipitations quotidiennes pour la période 1981-2007, qui est une période de chevauchement d'APHRO-Précipitations.

Étant donné qu'un ensemble de données de températures quotidiennes à long terme (maximum et minimum) cohérent n'est pas disponible pour l'Asie du Sud, nous avons obtenu des données de température quotidiennes maximales et minimales maillées de l'Université de Princeton (ici : Princeton-Temperature 22, http://hydrology. princeton.edu/data/pgf/0.25deg/daily/). La température de Princeton a été obtenue pour la période 1970 à 2007 à 0,25°, qui a été développée à l'aide d'ensembles de données mondiales observées des données de réanalyse des National Centers for Environmental Prediction (NCEP) et du National Center for Atmospheric Research (NCAR) 22 . La température de Princeton a été comparée aux données météorologiques indiennes (IMD) observées et il a été constaté que les deux ensembles de données sont compatibles avec la variabilité spatiale et temporelle et pour les corrélations entre les précipitations et la température de l'air 23 . Récemment, Princeton-Temperature a été utilisé pour évaluer les changements des variables hydro-climatiques sur les bassins sous-continentaux indiens 23 . De plus, les ensembles de données de Princeton-Température et de précipitations ont été largement utilisés pour évaluer les caractéristiques mondiales et régionales de la sécheresse 24–27.

Étant donné que Princeton-Temperature n'est pas disponible en temps quasi réel, les données de température de l'air maximale et minimale de 2 m ont été obtenues à partir de la version 2 de la reprévision du Global Ensemble Forecast System (GEFS) (ci-après : GEFS-Temperature) 28 (https:// www.esrl.noaa.gov/psd/forecasts/reforecast2/download.html) pour la période de 1985 à aujourd'hui à 0,5°. GEFS-Temperature est généré quotidiennement à 0000UTC (à 3 heures d'intervalle) qui contient dix membres de prévision perturbés et un membre de prévision de contrôle. La température GEFS a été recadrée à 0,25° en utilisant l'algorithme du système de cartographie synergraphique (SYMAP). L'algorithme SYMAP utilise le taux de chute de température en utilisant une élévation à haute résolution, qui est discutée en détail dans Maurer et al. 29 . GEFS-Temperature a été utilisé comme forçage dans les modèles de surface terrestre pour évaluer la gravité de la sécheresse, la surveillance et les prévisions 8,30-32. Nous avons utilisé une climatologie de température maximale et minimale à haute résolution (2,5 minutes d'arc, ≈5 km) de la version 2 de Worldclim (ici : WCLIM-Temperature) 33,34 (http://worldclim.org/version2) pour fournir la variabilité spatiale dans la GEFS-Température à 0,05°. La climatologie mensuelle WCLIM-Temperature est disponible pour la période 1970-2000, qui a été interpolée à l'aide de l'algorithme de spline de lissage à plaque mince implémenté dans le package ANUSPLIN 33,34.

Correction du biais des précipitations et de la température

L'analyse du modèle et les données satellitaires peuvent comporter des erreurs aléatoires et des biais par rapport aux observations en raison d'un échantillonnage inadéquat, d'une imperfection de l'algorithme et du manque de données in situ 35 . Nous avons évalué le biais dans CHIRPS-Précipitation et GEFS-Température par rapport à APHRO-Précipitation et Princeton-Température, respectivement. Il existe plusieurs approches disponibles pour la correction des biais 8,36-39 nous avons analysé deux méthodes de correction des biais (méthode de mise à l'échelle linéaire 8,36 et méthode de cartographie de distribution 36,37) pour ajuster le biais dans CHIRPS-Précipitation et GEFS-Température (minimum et maximum ) et sélectionné la méthode de correction des biais la plus efficace qui puisse réduire efficacement les biais en temps quasi réel.

Les précipitations CHIRPS ont été corrigées en utilisant les méthodes de mise à l'échelle linéaire et de cartographie de la distribution. Dans la mise à l'échelle linéaire, la correction du biais de CHIRPS-Précipitations a été effectuée en deux étapes comme décrit dans Shah et Mishra 8 d'abord, nous avons appliqué la correction aux événements extrêmes (au-dessus de la valeur seuil de 90 pour cent), puis, la correction du biais a été appliquée aux précipitations annuelles totales. . Nous avons donc estimé deux facteurs d'échelle pour chacun des 12 mois civils : i) pour les valeurs extrêmes (au-dessus de 90 pour cent de la valeur seuil) et ii) pour les totaux annuels de précipitations pour chaque cellule de la grille. Les facteurs d'échelle mensuels pour les événements extrêmes ont été déterminés en prenant le rapport de la somme des données de précipitations extrêmes d'APHRO-Précipitations et de CHIRPS-Précipitations pour le mois correspondant. Ensuite, les pentades CHIRPS-Précipitations ont été corrigés en multipliant les facteurs d'échelle du mois particulier pour chaque grille en supposant que les facteurs d'échelle restent constants pour les six pentades au cours d'un mois. Après avoir ajusté les événements extrêmes de tous les mois, nous avons estimé les facteurs d'échelle mensuels pour les totaux annuels en prenant le rapport des précipitations totales d'APHRO-Précipitations et de CHIRPS-Précipitations pour le mois correspondant et avons corrigé la pentade CHIRPS-Précipitations en multipliant les facteurs d'échelle.

Dans la méthode de cartographie de distribution 36,40,41, la correction du biais a été effectuée en faisant correspondre les fonctions de distribution cumulative (CDF) des ensembles de données où une distribution particulière (Gamma ou Normal) a été utilisée pour estimer les paramètres. Nous avons utilisé la distribution Gamma 42 pour ajuster les précipitations pentades tandis que les distributions empiriques et normales ont été utilisées pour les données de température.

Pour corriger les données sur les précipitations, nous avons ajusté la distribution Gamma aux précipitations pentades pour estimer les paramètres pour chaque mois pour APHRO-Précipitations et CHIRPS-Précipitations pour chaque cellule de la grille (0,25°). Ces paramètres mensuels pour les distributions ont été utilisés pour la correction du biais (pour correspondre à la CDFS). Nous avons estimé le nombre de pentades pluvieux (>1 mm) dans un mois donné pour APHRO-Précipitation et CHIRPS-Précipitation pour la période d'entraînement. Si CHIRPS-Précipitation a le nombre de pentades humides supérieur à APHRO-Précipitation, nous estimons la valeur seuil Re en utilisant l'équation (1). En utilisant la valeur seuil et les paramètres mensuels, nous avons corrigé la pentade CHIRPS-Précipitation pour la période d'entraînement, et la méthode a été évaluée pour des données indépendantes pour la période de test. Si le nombre de pentades pluvieux était plus dans le CHIRPS-Précipitation que dans APHRO-Précipitation pour la période d'entraînement, nous avons utilisé l'équation (2) pour corriger le pentade CHIRPS-Précipitation, sinon nous avons utilisé l'équation (3).

La correction du biais de pentad CHIRPS-Précipitation comporte deux étapes. Initialement, nous avons corrigé les précipitations des pentades à 0,25° en utilisant la mise à l'échelle linéaire et la cartographie de la distribution. Ensuite, la correction finale de pentad CHIRPS-Précipitation a été effectuée à 0,05° en utilisant la méthode de correction de biais la plus efficace parmi les deux. Nous avons corrigé CHIRPS-Précipitation par rapport à APHRO-Précipitation à 0,25° pour la période d'entraînement (1981-2004), et l'efficacité de la correction des biais a été évaluée pour la période de test (2005-2007). Nous avons désagrégé l'APHRO-Précipitation de 0,25° à 0,05° de résolution spatiale 29 pour calculer les facteurs d'échelle mensuels et les paramètres à 0,05°. Nous avons également évalué l'approche basée sur la désagrégation des facteurs d'échelle mensuelle et les résultats étaient similaires. Ces paramètres mensuels ont été utilisés pour corriger CHIRPS-Précipitation à 0,05° en utilisant la même approche. La précipitation corrigée du biais à 0,05° a été agrégée à 0,25° et comparée à la précipitation CHIRPS corrigée à 0,25°, qui a été corrigée avec la précipitation APHRO à sa valeur native de 0,25°. Nous avons constaté que les deux produits corrigés du biais entraînaient un biais similaire contre les précipitations observées.

Nous avons également analysé la correction du biais dans la température GEFS de 0,25° (température minimale et maximale) par rapport à la température de Princeton observée pour les périodes d'entraînement (1985-2004) et de test (2005-2007) en utilisant la méthode de mise à l'échelle linéaire et la cartographie de distribution (cartographie QQ) méthode. Dans la méthode de mise à l'échelle linéaire, nous avons estimé les facteurs d'échelle mensuels à partir des deux ensembles de données de température pour chaque mois pour chaque cellule de la grille pour la période d'apprentissage 1985-2004. Les facteurs d'échelle mensuels ont été estimés en soustrayant la moyenne mensuelle maximale ou minimale de la température GEFS à la température de Princeton pour le mois correspondant. Ces facteurs d'échelle mensuels ont été soustraits de la pentade GEFS-Température brute pour chaque mois afin d'obtenir la pentade GEFS-Température corrigée pour chaque cellule de la grille.

Dans la méthode de cartographie de distribution 41, nous avons estimé les CDF empiriques pour chaque mois pour chaque grille de Princeton-Temperature et GEFS-Temperature pour la période d'apprentissage. Nous avons corrigé le GEFS-Temperature en utilisant la cartographie des CDF (cartographie Q-Q) 41 à l'exception des événements de températures extrêmes (moins de 5 et plus de 95% de probabilité de dépassement). Pour les événements de températures extrêmes, une distribution normale a été utilisée. De plus amples détails sur la méthode de mise à l'échelle linéaire et de cartographie de la distribution de la correction du biais dans les données de température peuvent être obtenus auprès de Shah et Mishra 8 et Wood et al. 41, respectivement. À l'aide de la mise à l'échelle linéaire et de la cartographie de distribution, nous avons corrigé la température GEFS pour les périodes d'entraînement et de test à la résolution spatiale de 0,25° et sélectionné la méthode la plus efficace pour la correction des biais.

Les températures maximales et minimales ajustées ont été recadrées à la résolution spatiale de 0,05° à partir de 0,25° pour la période 1970-présent en utilisant un modèle numérique d'élévation à haute résolution (pour le taux de lapsus) et l'algorithme SYMAP comme décrit dans Maurer, et al. 29 . Les données GEFS-Température recadrées ont de nouveau été corrigées à l'aide de la climatologie WCLIM-Température (1970-2000), qui est disponible à 5 km en utilisant la méthode de mise à l'échelle linéaire. Cette correction a été effectuée pour capturer la variabilité spatiale des données WCLIM-Température haute résolution. De plus amples détails sur les ensembles de données utilisés dans cette étude sont présentés dans le tableau 1.

Indices de sécheresse

Après la correction du biais de CHIRPS-Précipitation et GEFS-Température à 0,05°, nous avons estimé SPI et SPEI pour l'évaluation et le suivi de la sécheresse.SPI et SPEI sont des indices de sécheresse sans dimension couramment utilisés, qui sont estimés en ajustant une distribution de probabilité. Le SPI est utilisé pour mesurer le déficit ou l'excédent de précipitations, tandis que le SPEI considère également l'effet de la température de l'air sur plusieurs échelles de temps. Nous avons utilisé la distribution Gamma pour estimer le SPI. Nous avons utilisé la méthode de Hargreaves 43 pour estimer l'évapotranspiration potentielle (PET), qui est requise pour l'estimation du SPEI. Nous avons utilisé le package R SPEI 44 pour déterminer SPEI en utilisant la distribution log-logistique. Les valeurs SPI et SPEI indiquent une condition humide pour les valeurs supérieures à zéro et sèches pour les valeurs inférieures à zéro. Normal (SPI/SPEI entre -0,5 et 0,5), anormal (SPI/SPEI entre -0,5 et -0,8), modéré (SPI/SPEI entre -0,8 et -1,2), sévère (SPI/SPEI entre -1,2 et -1,6) , les sécheresses de catégorie extrême (SPI/SPEI entre -1,6 et -2,0) et exceptionnelle (SPI/SPEI inférieur à -2,0) ont été prises en compte dans notre analyse 45 .

Nous avons utilisé les anomalies de l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) et l'indice de sévérité de la sécheresse (DSI) 46 pour évaluer les estimations de la sécheresse de CHIRPS-Précipitations et GEFS-Température en Asie du Sud. Nous avons obtenu le NDVI MOD13A3 (Monthly L3 Global 1 Km NDVI) de la United States Geological Survey (USGS) MODIS Reprojection Tool Web Interface (MRTweb) (https://mrtweb.cr.usgs.gov/) de janvier 2002 à juin 2016. Le NDVI de 1 km a été agrégé à 0,05° à l'aide de l'outil de rééchantillonnage majoritaire dans ArcGIS. Ce produit mensuel est généré à l'aide du produit NDVI de 16 jours à 1 km en utilisant une valeur moyenne temporelle pondérée (si les données sont sans nuages) et la valeur maximale (dans le cas des nuages) 47,48 . Les indices de végétation MODIS sont utilisés dans la surveillance mondiale de la santé de la végétation, la modélisation des processus hydrologiques, la surveillance de la sécheresse et l'évaluation des impacts des changements climatiques mondiaux et régionaux 47 . Le NDVI est largement utilisé dans l'évaluation de la sécheresse, la surveillance de la sécheresse et de la santé de la végétation 49-51 . Récemment, Asoka et Mishra 52 ont utilisé le NDVI et des variables hydro-climatiques (humidité du sol et température de surface de la mer) pour prédire les anomalies de la végétation en Inde.


PROBA-V (Projet d'Autonomie Embarquée - Végétation)

La définition de la mission PROBA-V (Végétation) est une tentative, menée par l'ESA et le CNES, d'accueillir une version améliorée plus petite du grand instrument optique VGT (Végétation) de l'héritage des missions SPOT-4 et SPOT-5 sur un petit bus satellite, comme celui de PROBA-2.

En 2008, les technologies des petits satellites ont atteint un niveau de maturité et de fiabilité pour être utilisées comme plate-forme pour une mission opérationnelle d'observation de la Terre. De plus, les avancées dans les techniques de détecteurs, de fabrication d'optiques et de métrologie sont considérées comme suffisamment matures pour permettre la conception d'un instrument optique multispectral compact. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16)

La Phase C/D a démarré en juillet 2010. Le système CDR (Critical Design Review) a eu lieu au printemps 2011. Le projet est actuellement (été 2012) dans sa Phase D, avec une Final Acceptance Review prévue en décembre 2012. ESA est responsable de la mission globale, des charges utiles technologiques et de la sélection du lanceur.

Arrière-plan: Les instruments VGT (VGT1 & VGT2), chacun avec une masse de

140 kg et de taille assez importante, ont fourni à la communauté des utilisateurs des observations globales quasi quotidiennes des surfaces continentales à une résolution de 1,15 km sur une fauchée de

2200km. Les instruments VGT1 sur SPOT-4 (lancement le 24 mars 1998) et VGT2 sur SPOT-5 (lancement le 4 mai 2002) sont des instruments optiques quasi similaires fonctionnant dans la gamme VNIR (3 bandes) et SWIR (1 bande).

Les instruments Végétation ont été développés et financés conjointement par la France, la Belgique, l'Italie, la Suède et la CE (Commission européenne). Le consortium du CNES, BelSPO (Service Public Fédéral de Planification Politique Scientifique), SNSB (Conseil National Suédois de l'Espace) et VITO (Institut Flamand de Recherche Technologique) fournit les services du segment utilisateur (traitement des données, archivage, diffusion). La végétation répond principalement aux observations clés dans les domaines d'application suivants :

• Utilisation générale des terres en relation avec le couvert végétal et ses changements

• Comportement de la végétation aux événements météorologiques forts (sécheresses sévères) et aux changements climatiques (comportement à long terme du couvert végétal)

• Gestion des catastrophes (détection des incendies et des masses d'eau de surface)

• Paramètres biophysiques d'entrée du modèle consacrés aux bilans hydriques et à la productivité primaire (agriculture, vulnérabilité des écosystèmes, etc.).

Depuis 2008, une archive Végétation de 10 ans d'ensembles de données mondiaux cohérents a été établie, permettant aux chercheurs d'accéder à long terme. La durée de vie opérationnelle de SPOT-5 devrait expirer en 2012. Pléiades, le prochain satellite français d'observation de la Terre, est uniquement dédié à l'imagerie à haute résolution (sur une fauchée assez étroite) et n'embarquera aucun instrument fournissant des données sur la végétation.

Étant donné que le vaisseau spatial de la série SPOT ne sera pas poursuivi et que le vaisseau spatial SPOT-5 finira par échouer, la communauté des utilisateurs d'OT présente bien sûr un grand intérêt pour l'observation de la végétation dans le cadre d'une mission plus petite, abordable pour tous. 17)

PROBA-V poursuivra la production de produits Végétation en exploitant la technologie avancée des petits satellites. Cependant, cela implique notamment une refonte de la charge utile Végétation dans une unité beaucoup plus petite pour pouvoir l'accueillir sur le bus PROBA.

Aperçu des principales exigences de la mission PROBA-V - et quelques améliorations par rapport à SPOT/Vegetation :

- Continuité des données et du service : combler le fossé entre SPOT-VGT et la mission Sentinel-3

- Performances spectrales et radiométriques identiques à VGT

- GSD : 1 km obligatoire, le GSD amélioré est fortement souhaitable : 300 m (bandes VNIR), 600 m (bande SWIR). Qualité d'image et précision géométrique, égales ou supérieures à SPOT-VGT

- Fourniture d'une couverture mondiale quotidienne des masses continentales aux latitudes 35° et 75° Nord et aux latitudes comprises entre 35° et 56° Sud, avec une couverture quotidienne de 90% des zones équatoriales - et 100% d'imagerie biquotidienne, pendant la journée , des masses continentales aux latitudes comprises entre 35º Nord et 35º Sud.

Figure 1 : Scénario de la mission de comblement PROBA-V entre SPOT-5 et Sentinel-3 (crédit image : ESA) 18)

Figure 2 : Illustration de la sonde PROBA-V en orbite (crédit image : ESA)

Une étude de faisabilité approfondie et un travail de compromis ont été entrepris pour identifier une solution qui pourrait non seulement relever les défis techniques, mais qui pourrait également être développée et testée dans le cadre d'un budget serré d'une petite mission satellitaire. 19) 20)

Le projet PROBA-V de l'ESA comprend le segment spatial (attribution d'un contrat de plate-forme à QinetiQ Space NV de Kruibeke, Belgique - anciennement Verhaert), le centre de contrôle de mission (Redu, Belgique) et le segment utilisateur (installation de traitement de données) de VITO NV. Le VITO (Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek - Institut flamand de recherche technologique) est situé dans le nord de la Belgique. Le centre de traitement des données VGT1 et 2 de VITO (SPOT-4 et SPOT-5) est opérationnel depuis 1999. VITO est également le principal enquêteur et fournisseur de services de données de PROBA-V pour la communauté des utilisateurs, y compris le contrôle de la qualité des produits. 21)

• La phase B du projet a démarré en janvier 2009

• SRR (System Requirements Review) est en Q4 de 2009

• PDR (Preliminary Design Review) au deuxième trimestre de 2010

• Implémentation HMA (Heterogeneous Mission Access) et QA4EO (Assurance Qualité pour l'Observation de la Terre) pour les données des utilisateurs. Interopérabilité prévue avec GSCDA V2 (GMES Space Component Data Access Version 2).

Figure 3 : Organisation du projet PROBA-V (crédit image : ESA, Réf. 9)

Une équipe industrielle, dirigée par QinetiQ Space NV (Belgique), est soutenue par plusieurs sous-traitants et fournisseurs européens, et est responsable du développement de la plate-forme satellite de vol, de la charge utile végétale et du segment sol.

Le bus du vaisseau spatial (entièrement redondant) est un héritage des missions PROBA-1 et PROBA-2 (structure, avionique, AOCS, OBS avec des modifications mineures). Le vaisseau spatial PROBA-V a une masse totale de 138 kg et un volume de 80 cm x 80 cm x 100 cm. La plate-forme stabilisée à trois axes est conçue pour une durée de vie nominale de la mission de 2,5 ans (Réf. 7). 22) 23) 24) 25)

La gestion des ressources de l'engin spatial s'articule autour de ADPM (Advanced Data and Power Management System), qui vole actuellement sur PROBA-2. La partie traitement des données d'ADPMS est partitionnée à l'aide de modules PCI compacts. Un module de mémoire de masse redondante froide de 16 Gbit est prévu pour PROBA-V. La mémoire de masse nouvellement développée utilisera la technologie flash NAND.

L'architecture avionique peut être divisée en plusieurs sections :

• Le bloc AOCS, contenant tous les équipements AOCS et l'électronique supplémentaire nécessaire pour adapter ou convertir les interfaces et les tensions d'alimentation.

• L'ADPMS, comportant les deux voies redondantes de traitement des données et sa partie puissance. C'est le centre de tout le traitement des données, les communications et le conditionnement et la distribution de l'alimentation.

• La charge utile principale (Instrument de Végétation).

• Les démonstrateurs technologiques. Quatre charges utiles de démonstrateur technologique ont été intégrées à la conception.

• La section de communication, avec une redondance complète pour tous les modules. Il comprend le sous-système TT&C en bande S et le sous-système de liaison descendante de données en bande X.

• La partie distribution et conditionnement d'énergie d'ADPMS alimente un bus non régulé, chaque équipement ayant son convertisseur DC/DC interne. Le système de conditionnement d'alimentation est conçu autour d'une batterie Li-ion et d'une résistance de décharge ((pour dissiper l'excès de courant).

Les différents sous-systèmes du satellite PROBA-V sont résumés dans le tableau 1. L'architecture électrique de PROBA-V, construite autour de l'ADPMS, est illustrée dans la figure 4.

La partie traitement des données d'ADPMS est constituée de plusieurs modules, chacun basé sur la norme compacte PCI. La conception ADPMS est entièrement redondante. La configuration PROBA-V d'ADPMS comprend :

• MPM (module de processeur principal), basé sur un processeur LEON2 (ASIC), fournissant la puissance de traitement, la mémoire et les interfaces physiques pour contrôler toutes les autres cartes périphériques

• TTM (Telecommand and Telemetry Module), fournissant l'interface bidirectionnelle entre l'engin spatial et les stations au sol

• SIM (Spacecraft Interface Module), fournissant les interfaces de communication bidirectionnelles entre l'ADPMS et les autres unités de l'engin spatial

• DAM (Data Acquisition Module), fournissant l'acquisition de données de signaux analogiques, numériques et de température

• MMM (Mass Memory Module), offrant une capacité de stockage de données de 16 Go protégés par EDAC et basés sur la technologie flash NAND

• REM (Module de Reconfiguration et d'Urgence (REM), fournissant des fonctions matérielles pour permettre une reconfiguration et une récupération faciles de l'ADPMS directement depuis le sol en cas de problèmes.

Le Power Management System d'ADPMS alimente un bus régulé par batterie, conçu autour d'une batterie Li-ion. Le système de gestion de l'alimentation est constitué des modules suivants :

• PCM (Power Conditioning Module), gérant et régulant la puissance entrante et sortante

• PDM (Power Distribution Module), gérant la distribution d'énergie et les protections contre les surintensités.

Le système de gestion de l'alimentation peut gérer une puissance totale de 300 W. Chaque ligne de puissance de sortie peut gérer un courant de 2 A.

Figure 4 : L'architecture avionique ADPMS (crédit image : QinetiQ Space, ESA)

- ADPMS (redondant à froid)
- MPM (Module Processeur Principal) : Processeur LEON2-E Sparc V8, 50 MHz,
42 MIPS, 10 FLOPS
- Module de mémoire de masse : Flash 16 Gbit, protégé EDAC

EPS (Sous-système d'alimentation électrique)

- Photo-Voltaic Array : Cellules GaAs triple jonction (3G-28%)
Verre de protection revêtement CMG 100AR, 25 cordes, 18 cellules par corde
- Batterie : 12 Ah Li-ion (7s8p) cellules ABSL 18650HC

- Aluminium (AA2024-T3) : Faces t = panneaux intérieurs 0,8 mm, t = panneau supérieur et nadir 0,4 mm), âme en nid d'abeille (t = 10, 8 mm)
- Aluminium (AA7075-T7351) : profilés de chant, inserts chauds
3 panneaux extérieurs en PRFC (EX-1515/M55J + Redux 312L)

3 magnétotorquers (interne redondant à froid de ZARM, Allemagne)
4 roues de réaction (3 + 1 pour la redondance de Rockwell Collins, Allemagne)
2 magnétomètres (froid redondant de Billingsley, USA)
2 trackers étoiles (têtes redondantes chaudes, électronique redondante froide de DTU, Danemark)
2 GPS (récepteurs Phoenix redondants à froid fournis par le DLR)
Boîtier AOCS IF (interne redondant)
Boîtier d'alimentation RW (interne redondant)

PROBA-2
PROBA-1
PROBA-2
PROBA-1/-2
PROBA-2
PROBA-2
Nouveau développement

Système d'exploitation : RTEMS (Real-Time Executive for Multiprocessor Systems)

- TxRx bande S : 5W BPSK (TC = 64 kbit/s, TM = 1,91 Mbit/s ou 329 kbit/s) : redondant chaud (Rx), redondant froid (Tx)
- Tx bande X : 6 W filtré OQPSK (76,53 Mbit/s) : redondant à froid
- MMU (Mass Memory Unit) = 16 Gbit

Durée de vie nominale de la mission de 2,5 ans (avec une extension possible jusqu'à 5 ans)

Tableau 1 : Présentation des sous-systèmes PROBA-V

Figure 5 : Logement du vaisseau spatial PROBA-V, vues de la plate-forme extérieure à gauche, vues de la plate-forme intérieure à droite (crédit image : QinetiQ Space)

AOC (Sous-système de contrôle d'attitude et d'orbite) fournit un contrôle d'attitude à trois axes, y compris un pointage et des manœuvres de haute précision dans différents modes d'attitude du vaisseau spatial. L'AOCS SW est une extension de celui de PROBA-2, incluant les algorithmes suivants requis par la mission autonome embarquée et la gestion de la charge utile : 26) 27)

- Prédiction des transitions terre/mer à l'aide d'un masque terre-mer pour réduire la quantité de données générées

- Optimisation de l'attitude en mode Sun Bathing pour améliorer la puissance entrante tout en évitant l'aveuglement du star tracker

- Momentum dumping sans passages à vitesse nulle pendant l'imagerie

- Estimations du dipôle magnétique restant du vaisseau spatial pour réduire l'erreur de pointage

- Évitement autonome de l'aveuglement Terre/Soleil du traqueur d'étoiles

- Mode inertiel avec taux de balayage fixe pour l'étalonnage de la lune.

La sélection de matériel AOCS pour PROBA-V se compose d'une tête de suivi en étoile double de haute précision, d'un ensemble de roues de réaction, de magnétotorquers, de magnétomètres et d'un récepteur GPS.

Les principaux modes AOCS sont les suivants : mode sûr, géodésique, bain de soleil et inertie.

- Le mode satellite Safe est utilisé pour désamorcer l'engin spatial après séparation du lanceur et il sera utilisé pour récupérer des anomalies de l'engin spatial.

- Le mode Géodésique est utilisé lors de l'observation nominale de la végétation terrestre. Dans ce mode, la charge utile est pointée vers la normale géodésique à la surface de la Terre. Une compensation de direction supplémentaire, la direction en lacet, est ajoutée dans ce mode, pour minimiser la distorsion de l'image causée par la rotation de la Terre. Cette manœuvre de direction en lacet assure que les imageurs spectraux sont orientés de telle sorte que les lignes de pixels soient perpendiculaires à la trace au sol à chaque instant. Dans ce mode, les suiveurs d'étoiles et le récepteur GPS sont utilisés comme capteurs et les roues de réaction comme actionneurs.

- Sur chaque orbite, la sonde entre en mode Bain de Soleil à partir de -56º de latitude jusqu'à l'entrée de l'éclipse. Il s'agit d'améliorer la puissance entrante.

- Le mode inertiel couplé à un balayage inertiel de la Lune à vitesse fixe est utilisé à des fins d'étalonnage radiométrique mensuel des instruments de pleine lune. Le pointage vers la lune prend 2,5 min, 9 min pour scanner la lune et 2,5 min pour revenir au mode d'observation nominal. Il suffit d'avoir la lune dans le FOV du SI (Spectral Imager) pour un nombre de pixels.

NGC Aérospatiale du Canada était responsable de la conception, de la mise en œuvre et de la validation des algorithmes autonomes GNC (Guidance, Navigation and Control) implémentés dans le cadre des logiciels PROBA-1 et PROBA-2 AOCS et a les mêmes responsabilités pour la mission PROBA-V .

Figure 6 : Répartition fonctionnelle du logiciel AOCS (NGC Aerospace, ESA, QinetiQ Space)

Au-delà de la démonstration technologique à travers le programme PROBA, il est également noté que la technologie logicielle AOCS développée au cours de ce programme est désormais le socle de l'AOCS d'une mission opérationnelle majeure du programme GMES (Global Monitoring for Environment and Security) : Sentinelle-3. NGC Aerospace Ltd (NGC) de Sherbrooke, (Québec), Canada était responsable de la conception, de la mise en œuvre et de la validation des algorithmes GNC autonomes (Guidance, Navigation and Control) mis en œuvre dans le cadre du logiciel AOCS de PROBA-1 et PROBA-2 . NGC a les mêmes responsabilités pour la mission PROBA-V (Réf. 26).

Modes de fonctionnement de l'AOCS :

Les modes opérationnels du PROBA-V sont illustrés à la Figure 7 (modes critiques en bleu) et brièvement décrits dans le Tableau 2. Les transitions entre n'importe lequel des modes sont possibles et peuvent être commandées par la station au sol ou, de manière autonome, par la mission embarquée. directeur. Le mode magnétique est représenté dans un rectangle en pointillés sur la figure 7 car il ne faisait pas partie de la configuration de lancement. L'ajout du mode magnétique a été décidé et mis en œuvre après le lancement. Il a été décidé de l'inclure comme élément de sécurité supplémentaire pour PROBA-V. Le mode magnétique remplace le mode Bdot en tant que mode sans échec du vaisseau spatial. Cependant, le mode Bdot reste disponible sur demande au sol ou comme mode de repli autonome en cas d'anomalie avec le mode Magnétique. 28)

Figure 7 : Modes de fonctionnement du PROBA-V AOCS (crédit image : PROBA-V consortium)

- Fournit un contrôle à trois axes en utilisant uniquement les mesures MGM, l'actionnement MTR (Magnetic Torquers) et les RWL (Reaction Wheels) commandés à des vitesses constantes.

- Pointe l'axe de polarisation de l'impulsion vers la normale de l'orbite et contrôle l'orientation autour de cet axe.

- Mode sans échec (mode de repli en cas de pannes)
- Mode veille

- Utilise le champ magnétique et l'actionnement MTR pour réduire les taux angulaires des engins spatiaux.

- Utilise un biais d'élan généré en commandant le RWL à des vitesses constantes pour aligner grossièrement l'axe de biais d'élan vers la normale de l'orbite.

- Detumbling après séparation du lanceur
- Mode sans échec de repli en cas d'anomalies avec le mode Magnétique

- Contrôle l'attitude du vaisseau spatial pour le pointage normal de la Terre géodésique.
- Peut être utilisé avec ou sans direction en lacet.

- Contrôle l'attitude de l'engin spatial par rapport à la trame du Soleil.
- Pointe de manière optimale les panneaux solaires vers le Soleil.
- Optimise l'attitude autour du vecteur Soleil de manière à ce que des manœuvres minimales depuis et vers le mode géodésique soient nécessaires.

En dehors de l'imagerie pour maximiser la puissance entrante

Contrôle l'attitude de l'engin spatial par rapport au référentiel orbital.

- Contrôle l'attitude de l'engin spatial par rapport au référentiel inertiel.
- Peut être utilisé avec ou sans manœuvre à taux angulaire fixe.

Étalonnage de la charge utile Manœuvres de balayage de la lune

Contrôle l'attitude du vaisseau spatial afin de pointer vers une cible terrestre fixe.

Pointage vers une cible terrestre

Met toutes les sorties de contrôle à zéro.

Utilisé pour les transitions de mode

Tableau 2 : Modes de fonctionnement du logiciel PROBA-V AOCS

Les exigences du logiciel PROBA-V AOCS ont d'abord été définies par QinetiQ Space. Ensuite, NGC (NGC Aerospace Ltd.) a terminé la conception du logiciel et les tests de validation connexes. Enfin, NGC et QinetiQ Space ont mené, en étroite collaboration, les tests d'acceptation de logiciels (SAT) de l'AOCS. En plus de cette validation au sol, avant l'ajout du mode Magnétique, le logiciel AOCS a été validé en vol. A cet effet, les différentes fonctions et modes de fonctionnement du logiciel AOCS ont été activés et validés une à une de manière incrémentale dans les semaines suivant le lancement. Cette validation a démontré avec succès que le logiciel AOCS répond aux exigences strictes de PROBA-V.

Avec l'ajout du mode Magnétique, le processus de validation a dû être à nouveau suivi non seulement pour le mode Magnétique, mais pour assurer la non-régression des modes opérationnels déjà entièrement validés. La démarche de validation suivie pour l'ajout du mode Magnétique est décrite dans la section suivante après un aperçu de l'algorithme du mode Magnétique et de sa mise en œuvre.

Conception en mode magnétique : Le lecteur est renvoyé à la Réf. 28) , car il s'agit d'une discussion trop longue. Cependant, d'après les résultats en vol, on peut affirmer que le mode Magnétique répond à ses exigences tant en termes de fonctionnalité que de robustesse. En effet, il a été démontré que l'attitude de l'engin spatial est contrôlée au besoin et que des manœuvres peuvent être effectuées.

Depuis sa validation en vol réussie, le mode magnétique est le mode sans échec de base pour PROBA-V. Avec son fonctionnement réussi à bord du PROBA-V, le mode magnétique offre une alternative à l'algorithme traditionnel B-dot pour les modes de missions sûrs où il peut être souhaité de maintenir un pointage sur trois axes afin de pointer l'un des axes de l'engin spatial ( ex. antenne) vers la Terre.

La conception du PROBA-V a réussi à relever les défis, comme en témoignent les performances de pointage obtenues en vol (tableau 3).

AKE (Erreur de connaissance d'attitude)

5 arcsec (95 %), Remarque : l'AKE ne peut pas être exactement évalué en vol. Cependant, la précision de la géolocalisation indique que l'exigence est remplie.

APE (Erreur de Performance Absolue)

RPE (Erreur de Performance relative)

Tableau 3 : Exigences de pointage en mode géodésique PROBA-V et performances atteintes (Réf. 28)

EPS (Sous-système d'alimentation électrique) : Le PVA (Photo-Voltaic Array) utilise des cellules à triple jonction GaAs avec un rendement de 28%. Pour obtenir la tension de fonctionnement de 31,5 V, 18 cellules sont incluses dans chaque chaîne en série avec une diode de blocage. Le PVA se compose d'un total de 25 chaînes solaires en tenant compte de la perte d'une chaîne sur le panneau PVA le plus contributif. La puissance moyenne de la chaîne solaire dans des conditions EOL (solstice d'été et T = 40 °C) donne 12,8 W. La puissance entrante maximale à EOL pendant une orbite est de 144 W. Le budget énergétique pour PROBA-V est dérivé pour une consommation électrique du bus de 140 W en supposant un jour le plus défavorable en été et sans tenir compte de l'effet de l'albédo. Une analyse du bilan de puissance dans le pire des cas a indiqué une décharge de capacité maximale de 1,66 Ah. Utilisation d'une batterie Li-ion. Les cellules de batterie offrent une capacité de 1,5 Ah par chaîne. La batterie PROBA-V est dimensionnée à 12 Ah en tenant compte de l'évanouissement de la capacité et de la perte d'une chaîne.

Communications RF (PROBA-V) : Bande S pour les transmissions TT&C et les antennes à faible gain avec capacité de liaison montante et descendante omnidirectionnelle. Le débit de symboles de la liaison montante sera fixé à 64 ks/s, tandis que la liaison descendante peut être réglée à un débit élevé (< 2 Ms/s) pour une imagerie nominale ou à un débit faible à 329 ks/s pour des conditions hors nominale. Le protocole CCSDS est utilisé pour les transmissions TT&C.

Bande X la liaison descendante des données utiles est en bande X à un débit de 35 Mbit/s. La mémoire de masse embarquée est de 88 Gbit. La station de Redu (Belgique) est utilisée pour les services de communication TT&C. La bande X utilise deux émetteurs froids redondants en bande X à haut débit (développés par Syrlinks, France) et deux antennes isoflux à pointage nadir, toutes deux RHCP.

Les émetteurs-récepteurs en bande S seront connectés aux sorties RS422 (à sangles croisées) de l'ADPMS tandis que les émetteurs à bande X (8090 MHz) seront connectés aux sorties LVDS non à sangles croisées. Le bilan de liaison en bande X se traduit par une marge de liaison de 6 dB qui permettra une réduction de la puissance de sortie RF. Par conséquent, l'émetteur en bande X sera conçu (article fourni par le client) pour prendre en charge divers réglages de puissance de sortie de sorte qu'après la mise en service, une puissance de sortie inférieure puisse être sélectionnée.

Compression des données : La quantité massive de données produites par l'instrument dépasse les capacités de la bande passante disponible à bord d'un petit satellite. Les données sont réduites en utilisant un algorithme de compression de données sans perte implémenté dans une électronique spécifique. Le taux de compression des données obtenu à l'aide des algorithmes de compression CCSDS standard (CCSDS 133.0 B-1) est indiqué dans le tableau 4.

Tableau 4 : Aperçu des taux de compression

La norme de compression de données d'image CCSDS s'est avérée répondre à toutes les exigences en termes de qualité d'image et de taux de compression atteignable, atteignant ainsi le débit de données cible requis. Cet algorithme de compression a été implémenté dans l'électronique spécifique (FPGA) du satellite. Parmi de nombreuses autres premières notables, PROBA-V est donc devenue la première mission européenne à piloter la norme de compression de données d'image CCSDS.

La sélection d'un émetteur-récepteur en bande S et le développement d'un émetteur en bande X innovant et générique pour les petits satellites ont été initiés dans le cadre d'un programme de collaboration entre le CNES et l'ESA et sont financés dans le cadre du GSTP-5 (General Support Technology Program-5). L'émetteur en bande X est un appareil hautes performances optimisé pour les besoins et les contraintes des petites plates-formes pour lesquelles un petit volume, une faible masse, une faible consommation d'énergie et un faible coût sont des paramètres importants. De plus, certaines fonctionnalités clés telles que la modulation (filtré Offset-QSK), le schéma de codage (convolutionnel 7 ½), les interfaces de données et d'horloge (interface série LVDS packet wire) ont été sélectionnées conformément aux recommandations CCSDS, mais aussi pour faciliter l'interopérabilité avec la plupart des ordinateurs de bord et des démodulateurs de stations au sol existants. 29)

Suite aux études du CNES sous contrat ESA, deux émetteurs bas-coût en bande X compatibles avec des débits jusqu'à 100 Mbit/s ont été conçus et fabriqués par Syrlinks de Bruz, France. Un émetteur utilise un amplificateur de puissance RF GaAs et un émetteur en bande X utilise un nouveau Amplificateur de puissance RF GaN (nitrure de gallium), dans le cadre de l'initiative GREAT 2 (GaN Reliability Enhancement and Technology Transfer Initiative) développée par l'ESA. 30) 31)

Le développement du nouvel émetteur en bande X repose presque exclusivement sur des composants COTS pour atteindre à la fois des performances élevées et un faible coût récurrent. L'émetteur dispose également d'une fonctionnalité innovante avec une puissance de sortie RF programmable embarquée de 1 à 10 W qui permet de s'adapter finement au débit choisi, et de réduire au maximum les marges du bilan de liaison et donc la puissance consommée. . PROBA-V est la première mission à utiliser cet émetteur nouvellement développé. L'émetteur a une masse de 1 kg, une taille de 160 mm x 115 mm x 46 mm, une durée de vie en orbite de 5 ans et une dureté de rayonnement de 10 krad. Des débits de données de 10 à 100 Mbit/s sont disponibles.

+30 dBm à +40 dBm, programmable en vol par pas de 1 dB

OQPSK filtré (compatible CCSDS)

7 ½ convolutif, signal Q inversé

HKTM (télémétrie d'entretien ménager)

< 30 W pour une sortie RF de +38 dBm

Durée de vie en LEO (Low Earth Orbit)

Plage de température - opérationnel

Tableau 5 : Spécification type de l'émetteur en bande X

Figure 8 : Présentation de l'architecture de l'émetteur en bande X (Syrlinks, CNES)

Les données de télémétrie entrantes sont codées dans un dispositif programmable (CPLD) à la fréquence d'horloge. Les signaux en bande de base I et Q sont filtrés (filtre de Butterworth d'ordre 7) puis appliqués au modulateur RF I/Q. Ce modulateur fonctionne en bande S. Le convertisseur S-vers-X traduit le signal modulé de la bande S vers la bande X. Le signal X-Band est ensuite amplifié. Le microcontrôleur gère la liaison série avec l'OBC (On-Board Computer) de la plateforme. Il décode les commandes et exécute les actions. Le microcontrôleur lit les différents indicateurs internes (température, courants, . ) et contrôle les fonctions telles que le synthétiseur RF ou les alimentations. L'alimentation est un convertisseur Dc/Dc isolé galvaniquement suivi de convertisseurs Dc/Dc non isolés et de régulateurs linéaires. Les alimentations internes sont protégées contre les surintensités de consommation, en cas de verrouillage.

Les performances mesurées des émetteurs GaAs et GaN sont similaires. Le tableau 6 donne les principaux résultats typiques.

Consommation d'énergie à +25 °C, à +38 dBm de puissance RF

Consommation d'énergie RF (pilotes et PA) à +25 °C, à +38 dBm Puissance RF
Alimentation du GaAs MMIC 6.5V
Alimentation du GaN MMIC 30V

Rejet de l'oscillateur local

Stabilité de la fréquence OCXO
Stabilité en fonction de la température
Stabilité à court terme (sigma, tau=1s)
Vieillissement 5 ans


± 0,1 ppm
< 1 x 10 -10
< ± 3 ppm

Bruit de phase de sortie - CW
@ 10 KHz de décalage
@ 100 KHz de décalage
@ 1 MHz de décalage
@ 10 MHz de décalage


-80 dBc/Hz
-103 dBc/Hz
-127 dBc/Hz
-130 dBc/Hz

Perte de mise en œuvre @ BER = 1 x 10 -5

Largeur de fréquence du canal (99 % de puissance)

Résistance à la dose de rayonnement accumulée (TID) (niveau de Si)

Tableau 6 : Aperçu des performances des émetteurs GaAs et GaN (Réf. 30)

Figure 9 : Photo de l'émetteur en bande X (crédit image : Syrlinks, CNES, ESA)

• 25 juin 2015 : le premier élément européen de technologie de nitrure de gallium haute performance à voler dans l'espace a terminé sa deuxième année d'exploitation. Hébergé sur le minisatellite d'observation de la Terre PROBA-V de l'ESA en 2013 en tant que prototype de test, l'émetteur est aujourd'hui couramment utilisé pour renvoyer les images de la mission au sol. "L'émetteur en bande X en question intègre un amplificateur expérimental au nitrure de gallium (GaN)", explique Andrew Barnes, supervisant les travaux de l'ESA sur GaN. « Il fonctionne toujours de manière transparente aujourd'hui après deux ans en orbite, ne montrant aucune dérive des performances » (Réf. 31).

- L'émetteur à base de GaN est utilisé pour la liaison descendante des données vers la station au sol Kiruna de PROBA-V - dans l'Arctique suédois - une fois par orbite pendant une semaine à la fois, en alternance avec un deuxième émetteur utilisant un amplificateur conventionnel à l'arséniure de gallium.

- Avec ses données descendant à un débit standard de 42,22 Mbit/s pendant chaque passage d'environ 12 minutes, le PROBA-V de taille m 3 construit une image complète de toute la couverture végétale de la Terre tous les deux jours.

- L'accès à l'émetteur basé sur GaN augmente également la flexibilité opérationnelle du satellite - en principe, son débit de données peut être augmenté à 100 Mbit/s, tandis que sa puissance de sortie radiofréquence programmable peut également être augmentée selon les besoins, tout en fonctionnant à un niveau inférieur. tension que son équivalent conventionnel.

- Le nitrure de gallium a été décrit comme le semi-conducteur le plus prometteur depuis le silicium, capable de fonctionner à des tensions et des températures beaucoup plus élevées que des matériaux comparables. Comme avantage supplémentaire, le GaN possède également une résistance inhérente aux rayonnements rencontrés dans l'espace.

- "En termes de communications pour l'espace, GaN offre une puissance de communication cinq à dix fois supérieure, tout en ne nécessitant aucun système de refroidissement supplémentaire", ajoute Andrew.

- « Sa promesse est telle qu'en 2008, l'ESA a lancé l'Initiative d'amélioration de la fiabilité et de transfert de technologie GaN (GREAT 2 ), réunissant des universités, des instituts de recherche et l'industrie de premier plan pour développer des processus de production compatibles avec l'espace pour la fabrication de transistors circuits intégrés.

- Avec GREAT 2 , l'ESA est intervenue à un stade précoce de l'industrialisation pour garantir que les produits résultants répondent aux exigences exigeantes de l'utilisation de l'espace, telles que la résistance aux chocs et aux températures extrêmes, ainsi qu'un fonctionnement continu pendant des années."

- Les partenaires de GREAT 2 incluent UMS (United Monolithic Semiconductors) basé en Allemagne et en France, responsable de la fonderie industrielle utilisée pour la fabrication des produits GaN.

Figure 10 : Chaîne d'approvisionnement des amplificateurs GaN pour PROBA-V (crédit image : ESA)

- Depuis, alors que l'émetteur fait ses preuves dans l'espace, les premiers prototypes industriels ont passé avec succès leurs tests de fiabilité et de robustesse.

- "Grâce à GREAT 2, nous avons pu placer le processus de fabrication UMS GaN sur la liste européenne des pièces préférées de la coordination européenne des composants spatiaux - une liste de pièces recommandées pour les missions spatiales - en 2012", ajoute Andrew. "C'était deux ans plus tôt que prévu initialement.

Figure 11 : GaN sur plaquettes SiC (crédit image : ESA)

Figure 12 : Photo d'un test d'intégration PROBA-V au QinetiQ Space (crédit image : ESA) 32)

Figure 13 : Photo de PROBA-V au-dessus du système VESPA le 15 avril 2013 (crédit image : ESA-Karim Mellab)

Légende de la figure 13 : Le minisatellite est vu assis au sommet du système VESPA contenant deux autres satellites, VNREDSat-1 et ESTCube-1. Le carénage du lanceur Vega est visible en arrière-plan. 33)

· Batterie 28V bus non régulé
· Panneaux solaires montés sur le corps
· Batterie Li-ion 12 Ah

Structure en H en nid d'abeille en aluminium

· Ordinateur de bord ADPMS avec processeur LEON2.
· Module de mémoire de masse à technologie flash 128 Gbit

· Données de la plate-forme (bande S) : liaison montante 64 ksps / liaison descendante 830 kbps Émetteur-récepteur interne redondant - STT (Allemagne)
· Données utiles (bande X) : 42 Mbps downlink 3 émetteurs en bande X – Syrlinks (France)

· 3 axes stabilisés
Erreur de connaissance d'attitude (AKE) : 5 arcsec (95%) ·
Erreur de performance absolue (APE) : < 20 arcsec (95%)
Erreur de performance relative (RPE) : < 1,5 arcsec sur 1,5 s (95%)

· Actionneurs : 3 magnétotorquers - Zarm (Allemagne) 4 roues de réaction - Rockwell Collins (Allemagne)
· Capteurs : 2 magnétomètres - Billingsley (USA) 2 Star trackers - DTU (Danemark) 2 récepteurs GPS - DLR (Allemagne)

· OS : RTEMS (Real-Time Executive for Multiprocessor Systems)
· Mis en œuvre conformément à ECSS, y compris les services ECSS PUS. Conçu pour une autonomie maximale à bord, qui comprend la gestion du mode système, les opérations de charge utile et le FDIR. - Spacebel (Belgique)
· Logiciel AOCS auto-codé - NGC (Canada)

Tableau 7 : Fonctionnalités clés de PROBA-V

Lancer: Le vaisseau spatial PROBA-V (charge utile principale) a été lancé le 7 mai 2013 (02:06:31 UTC). Le lanceur était Vega (avec Arianespace comme fournisseur de lancement) le site de lancement était le Centre Spatial Guyanais, Kourou. Il s'agit du premier vol VERTA (Vega Recherche, Technologie et Accompagnement) de VEGA (désigné comme VERTA-1). La mission est désignée Vol VV02 dans le système de numérotation d'Arianespace. 34) 35) 36)

Les charges utiles secondaires sur ce vol étaient :

• VNREDSat-1A (Vietnam Natural Resources, Environment and Disaster-monitoring Satellite) de STI-VAST (Space Technology Institute-Vietnam Academy of Science and Technology). Le microsatellite VNREDSat-1A (115,3 kg) a été construit par EADS Astrium, Toulouse, France. 37) 38)

• ESTCube-1 (Estonian Student Satellite-1), une mission de démonstration technologique 1U CubeSat (1,3 kg) de l'Université de Tartu.

PROBA-V roulera dans la position supérieure du VESPA (adaptateur de charge utile secondaire Vega), tandis que VNREDSat-1A et ESTCube-1 se trouveront dans la position inférieure de la structure. L'étage supérieur du véhicule Vega est un module de propulsion liquide avec une capacité de rallumage multiple. Les charges utiles secondaires seront déployées en dernier après le rallumage de l'étage supérieur Vega.

Orbite de PROBA-V: Orbite héliosynchrone, altitude = 820 km, inclinaison = 98,8º, LTDN (Local Time on Descending Node) = 10h30 (avec une dérive limitée entre 10h30 et 11h30 pendant la durée de vie de la mission). Remarque : contrairement aux missions SPOT-4 et SPOT-5, PROBA-V n'aura pas la capacité de maintenir son orbite.

Orbite de VNREDSat-1 et ESTCube-1 : Orbite héliosynchrone, altitude =704 km, inclinaison = 98,7º. VNREDSat-1A a été libéré 1 heure 57 minutes après le début du vol. L'ESTCube-1 a été éjecté de son distributeur trois minutes plus tard. Un dernier brûlage placera désormais l'étage supérieur épuisé sur une trajectoire qui assure une rentrée sûre et conforme aux nouvelles réglementations de réduction des débris.

Figure 14 : Vue d'artiste du minisatellite PROBA-V en orbite (crédit image : ESA)

Figure 15 : A bord du deuxième vol VEGA au départ de Kourou, PROBA-V, V pour Végétation, fait partie d'une série de petits satellites fabriqués par l'ESA pour faire la démonstration de nouvelles technologies en orbite. Mais ce satellite - d'un mètre cube seulement - sera un outil opérationnel pour surveiller la végétation sur Terre. Cette vidéo explique la mission de ce satellite innovant majoritairement fabriqué en Belgique. Il comprend des interviews de managers de PROBA-V en anglais, français et néerlandais (crédit vidéo : ESA PROBA-V, publié le 19 avril 2017)

9 juillet 2020 : le minisatellite PROBA-V de l'ESA a terminé sa mission mondiale de sept ans pour surveiller la croissance quotidienne de toute la végétation de la Terre. PROBA-V a été lancé en 2013 pour combler le vide dans le suivi global de la végétation entre la fin des satellites français Spot et Copernicus Sentinel-3. 39)

Figure 16 : La tâche PROBA-V (à gauche) est reprise par le satellite Copernicus Sentinel-3 (à droite), crédit image : VITO

- Globalement, la mission PROBA-V a acquis plus d'un pétaoctet (>10 15 octets) de données environnementales pendant son temps en orbite, qui ont été traitées et distribuées aux utilisateurs par VITO, le centre de recherche et de service belge.

- Sa mission d'observation ayant pris fin fin juin, PROBA-V est désormais libre d'effectuer un suivi expérimental sur l'Europe et l'Afrique - y compris la co-observation avec de nouvelles missions compagnons.

• 20 avril 2020 : Le minisatellite PROBA-V de l'ESA, d'une taille d'un mètre cube, mettra bientôt fin à sa mission mondiale de près de sept ans pour surveiller la croissance quotidienne de toute la végétation de la Terre. Comme Copernicus Sentinel-3 se chargera de cette tâche, PROBA-V sera libre d'effectuer une surveillance expérimentale en Europe et en Afrique, y compris des co-observations avec de nouvelles missions compagnons. 40)

Figure 17 : Un timelapse montrant les observations globales faites avec l'instrument Végétation de PROBA-V de septembre 2018 à septembre 2019, créé par le Terrascope plate-forme d'observation de la Terre open source. Depuis 2013, le minisatellite PROBA-V de l'ESA, d'une taille d'un mètre cube, surveille la croissance quotidienne de toute la végétation de la Terre, possédant un champ de vision de 2500 km de large.Les caractéristiques particulières qui apparaissent sont entre autres la croissance et le déclin de la couverture neigeuse sur l'Asie, l'Europe de l'Est et l'Amérique du Nord et les couleurs vert vif pendant les saisons de croissance nord-américaine et européenne. A noter que les hautes latitudes nord ne sont pas acquises lorsqu'elles sont couvertes de neige (crédit image : ESA/VITO/Terrascope)

- Malgré sa petite taille, PROBA-V maintient une perspective continentale : son imageur principal Vegetation a une fauchée de 2250 km de large. Cela lui permet de couvrir chaque jour la quasi-totalité de la surface végétalisée du globe. En tenant compte de la couverture nuageuse, la mission crée un instantané complet de la croissance mondiale des plantes tous les 10 jours. Dans l'ensemble, la mission a acquis plus d'un pétaoctet de données environnementales pendant son séjour en orbite.

- La vue extrêmement large de PROBA-V est due au fait que Vegetation est composé de trois télescopes imageurs distincts, possédant une résolution spatiale de 300 m, qui atteint une résolution de 100 m dans le télescope central - une nette amélioration par rapport à la génération précédente d'instruments Vegetation.

- "PROBA-V a commencé comme une mission" de remplissage "pour assurer la couverture des données entre les instruments Vegetation pilotés sur les satellites Spot-4 et -5 de taille normale et Copernicus Sentinel-3", explique Roberto Biasutti, responsable des opérations d'observation de la Terre à l'ESA. .

- "Cela a commencé avec une durée de vie de deux ans, qui a été prolongée à plusieurs reprises, et le satellite reste en excellente santé globale. Ainsi, même si sa mission mondiale doit se terminer en juin, peu après son septième anniversaire, le plan est de laisser ça continue de fonctionner."

- PROBA-V a été lancé sur ce que l'on appelle une orbite « héliosynchrone », où il suit le rythme du Soleil lorsqu'il fait le tour de la Terre à 820 km d'altitude, ce qui lui permet d'observer le plus possible la lumière du jour. Cependant, cette orbite se dégrade progressivement et le minisatellite manque de propulseurs embarqués pour la corriger. Tiré par l'attraction gravitationnelle du renflement équatorial de la Terre, son temps d'observation augmente progressivement plus tôt dans la matinée locale.

- "Fondamentalement, l'une des caméras de PROBA-V observera bientôt la nuit plutôt que la lumière du jour, ce qui signifie qu'elle ne peut plus continuer à fournir une couverture mondiale quotidienne pour continuer la série chronologique de 20 ans plus la végétation, donc sa mission mondiale opérationnelle doit se terminer ", commente Dennis Clarijs de VITO, le centre de recherche et de service belge traitant et distribuant les données PROBA-V aux utilisateurs.

- "Mais ce n'est pas la fin de la mission. Au lieu de cela, l'ESA appliquera ses excellentes performances géométriques et radiométriques pour effectuer des observations de test en Europe et en Afrique, en particulier dans le Sahel africain où ses résultats aident à fournir des alertes précoces de sécheresse.

- « Cela signifie que les plus de 1800 équipes de recherche utilisant les données PROBA-V aujourd'hui ont encore plus de données à espérer, bien que sur une base expérimentale plutôt qu'opérationnelle. C'est bien car son imagerie à 100 m remplit un créneau particulier, comme une étape intermédiaire entre Copernicus Sentinel-2 et -3, capable de résoudre les délimitations individuelles des champs dans certains cas. L'imagerie à 100 m de PROBA-V est également utilisée de manière routinière pour recouper d'autres produits, tels que le Copernicus Global Land Service. "

- PROBA-V augmentera également ses observations de la Lune. On ne le sait généralement pas, mais de nombreux satellites d'observation de la Terre observent régulièrement le satellite naturel de notre planète avec la Terre elle-même : l'état immuable de la surface lunaire en fait une excellente cible d'étalonnage.

- Dans le passé, PROBA-V effectuait de telles acquisitions lunaires sur une base mensuelle. Désormais, le minisatellite va les augmenter, en expérimentant des changements de fréquences et d'angles de vue au profit des futures missions d'observation de la Terre.

- De plus, il est prévu de lancer en 2021 un petit satellite supplémentaire emportant une seule version télescope du même imageur Vegetation à bord de PROBA-V.

- Roberto commente : "Cette mission complémentaire est actuellement développée par la startup belge Aerospace Lab pour un lancement l'année prochaine. Basée sur un minuscule CubeSat de 12 unités - construit à partir d'unités cubiques standardisées de 10 cm - elle imagera les mêmes cibles que PROBA-V zones en même temps, sauf sous un angle de vue différent, permettant la création de produits d'image « fusion » combinés.

Figure 18 : fauchée d'images de l'instrument Végétation de SPOT s'étendant de l'Afrique de l'Ouest à la Norvège (crédit image : CNES/VITO)

- "L'un des principaux motifs de la mission PROBA-V originale était de voir si un instrument précédemment hébergé sur un satellite de taille normale pouvait faire du bon travail à partir d'une plate-forme plus petite. Avec ce satellite compagnon, nous élèverons la barre, en utilisant plate-forme moins chère."

- Un autre satellite compagnon est également prévu, pour héberger soit un imageur infrarouge thermique, soit un instrument hyperspectral, qui offriraient tous deux de précieuses synergies avec les observations de Végétation, et testeraient la faisabilité de petites constellations de satellites entrant en exploitation dans le futur.

- La désintégration orbitale de PROBA-V l'amènera enfin dans l'obscurité totale en octobre 2021, date à laquelle il sera soit arrêté, soit placé en animation suspendue, en attendant un moment où son orbite le ramènera à la lumière du jour.

- "Il existe un précédent pour un tel arrangement", ajoute Roberto, "avec la mission précédente PROBA-1, lancée en 2001, hébergeant une caméra hyperspectrale. Ayant traversé une telle période d'obscurité orbitale, elle observe toujours à ce jour. "

Figure 19 : Le minisatellite PROBA-V de l'ESA révèle les changements saisonniers dans le Sahel sub-saharien de l'Afrique, la saison des pluies permettant à la végétation de fleurir entre février (en haut) et septembre (en bas). Le Sahel semi-aride s'étend sur plus de 5000 km à travers l'Afrique, de l'océan Atlantique (Sénégal, Mauritanie) à la mer Rouge (Soudan). Les quelques mois de la saison des pluies au Sahel sont indispensables dans ces régions chaudes et ensoleillées de l'Afrique, et sont essentiels pour la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de leurs habitants. Le nom Sahel peut être traduit de l'arabe par côte ou rivage, considéré comme le « littoral » toujours changeant du désert du Sahara aride (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 21 octobre 2019 : le PROBA-V de l'ESA capture des panaches de fumée s'élevant de l'île de Bornéo. 41)

Figure 20 : Cette image en fausses couleurs du minisatellite PROBA-V de l'ESA, capturée le 18 septembre, montre une abondance de panaches de fumée au-dessus de Kalimantan, la partie indonésienne de l'île de Bornéo (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

- Dans cette zone, les incendies sont fréquents en septembre et octobre lorsque les agriculteurs brûlent des débris agricoles et forestiers pour dégager la voie pour les cultures et le bétail et préparer la terre pour de nouvelles plantations de palmier à huile et de pulpe d'acacia.

- Cette année, cependant, la saison des incendies a été plus intense et l'épaisse fumée a provoqué la fermeture d'écoles, impacté le trafic aérien et déclenché des avertissements sanitaires en raison d'une mauvaise qualité de l'air.

- Ces feux de tourbe peuvent persister pendant des mois, jusqu'à l'arrivée de la saison des pluies, au cours de laquelle ils émettent des niveaux élevés de gaz à effet de serre dioxyde de carbone et méthane.

• 24 juillet 2019 : la vue en cours du minisatellite de l'ESA PROBA-V montre la régénération rapide des prairies sud-américaines à partir des cicatrices de brûlures causées par les feux de forêt. 42)

Figure 21 : Récupération des cicatrices de brûlures en Argentine. Cette paire animée d'images Proba-V montre la pampa se remettant de ces incendies de forêt. La première image de résolution de 100 m, acquise le 6 janvier 2017, montre les zones brûlées sous forme de taches brunes/noirâtres, avec quelques panaches de fumée de feux de forêt visibles en bleu. La deuxième image, du 24 juillet 2017, révèle la reprise de ces prairies. Le couloir verdâtre sous les cicatrices de brûlure en cours de récupération est constitué de terres agricoles à proximité du fleuve sinueux Rio Negro lui-même (crédit d'image : ESA/Belspo - produit par VITO)

- La vue en cours du minisatellite de l'ESA PROBA-V montre la régénération rapide des prairies d'Amérique du Sud à partir des cicatrices de brûlures causées par les feux de forêt.

- Les pampas fertiles, prairies situées dans le nord de l'Argentine, l'Uruguay et le sud du Brésil, sont fréquemment frappées par des incendies de forêt. Au cours de l'été 2016-2017 de l'hémisphère sud, des incendies ont brûlé sur 30 000 km 2 dans les provinces de La Pampa et de Rio Negro en Argentine.

- Des vents forts, des températures élevées et des conditions sèches ont contribué à la dévastation, mais la pluie de fin décembre a aidé les pompiers à reprendre le contrôle - bien que quelques points chauds aient persisté début janvier.

- Lancé le 7 mai 2013, PROBA-V est un satellite miniaturisé de l'ESA chargé d'une mission grandeur nature : cartographier l'occupation du sol et la croissance de la végétation sur l'ensemble de la planète tous les deux jours.

- La largeur de fauchée de 2250 km de sa caméra principale, couvrant le continent, collecte la lumière dans les bandes d'ondes bleue, rouge, proche infrarouge et infrarouge moyen à une taille de pixel de 300 m, jusqu'à 100 m dans son champ de vision central.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données Proba-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

• 12 juin 2019 : la capitale chilienne Santiago - parmi les plus grandes agglomérations d'Amérique du Sud - vue en fausses couleurs depuis le minisatellite PROBA-V de l'ESA, avec la végétation en rouge. - En décembre, Santiago contribuera à définir l'avenir de l'humanité en accueillant la dernière Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, la 25e session de la Conférence des Parties (COP 25). 43)

Figure 22 : Cette image de résolution spatiale de 100 m de Santiago du Chili a été acquise le 5 avril 2017 avec PROBA-V (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

- Située dans une vallée entre la chaîne côtière chilienne et les montagnes des Andes, Santiago a connu une croissance explosive au cours du siècle dernier. Aujourd'hui, c'est la cinquième plus grande ville d'Amérique du Sud, avec une population de plus de cinq millions d'habitants et sept millions de personnes vivant dans l'ensemble de sa zone métropolitaine.

- Dans une zone aussi densément peuplée, l'espace ouvert devient d'autant plus précieux. Notez le parc métropolitain vallonné de Santiago, considéré comme une marque sombre courant au nord-est du centre. La double tache rouge juste en dessous et à gauche du centre-ville est le parc rectangulaire O'Higgins, à droite, avec l'hippodrome du Club Hípico de Santiago à sa gauche.

- L'aéroport de Santiago, le plus grand du Chili, est visible au nord-ouest du centre-ville.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

- Plus de la moitié de la population mondiale vit dans les villes. L'espace joue un rôle important dans l'innovation urbaine, améliorant la qualité de vie de millions – et potentiellement de milliards – de personnes. Cette semaine, regardons ce que fait l'ESA au profit des citadins. Rejoignez la conversation en ligne en suivant le hashtag #SmartCities.

• 15 mai 2019 : les sommets enneigés des Alpes du Sud s'étendent sur plus de 500 km du nord-est au sud-ouest à travers l'île du Sud de la Nouvelle-Zélande, photographiés ici pendant l'hiver de l'hémisphère sud par le minisatellite PROBA-V de l'ESA – qui termine maintenant sa sixième année en orbite . 44)

Figure 23 : Île du Sud de la Nouvelle-Zélande photographiée par PROBA-V. Cette image de résolution spatiale de 100 m a été acquise le 1er mai 2018 (crédit image : ESA/Belspo – réalisé par VITO)

- Comprenant 23 sommets au-dessus de 3 000 m d'altitude, les Alpes du Sud bordées de glaciers sont visitées par plus d'un demi-million de touristes chaque année. Les montagnes sont situées dans une étendue continue de terres protégées sur toute la longueur de l'île, composée de cinq parcs nationaux.

- Le mont Cook, autrement connu sous le nom maori d'Aoraki, est le plus haut des Alpes du Sud à 3 724 m. Il est visible ici au milieu de la chaîne de montagnes, avec le long lac glaciaire Pukaki en dessous.

- Lancé le 7 mai 2013, PROBA-V est un satellite miniaturisé de l'ESA chargé d'une mission grandeur nature : cartographier l'occupation du sol et la croissance de la végétation sur l'ensemble de la planète tous les deux jours.

- La largeur de fauchée de 2250 km de sa caméra principale, couvrant le continent, collecte la lumière dans les bandes d'ondes bleue, rouge, proche infrarouge et infrarouge moyen à une taille de pixel de 300 m, jusqu'à 100 m dans son champ de vision central.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

• 27 mars 2019 : une vue PROBA-V de l'archipel volcanique des Galápagos, protégé au niveau international, et de sa réserve marine environnante. Cette chaîne d'îles est réputée pour ses nombreuses espèces endémiques qui ont été étudiées par Charles Darwin, contribuant directement à sa célèbre théorie de l'évolution par sélection naturelle. 45)

- En 1535, l'Espagnol Tomás de Berlanga, quatrième évêque de Panama, visita pour la première fois ces îles par hasard alors qu'il naviguait vers le Pérou. Sur les cartes de Mercator et Ortelius, géographes célèbres, les îles ont été nommées Insulae de los Galopégos ou îles des Tortues d'après les tortues géantes qu'on y trouve.

Figure 24 : Cette composition en fausses couleurs met en évidence la végétation en rouge sur les flancs de plusieurs volcans, notamment les volcans Wolf, Darwin, Alcedo, Santo Tomás et Cerro Azul sur Isla Isabella, la plus grande île. La largeur de bande de 2250 km de sa caméra principale, couvrant le continent, collecte la lumière dans les bandes d'ondes bleue, rouge, proche infrarouge et infrarouge moyen à une taille de pixel de 300 m, jusqu'à 100 m dans son champ de vision central (crédit d'image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 15 février 2019 : L'évolution rapide du delta du Nil en Égypte au cours des quatre dernières années, vue depuis le microsatellite PROBA-V de l'ESA. Considérez-le comme un petit gage de notre amour pour la planète Terre : à peine un mètre cube, PROBA-V cartographie la couverture terrestre et la croissance de la végétation dans le monde entier tous les deux jours. 46)

Figure 25 : Changement du delta du Nil vu par PROBA-V : Le delta du Nil en Égypte est déjà une zone très dynamique depuis des lustres. Entre 2014 et 2018, la zone a considérablement changé, ce qui a été bien capturé par PROBA-V. L'animation montre des images Proba-V de 100 m du 30 décembre 2014 et du 19 mai 2018. Un grand changement anthropique qui s'est produit au cours de ces 3,5 années et est clairement visible à l'extrême droite est la construction du deuxième canal de Suez, qui a été achevée en 2015. D'autres changements sont que les champs d'irrigation à pivot ont remplacé le désert sec dans la partie orientale du delta du Nil, tandis que dans la partie occidentale, c'est le contraire qui s'est produit. Les nombreuses villes et villages du delta contrastent avec le fond vert de la végétation sous forme de taches grises (crédit image : ESA/Belspo - produit par VITO)

- Lancée le 7 mai 2013, le champ de vision de 2250 km de la mission, couvrant le continent, collecte la lumière dans les bandes d'ondes bleues, rouges, proche infrarouge et moyen infrarouge, idéale pour surveiller la croissance des plantes et des forêts ainsi que les plans d'eau intérieurs. Son imageur a une résolution spatiale de 300 m, augmentant jusqu'à 100 m dans sa vue centrale.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Avec plus de cinq ans d'images PROBA-V désormais collectées, VITO a créé un nouveau calendrier d'images 2019 avec un ensemble de comparaisons avant et après pour mettre en évidence la nature dynamique de notre planète natale.

- Les données PROBA-V sont accessibles gratuitement à tous. La nouvelle plate-forme d'exploitation de mission offre une puissance de traitement à la demande permettant aux utilisateurs de créer des comparaisons et des animations de séries chronologiques.

Figure 26 : fauchée de végétation : sortie le 11 février 2013. fauchée d'image de l'instrument Végétation de Spot s'étendant de l'Afrique de l'Ouest à la Norvège (crédit image : CNES/VITO)

• 9 janvier 2019 : Cette vue PROBA-V (Figure 27) montre tout ce qui reste de la mer d'Aral, autrefois l'un des quatre plus grands lacs du monde et maintenant l'une des principales zones de catastrophe écologique au monde. Il s'est rétréci en lacs séparés, entourés du plus jeune désert de la Terre. La mer d'Aral était autrefois un grand lac enclavé entre le Kazakhstan au nord et l'Ouzbékistan au sud, possédant une superficie de 68 000 km 2 – deux fois celle de la Belgique. 47)

Figure 27 : Cette image de résolution 100 m de PROBA-V a été acquise le 15 juin 2018 (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

- Cependant, la mer d'Aral s'est considérablement rétrécie depuis les années 1960, lorsque les projets d'irrigation soviétiques ont détourné l'eau des rivières qui l'alimentaient. Dans les années 2000, le lac avait rétréci à environ 10 % de sa taille d'origine et en 2014, le lac Southern en forme de fer à cheval s'était pratiquement asséché.

- Les niveaux des eaux souterraines ont également baissé, la végétation a été dévastée et une industrie de la pêche autrefois florissante s'est effondrée. Le lit du lac exposé formait le nouveau Désert d'Aralkum, engendrant des tempêtes de sable contenant des pesticides qui peuvent atteindre l'Himalaya.

- Des efforts pour stabiliser la situation sont en cours, notamment la replantation de végétation rustique pour réduire les tempêtes de sable. En 2005, le barrage Kok-Aral a été achevé pour rétablir les niveaux d'eau dans le lac Northern, situé à sa partie inférieure-est. De plus, une écluse est périodiquement ouverte pour reconstituer le lac Sud.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

- PROBA-V fait actuellement l'objet du dernier concours « science citoyenne » de l'ESA, demandant aux équipes de produire des images « super-résolution » équivalentes à son mode 100 m à partir d'ensembles d'images de 300 m.

• 7 novembre 2018 : le minisatellite PROBA-V de l'ESA prend des images de la verdoyante péninsule du Yucatán, qui abritait autrefois la civilisation maya et le site de l'impact qui aurait condamné les dinosaures. 48)

- Faisant partie de la ceinture atlantique des ouragans – située entre le golfe du Mexique à l'ouest et la mer des Caraïbes à l'est – la péninsule en grande partie plate est vulnérable aux tempêtes venant de l'est. Pourtant, son côté le plus oriental est le site de stations balnéaires populaires et de hauts lieux touristiques tels que la ville de Cancún. Plus au sud, vers le Belize, l'État de Quintana Roo abrite la réserve de biosphère de Sian Ka'an, qui abrite des jaguars et des sites archéologiques mayas.

- Du côté ouest, la grande tache brun orangé est la ville de Mérida, près du centre du cratère enfoui de Chicxulub. Il a été formé par l'impact d'un astéroïde ou d'une comète de 10 à 15 km de large, déclenchant un événement majeur de perturbation et d'extinction du climat, il y a un peu moins de 66 millions d'années.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

- PROBA-V fait actuellement l'objet du dernier concours « science citoyenne » de l'ESA, demandant aux équipes de produire des images « super-résolution » équivalentes à son mode 100 m à partir d'ensembles d'images de 300 m.

Figure 28 : Cette image de résolution 100 m de la péninsule du Yucatán a été acquise avec PROBA-V le 23 juillet 2018 (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 04 mai 2018 : le minisatellite Proba-V de l'ESA a photographié tout l'Antarctique après que les utilisateurs ont demandé une étude du continent austral glacé. Proba-V a collecté les données entre novembre 2017 et février 2018. 49)

- L'imagerie est disponible à 1 km, 300 m et 100 m de résolution. Pour savoir comment y accéder, cliquez ici. VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données Proba-V aux utilisateurs du monde entier.

- Le 7 mai 2018, PROBA-V aura 5 ans sur orbite. Un symposium PROBA-V se tiendra à Ostende, en Belgique (29-31 mai 2018) pour réunir des chercheurs afin de discuter des travaux effectués à l'aide du minisatellite.

Figure 29 : Image de relevé antarctique de PROBA-V, collectée entre novembre 2017 et février 2018 (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 14 février 2018 : la figure 30 est une image en fausses couleurs du comté de Pyeongchang et du territoire environnant en Corée du Sud, qui accueille actuellement les Jeux olympiques d'hiver de 2018. Il s'agit d'une vue de la partie nord du pays, avec de la végétation en rouge et des zones bâties en gris, y compris la capitale Séoul, à cheval sur les rives de la rivière Hangang, vue à gauche. Le comté de Pyeongchang est situé vers la côte est. Les régions montagneuses sont saupoudrées de neige. 50)

- Les Jeux Olympiques d'hiver se déroulent du 8 au 25 février. En ajoutant quatre nouvelles disciplines, cet événement international est le premier Jeux d'hiver à cumuler plus de 100 médailles, réparties dans 15 sports.

- La largeur de bande de 2250 km de la caméra principale de la caméra principale de PROBA-V collecte la lumière dans les bandes d'ondes bleue, rouge, proche infrarouge et infrarouge moyen à une résolution de 300 m et jusqu'à une résolution de 100 m dans son champ de vision central.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

Figure 30 : Image en fausses couleurs PROBA-V d'une partie de la péninsule coréenne avec une résolution de 300 m, acquise le 21 janvier 2018 (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 20 décembre 2017 : le lac Chany gelé de Russie, recouvert de neige, a été capturé par le minisatellite d'observation de la Terre PROBA-V de l'ESA (Figure 31). 51)

- Situé juste au nord de la frontière avec le Kazakhstan, le lac Chany est un grand lac d'eau douce peu profond entouré de zones humides, de marais salants et de forêts de bouleaux et de trembles, ce qui en fait une étape importante pour les oiseaux migrant vers le sud depuis la Sibérie plus froide.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

Figure 31 : Cette image de résolution 100 m a été acquise par PROBA-V le 1er décembre 2016 (crédit image : ESA/Belspo – réalisé par VITO)

Figure 32 : Image de la semaine de PROBA-V - Aperçu 2017 (crédit vidéo : ESA PROBA-V, publié le 16 décembre 2017)

• 10 novembre 2017 : la chaîne de montagnes du Haut Atlas d'Afrique du Nord a été photographiée par le minisatellite PROBA-V de l'ESA l'été dernier, avec la végétation représentée en fausse couleur rouge (Figure 33). 52)

- Les montagnes - une extension du système alpin européen - s'étendent sur 2400 km à travers le Maroc, vu ici, jusqu'en Algérie et en Tunisie. Les montagnes de l'Atlas sont en fait un ensemble de cinq chaînes divisant le climat méditerranéen du nord du Sahara aride au sud. Une deuxième chaîne, plus sombre, les montagnes de l'Anti-Atlas, est visible au sud, avec la vallée de la rivière Draa qui les traverse – vue comme une ligne rougeâtre. Le Draa, le plus long fleuve du Maroc, coule au sud de la ville de Ouarzazate dans le Sahara.

- Ouarzazate, de langue berbère, est un lieu populaire pour les cinéastes, avec des productions telles que Lawrence d'Arabie (1962), La Momie (1999) et Game of Thrones (2011-présent) ayant été tournées ici.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

Figure 33 : À l'été 2017, le minisatellite PROBA-V de l'ESA a sondé les montagnes de l'Atlas en Afrique du Nord, bordant le Sahara (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 20 septembre 2017 : PROBA-V capture le Salar de Uyuni en Bolivie, la plus grande plaine salée du monde - ses 10 500 km 2 le rendent plus grand que certains pays. Situé dans les hautes terres du sud-ouest de la Bolivie à une altitude de 3650 m, le Salar de Uyuni est également extrêmement plat, variant de moins de 1 m sur son étendue (Figure 34). Il est si plat qu'il est souvent utilisé pour étalonner les altimètres laser et radar sur les satellites. 53)

- Les plaines salées se sont formées il y a 42 000-30 000 ans à la suite de transformations entre plusieurs lacs préhistoriques. La couche supérieure croustillante, épaisse par endroits de plusieurs mètres, repose sur une saumure riche en lithium (contenant 50 à 70 % des réserves mondiales), en potassium et en magnésium.

Figure 34 : L'image PROBA-V en fausses couleurs a été acquise le 5 avril 2017. Du côté ouest du Salar de Uyuni, des motifs ondulés sont visibles, tandis que des nuances de bleu sur les bords nord et est indiquent des zones inondées. Les petites taches rectangulaires au sud de la saline indiquent une grande zone d'extraction de lithium (crédit image : ESA/Belspo - produit par VITO)

• 27 juillet 2017 : le minisatellite Proba-V de l'ESA révèle les changements saisonniers dans le Sahel sub-saharien de l'Afrique, la saison des pluies permettant à la végétation de fleurir entre février (Figure 35 en haut) et septembre (en bas). 54)

- Le Sahel semi-aride s'étend sur plus de 5000 km à travers l'Afrique, de l'océan Atlantique (Sénégal, Mauritanie) à la mer Rouge (Soudan). Les quelques mois de la saison des pluies au Sahel sont indispensables dans ces régions chaudes et ensoleillées de l'Afrique, et sont essentiels pour la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de leurs habitants.

- Le nom Sahel peut être traduit de l'arabe par côte ou rivage, considéré comme le « littoral » toujours changeant du désert aride du Sahara.

Figure 35 : Image technologique de la semaine : le minisatellite Proba-V de l'ESA montre la floraison de la végétation à travers le Sahel africain avec l'arrivée de la saison des pluies (crédit image : ESA/Belspo – produit par VITO)

• 21 juin 2017 : le minisatellite PROBA-V de l'ESA a capturé l'incendie de forêt qui fait rage dans le centre du Portugal, révélant des cicatrices noircies et des colonnes de fumée ainsi que des points chauds d'incendie actifs. Plus d'un millier de pompiers luttent contre l'incendie de forêt dans la région de Pedrógão Grande, au nord-est de Lisbonne, qui flambe depuis samedi. Quelque 64 personnes auraient été tuées et plus de 130 blessées. 55)

Figure 36 : Un feu de forêt dans la région de Pedrógão Grande au Portugal, montrant des cicatrices brûlées, des panaches de fumée et des points chauds (en rouge). Cette image à 100 m de résolution a été acquise le mardi 20 juin 2017 par le satellite PROBA-V de l'ESA (crédit image : ESA/BELSPO réalisé par VITO)

- PROBA-V a un champ de vision de 2250 km de large avec une résolution globale de 300 m, se rétrécissant à 100 m au centre. Le satellite contribue au programme européen de surveillance du monde Copernicus, qui met gratuitement à la disposition des autorités des images et des données. Le V signifie Végétation - une refonte plus légère mais entièrement fonctionnelle de la caméra précédemment utilisée sur les satellites français Spot-4 et Spot-5.

- Lancé le 7 mai 2013, PROBA-V continue de fournir ces informations indispensables pour des applications telles que l'évaluation de l'impact climatique, la gestion des ressources en eau et le suivi des cultures.

- La vue large et l'orbite polaire de PROBA-V signifient qu'il revisite chaque point de la Terre tous les deux jours, créant ainsi un nouveau composite mondial pour les chercheurs tous les 10 jours.

Figure 37 : Avant l'incendie : la région portugaise de Pedrógão Grande. Cette image de 100 m de résolution a été acquise le 19 mai 2017 par PROBA-V, montrant la région avant le feu de forêt qui a commencé le 17 juin (crédit image : ESA/BELSPO produit par VITO)

- Le barrage de la rivière Zêzere est visible au centre de l'image principale, avec des cicatrices brûlées et des incendies brûlant au nord. Le village de Nodeirinho – qui abrite de nombreuses victimes – est situé au milieu des cicatrices.

- L'incendie de forêt aurait été déclenché par un coup de foudre lors d'une intense canicule. Des avions ont été utilisés pour larguer de l'eau au-dessus de la région de Pedrógão Grande.

Figure 38 : Vue régionale de l'incendie : Un incendie de forêt dans la région de Pedrógão Grande au Portugal, montrant des cicatrices brûlées, des panaches de fumée et des points chauds (vus en rouge). Cette image de 330 m de résolution a été acquise le 18 juin 2017 par le satellite PROBA-V de l'ESA (crédit image : ESA/BELSPO réalisé par VITO)

• 19 mai 2017 : Le coréen la ville moyenne de Mokpo (

250 000 habitants) est une base navale historique et une porte d'entrée vers la plaine de Honam du pays. Mokpo est visible sur cette image en fausses couleurs sous la forme d'une zone bleu-gris sur l'estuaire de la rivière Yeonsang (Figure 39). La ville portuaire est entourée de plus de 1 400 îles, qui offrent des zones de pêche tout en protégeant Mokpo des effets des grands typhons et tsunamis. Une vaste région de fortes concentrations de sédiments est également visible, s'étendant dans la mer Jaune en forme d'arc. 56)

Figure 39 : La région du port de Mokpo, parsemée d'îles, a été capturée par le minisatellite d'observation de la Terre PROBA-V de l'ESA le 6 octobre 2016 à une résolution nadir de 100 m sur une fauchée de 2250 km VITO)

• 29 mars 2017 : Fjords norvégiens enneigés photographiés par le minisatellite d'observation de la Terre PROBA-V de l'ESA. Le littoral norvégien est l'un des plus longs du monde – avec une longueur totale récemment calculée entre 80 000 et 100 000 km – en raison de ses célèbres fjords, des criques étroites bordées de falaises abruptes créées par l'érosion glaciaire au cours des périodes glaciaires précédentes. 57)

- Après la fonte de ces glaciers et le rebond de la croûte terrestre, l'eau de mer a inondé les vallées, entraînant certains fjords devenant très profonds : le fjord du Sognefjord (visible en haut à gauche) a une profondeur de 1300 m. De bas en haut, les fjords de Bokna et Hardanger sont également visibles. La région blanche au milieu est le parc national de Hardangervidda, un vaste plateau à environ 1200 m d'altitude, habité par des rennes sauvages.

- VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier. Une galerie d'images en ligne met en évidence certaines des images les plus marquantes de la mission à ce jour, notamment des vues de tempêtes, d'incendies et de déforestation.

Figure 40 : Fjords norvégiens imagés par PROBA-V, l'image a été acquise le 14 février 2017 (crédit image : ESA/BELSPO – produit par VITO)

• Le minisatellite PROBA-V de l'ESA avec l'instrument de végétation à bord est pleinement opérationnel en février 2017. — Le centre de traitement VITO en Belgique a fourni l'image de la semaine (Figure 41) avec les Flinders Ranges en Australie. 58)

- Le haut plateau des chaînes de Gammon du côté est et les collines et les crêtes alternées, souvent avec une pente douce d'un côté et une pente raide de l'autre (formes de cuesta), forment un paysage spectaculaire et magnifique.

- La région a un climat semi-aride avec des étés chauds et secs et des hivers frais. C'est un endroit riche en histoire autochtone et abritant une vaste faune sauvage comme des kangourous, des perroquets, des émeus et des serpents. La flore est bien adaptée à cet environnement, avec des espèces telles que le pin cyprès, le chêne noir et le mallee, un eucalyptus buissonnant à croissance basse qui est commun en Australie.

Figure 41 : Image en fausses couleurs PROBA-V de Flinders Range, Australie, montrant la partie nord des pics accidentés et altérés et des gorges rocheuses des Flinders Ranges, la plus grande chaîne de montagnes de l'Outback d'Australie du Sud (crédit image : ESA-BELSPO 2017, produit par VITO)

• 15 décembre 2016 : En l'honneur de la « Journée mondiale de la montagne » des Nations Unies le 11 décembre, l'image de la figure 42 représente l'Himalaya aux sommets enneigés, avec le Népal au sud (avec la végétation indiquée en rouge) et le plateau tibétain plus sombre à le nord. 59)

- Le mont Everest, la plus haute montagne du monde à 8848 m, est représenté en blanc avec quelques-uns de ses voisins de plus de 8 000 m, dont Kangchenjunga (8586 m), la troisième plus haute montagne du monde, à l'est de l'Everest . L'Himalaya, qui peut être traduit du sanskrit par « demeure de neige », est la source de nombreux grands fleuves asiatiques.

Figure 42 : PROBA-V – la plus petite mission d'observation de la Terre de l'ESA – survole le mont Everest, la plus haute montagne du monde, son sommet vu à gauche du centre sur cette image en fausses couleurs. Cette image à 100 m de résolution a été acquise par PROBA-V le 27 octobre 2016 (crédit image : ESA/BELSPO – réalisé par VITO)

• 19 octobre 2016 : le minisatellite PROBA-V de l'ESA donne une vue en fausses couleurs de champs circulaires alimentés par la ressource en eau souterraine dans la brume du désert. Cette image d'une résolution de 100 m (Figure 43) montre le bassin de Wadi As Sirhan en Arabie saoudite, avec des champs agricoles alimentés en eau par des systèmes d'irrigation à pivot circulaire, au milieu des sables jaunâtres du désert et des collines basses et des rochers environnants. 60)

- La caméra VGT-P (Vegetation Instrument - PROBA) a une largeur de fauchée de 2250 km, collectant la lumière dans les bandes d'ondes bleue, rouge, proche infrarouge et moyen infrarouge à une résolution de 300 m et jusqu'à une résolution de 100 m dans son champ central de vue.

Figure 43 : Des cultures en fausses couleurs fleurissent dans le désert d'Arabie saoudite, photographiées par le minisatellite PROBA-V de l'ESA (crédit image : ESA/BELSPO, fourni par VITO)

• Août 2016 : Le SATRAM compact (Space Application of Timepix-based Radiation Monitor) fonctionne nominalement en orbite LEO depuis 2013 à bord du satellite PROBA-V et fournit une surveillance radiologique haute résolution et large gamme de l'environnement du satellite. Équipée du détecteur de pixels Timepix, la charge utile de démonstration technologique détermine la composition (types de particules) et la caractérisation spectrale (pouvoir d'arrêt) du champ de rayonnement mixte avec sensibilité d'imagerie quantique, suivi des particules chargées, perte d'énergie et capacité de directionnalité. Le champ de rayonnement spatial est échantillonné en continu sur toute la planète tous les quelques jours. Les résultats sont présentés sous forme de cartes corrélées spatialement et temporellement du débit de dose et du flux de particules. 61)

- L'exploitation préliminaire des données de la charge utile SATRAM/Timepix sert à des études détaillées des effets des rayonnements mais aussi à la recherche en physique et aux études de météorologie spatiale.

• 26 août 2016 : l'ESA a publié une image PROBA-V du Grand Lac Salé dans l'Utah, aux États-Unis (Figure 44). L'instrumentation VGT-P du minisatellite fournit une largeur de fauchée de 2 250 km dans les bandes d'ondes bleu, rouge, proche infrarouge et moyen infrarouge à une résolution de 300 m et jusqu'à une résolution de 100 m dans son champ de vision central. 62)

Figure 44 : Grand lac salé, le plus grand lac salé de l'hémisphère occidental, capturé par le satellite PROBA-V de l'ESA en juin 2016 (crédit image : ESA/BELSPO, fourni par VITO)

• 6 avril 2016 : le minisatellite PROBA-V de l'ESA observe le plus grand volcan de la Terre, le Mauna Loa, ou « longue montagne » qui couvre la moitié de l'île d'Hawaï (Figure 45). Le Mauna Loa reste actif, ayant éclaté pour la dernière fois en 1984. Au nord de ses crêtes noircies distinctives se trouve le volcan Mauna Kea, encore plus haut, un volcan éteint dont les crêtes abritent certains des principaux observatoires astronomiques du monde. 63)

- A l'est se trouve le très actif volcan Kilauea, qui est en éruption depuis plus de trois décennies, l'île d'Hawaï étant formée de cinq volcans en tout. Les réserves forestières de l'île sont indiquées en vert.

- Le Mauna Loa s'élève à 4169 m au-dessus du niveau de la mer et s'étend sur 5 km sous la mer. Son volume de 75 000 km 3 enfonce les fonds marins adjacents de 6 km environ. Cette image PROBA-V a été acquise le 19 février 2016 avec une résolution de 100 m. - VITO Remote Sensing en Belgique traite puis distribue les données PROBA-V aux utilisateurs du monde entier.

Figure 45 : Hawaï, qui abrite le plus grand volcan de la Terre, tel que photographié par PROBA-V, parmi les plus petits satellites d'observation de la Terre de l'ESA (crédit image : ESA/BELSPO, fourni par VITO)

• 8 février 2016 : Surveillant quotidiennement la surface de la Terre, le minisatellite PROBA-V de l'ESA a été aux premières loges alors que le deuxième plus grand lac de Bolivie, le lac Poopó, s'est progressivement asséché. Le lac Poopó a maintenant été déclaré complètement évaporé. Occupant une dépression dans les montagnes de l'Altiplano, le lac salé Poopó a dans le passé couvert une superficie de 3000 km 2 - plus que l'île de la Réunion en France. 64)

- Mais la nature peu profonde du lac, avec une profondeur moyenne de seulement 3 m, couplée à son environnement montagneux aride, signifie qu'il est très sensible aux fluctuations du climat. Son évaporation officielle a été déclarée en décembre dernier. Ce n'est pas la première fois que le lac Poopó s'évapore - la dernière fois c'était en 1994 - mais la crainte est que tout remplissage puisse prendre de nombreuses années, voire même se produire.

- Entre-temps, les pêcheurs locaux sont privés de moyens de subsistance et l'écosystème du lac est extrêmement vulnérable – le lac Poopó étant reconnu comme zone humide de conservation par la Convention internationale de Ramsar.

- L'évaporation a été diversement liée aux détournements des sources d'eau du lac pour l'exploitation minière et l'agriculture, une sécheresse persistante liée au réchauffement El Niño dans l'océan Pacifique et au changement climatique.

Figure 46 : PROBA-V suit l'évaporation du lac Poopó en Bolivie. Les trois images PROBA-V de résolution 100 m présentées ici ont été acquises respectivement le 27 avril 2014, le 20 juillet 2015 et le 22 janvier 2016 (crédit image : ESA, BELSPO, VITO) 65)

• 25 janvier 2016 : Le minisatellite PROBA-V a collecté des images début 2016 d'un large panache de fumée provenant d'un feu de brousse au sud de Perth en Australie-Occidentale. Les feux de brousse sont des événements fréquents pendant le long et sec été australien. Dans cet incendie, plusieurs centaines de maisons et une superficie dépassant 700 km 2 ont brûlé. Les feux de brousse dans la région sont responsables de deux décès jusqu'à présent en 2016. La ville de Yarloop a été particulièrement touchée, qui a perdu des usines, une caserne de pompiers, une partie d'une école locale et les ateliers Yarloop Timber Mill, classés au patrimoine, qui avaient été le l'exemple le plus intact d'un atelier ferroviaire historique en Australie. 66)

Figure 47 : Cette image en fausses couleurs d'une résolution de 300 m du satellite PROBA-V de l'ESA a été acquise le 7 janvier 2016, montrant une fumée bleu-gris au-dessus de la baie Geographe au sud de Perth en Australie occidentale (crédit image : ESA/BELSPO, produit VITO)

• Janvier 2016 : La mission PROBA-V a une durée de vie nominale de 2,5 ans en 2015, la durée de vie de la mission a été étendue à 5 ans. 67)

- Disponibilité de la plate-forme 99,9% Pas de mode sans échec au cours des 12 derniers mois, tous les sous-systèmes de la plate-forme sont nominaux Situation thermique très stable

- LTDN bien entre 10h30 et 11h30 LTDN atteint 10h30 vers septembre 2017 Reste bien au-dessus de 10h00 après 5 ans.

- État du DRS de la liaison descendante des données en bande X : fiable !

1) Contrat avec SSC pour l'acquisition de données PROBA-V en bande X à 3 stations : Kiruna (Suède), North Pole (USA - Alaska) et Inuvik (Canada), permettant la réception PROBA-V de 10-11 passes par journée

2) Les performances d'acquisition sont très bonnes (en décembre plus de 315 passes acquises, seulement 4 avaient de petits écarts de données = 99%) cependant des retards rares dans le transfert des données depuis Inuvik

3) La station d'Inuvik sera mise à niveau avec une connexion par fibre au backbone canadien courant 2016, afin d'améliorer les performances de transfert de données.

- Archive PROBA-V + Statut de diffusion : Archive PROBA-V actuelle : 465 To, avec reprise après sinistre : 930 To Taille totale des produits téléchargés : 252 To.

• 15 décembre 2015 : L'ESA a le plaisir d'annoncer que l'accès aux données PROBA-V est plus facile que jamais (et toujours gratuit) : 68)

- Tous les produits de niveau 1C (NRT), tous les produits 1 km (NRT) et tous les produits 333 m et 100 m (plus de 1 mois) peuvent être téléchargés immédiatement après l'inscription au portail PROBA-V.

- Tous les 333 m et 100 m en NRT (Near Real Time) sont également proposés aux PI de l'ESA par l'ESA (gratuitement). L'accès est accordé après acceptation de la proposition de projet de l'ESA (soumission de la proposition), voir la zone d'information PROBA-V sur Terre

• 21 octobre 2015 : la figure 48 présente une vue du glacier au sommet du plus haut sommet d'Afrique, tel qu'observé par le minisatellite PROBA-V de l'ESA. Le volcan endormi connu sous le nom de mont Kilimandjaro est la plus haute montagne d'Afrique, à 5895 m d'altitude. C'est également la plus haute montagne autonome du monde, s'élevant à environ 4 900 m au-dessus de la plaine environnante. 69)

- Situé près de l'équateur à 3ºS en Tanzanie, seul son sommet est recouvert de neige et de glace. L'ascension vers le sommet est un voyage à travers la plupart des zones climatiques du monde, des tropiques à l'Arctique. Sur le chemin, le paysage passe de la forêt tropicale humide à la lande, de la bruyère alpine au désert et enfin à la neige et à la glace. - La montagne fait partie du parc national du Kilimandjaro et est une destination d'escalade majeure. La montagne a fait l'objet de nombreuses études scientifiques en raison de la diminution de ses glaciers.

Figure 48 : Cette image en fausses couleurs d'une résolution de 100 m de la caméra principale Végétation de PROBA-V, acquise le 14 juin 2015, montre le Kilimandjaro enveloppé de nuages ​​au sud et au nord. La diminution progressive de la végétation avec l'altitude se voit par les couleurs passant du vert au marron et enfin au bleu clair, représentant le glacier du sommet (crédit image : ESA, BelSPO, VITO)

• Août 2015 : PROBA-V assure la continuité des produits SPOT-Végétation (SPOT-VGT) dans ses 4 bandes : Bleu, Rouge, NIR et SWIR. En plus des séries chronologiques quotidiennes mondiales de 1 km disponibles auprès de SPOT-VGT depuis 1998, PROBA-V apporte de nouveaux atouts avec une série chronologique quotidienne globale de 300 m pour le même ensemble de bandes. De plus, des produits 100 m sont disponibles à partir du 16 mars 2014, offrant une couverture mondiale tous les 5 jours. 70)

- L'instrument VGT-P (Vegetation-PROBA) a plusieurs propriétés spécifiques influençant ses produits : 1) Détecteurs VNIR et SWIR montés à des emplacements différents 2) VNIR et SWIR avec différents GSD 3) Détecteur SWIR décalé mécaniquement composé de trois détecteurs superposés avec un zone de chevauchement.

- Comme SPOT-VGT, les bandes spectrales de PROBA-V permettent de discriminer différents types d'occupation du sol et d'utilisation des sols, en particulier les espèces végétales et les cultures, souvent mesurées par des produits dérivés tels que le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Les utilisations vitales de ces données comprennent le suivi quotidien de la croissance de la végétation, les alertes précoces aux autorités en cas de mauvaises récoltes, la surveillance des ressources en eau intérieure et le traçage des tendances de l'érosion des sols et de la déforestation.

Résolution spatiale et temporelle

S10 TOC (Sommet de la canopée) 1 km

S1 TOA (Sommet de l'atmosphère)/TOC 1 km

Commercial, NRT Gratuit après 1 mois

Commercial, NRT Gratuit après 1 mois

LIC (calibré radiométriquement et géométriquement
Données de niveau 1) TOA

Résolution brute, instantanée

Commercial, NRT Gratuit après 1 mois

Commercial, NRT Gratuit après 1 mois

Commercial, NRT Gratuit après 1 mois

Les produits gratuits sont toujours livrés dans un format standard et au mieux.
Les produits commerciaux sont gratuits pour les utilisateurs belges, luxembourgeois, ainsi que pour les projets R&D approuvés par l'ESA. Les utilisateurs de Copernicus peuvent obtenir des produits via Copernicus Space Component Data Access.

Tableau 8 : Produits disponibles pour PROBA-V

- Statut opérationnel : Après plus d'un an de suivi d'étalonnage, PROBA-V est en mesure de montrer des résultats impressionnants, montrant une performance radiométrique et géométrique stable, et une cohérence avec des missions telles que SPOT-VGT, MERIS et Landsat-8. Toutes les exigences de performance pour les produits 1 km et 1/3 km ont été satisfaites (tableaux 9 et 10).

Précision pour produit km (95 %)

Précision pour 1 km produit (95 %)

Tableau 9 : Exigences de précision géométrique PROBA-V

Précision pour tous les produits (95 %)

Tableau 10 : Exigences de précision radiométrique PROBA-V

• Le 7 mai 2015, PROBA-V était en orbite depuis deux ans, fonctionnant nominalement. - Alors que le PROBA-V de l'ESA travaille tranquillement sur sa tâche principale de surveillance de la croissance de la végétation sur Terre, le minisatellite capte également quelque chose d'un peu plus haut : les signaux de milliers d'avions.

- Au cours de sa vie opérationnelle, le minisatellite PROBA-V a capté des positions d'avions, à l'aide d'un récepteur expérimental ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) (Figure 49). Le récepteur ADS-B a été construit par DLR. Ces signaux sont régulièrement diffusés depuis les avions, donnant des informations de vol telles que la vitesse, la position et l'altitude. Tous les avions entrant dans l'espace aérien européen devraient embarquer l'ADS-B dans les années à venir. 71)

- Les signaux ADS-B incluent des données GPS sur la position, la vitesse et l'altitude de l'avion, et les signaux sont conçus pour être détectés par les stations au sol et les avions à proximité. L'empreinte de 1500 x 750 km du satellite unique est relativement petite et un système opérationnel entièrement mondial nécessiterait une constellation de satellites. Plusieurs opérateurs commerciaux ont manifesté leur intérêt pour la mise en place d'un tel système.

Figure 49 : En mai 2015, PROBA-V avait récupéré plus de 25 millions de positions sur plus de 15 000 appareils distincts (crédit image : ESA, DLR, SES Techcom)

Légende de la figure 49 : Il y a environ 20 000 avions dans le monde dont le DLR (Centre aérospatial allemand) et l'équipe SES Techcom ont capturé plus de 25 millions de positions. L'équipe a identifié plus de 22 000 indicatifs d'appel uniques, identifiant plus de 15 000 aéronefs par leurs adresses uniques de l'OACI (Organisation de l'aviation civile internationale) (un aéronef peut partager un indicatif d'appel avec d'autres, selon l'itinéraire de vol).

• 6 mai 2015 : La chaîne de montagnes du Drakensberg – en afrikaans pour « montagnes du Dragon » – est située en Afrique australe et s'étend du nord-est au sud-ouest sur environ 1125 km. Cette image d'une résolution de 100 m (Figure 50) est centrée sur le parc uKhahlamba–Drakensberg, situé à la frontière nord-est du Lesotho avec la province sud-africaine du Kwazulu-Natal, couvrant environ 240 000 hectares. La rivière Malibamats'o du Lesotho est visible en haut à gauche. 72)

- Riche de sa diversité d'habitats, le parc abrite diverses populations endémiques d'oiseaux, de mammifères et de reptiles. Il abrite également la plus grande collection de peintures rupestres d'Afrique, au sud du Sahara. Les peintures reflètent le mode de vie du peuple San, qui a vécu dans la région pendant plus de quatre millénaires. En 2000, l'UNESCO a nommé le parc comme site du patrimoine mondial.

Figure 50 : La chaîne de montagnes du Drakensberg en Afrique australe, vue par le minisatellite PROBA-V de l'ESA (crédit image : ESA, VITO)

• 6 mars 2015 : Une caméra ultra-rapide pour surveiller la végétation depuis l'espace et lutter contre la famine en Afrique est en cours d'adaptation pour repérer les modifications des cellules de la peau humaine, invisibles à l'œil nu, pour aider à diagnostiquer les maladies de la peau comme le cancer. 73)

- En effet, l'extraordinaire capteur infrarouge numérique du satellite à balayage de la végétation PROBA-V de l'ESA est en cours d'adaptation pour plusieurs applications non spatiales. Monté sur un scanner médical standard, le capteur spatial peut aider les médecins à approfondir les tissus humains pour détecter plus tôt les maladies de la peau. Il a également un bel avenir dans l'industrie : il a déjà été démontré qu'il améliore la production de cellules solaires ainsi que le repérage des éléments défectueux sur les lignes de production.

- Technologie spatiale de pointe : La caméra PROBA-V a un champ de vision si large qu'elle permet au petit satellite de construire une nouvelle image de la flore de notre planète entière tous les deux jours. Développée pour l'ESA par la société belge Xenics, la caméra voit la lumière que nous ne pouvons pas voir en regardant dans l'infrarouge à ondes courtes.

- La capacité de PROBA-V à « voir l'invisible » alors que la Terre tourne en dessous a fait de la commercialisation de la caméra une étape naturelle. Avec le soutien de l'ESA et du Programme belge de transfert de technologies spatiales, l'équipe Xenics a créé « Machine Vision », intégrant des caméras sur des systèmes d'inspection pour remplacer les humains dans la recherche d'imperfections. La résolution à grande vitesse de nos caméras « line-scan » les rend idéales pour détecter les défauts cachés sur les lignes de production à évolution rapide, telles que la fabrication de bouteilles ou le tri de différents types de plastiques pour le recyclage, qui ressemblent tous à l'œil humain.

Figure 51 : Un scanner OCT (Optical Coherence Tomography) pour les maladies de la peau, notamment pour détecter les mélanomes (crédit image : Xenics)

• Le 4 mars 2015, l'ESA a publié la Figure 52 dans laquelle le minisatellite PROBA-V a capturé la rare vue de l'eau stagnante dans l'outback aride du sud de l'Australie. Le lac Frome, l'un des lacs salés les plus blancs de l'hémisphère sud est visible à droite. Exceptionnellement, cette image du 12 février le montre rempli d'eau saumâtre provenant des criques environnantes de la région, qui sont généralement sèches. - Couvrant la majeure partie de cette image de résolution spatiale de 100 m, se trouvent les chaînes et les gorges du parc national de Vulkathunha-Gammon Ranges, refuge de nombreuses plantes et animaux rares et menacés. 74)

Figure 52 : Lac Frome en Australie-Méridionale, acquis par PROBA-V le 12 février 2015 (crédit image : ESA, VITO)

• Automne 2014: Etude pour PROBA-V Successeur Mission : PROBA-V a été lancé avec succès le 7 mai 2013 et assure une veille globale dans la continuité de la mission SPOT-VEGETATION. Le progrès en termes de résolution sol entre Spot VGT et PROBA-V est d'un facteur 3 (produit résolution sol 1 km à 300 m). Les exigences de la communauté d'utilisateurs pour la prochaine génération de surveillance mondiale exigent un produit de résolution au sol de 100 m. Cela signifie une amélioration supplémentaire de facteur 3, mais dans un délai court (5 ans). Après le succès de la mission PROBA-V, la Politique scientifique fédérale (BELSPO) a lancé une étude de faisabilité PROBA-V Successor. Cette étude a été entreprise par VITO et CSL pour identifier des pistes potentielles pour réaliser une mission de suivi qui devrait être pertinente pour la communauté des utilisateurs. Les analyses de mission pour chacune de ces pistes ont été évaluées. Aujourd'hui, la durée de vie de la mission PROBA-V devrait expirer d'ici la mi-2018. 75)

Étant donné que l'intérêt pour la surveillance terrestre mondiale devrait se poursuivre à l'avenir, cette étude propose des exigences de mission et une liste restreinte de scénarios de mission optimaux pour une mission de suivi dans ce court laps de temps. L'objectif d'une telle nouvelle mission PROBA-V est clair : elle doit assurer la continuité des données du suivi global de la végétation, tout en profitant de l'opportunité pour améliorer encore la qualité des données. La continuité des données est essentielle pour comprendre les tendances à long terme de l'utilisation des terres qui peuvent affecter l'équilibre global de la planète (dans un contexte de pénurie de terres ou de nourriture, de catastrophes naturelles, de changement climatique). Quant à la valeur ajoutée, un bel exemple est l'amélioration de la résolution spatiale lors de la comparaison de PROBA-V avec la résolution spatiale des produits SPOT-VEGETATION. Une amélioration de la résolution spatiale vers un produit complet de 100 m est considérée par la communauté des utilisateurs comme la cible principale d'une mission de suivi PROBA-V.

Figure 53 : Comparaison de la fréquence de couverture et de la résolution spatiale (crédit image : VITO, CSL)

• 4 décembre 2014 : l'ESA a publié la Figure 54 comme « image de la semaine » : PROBA-V capture le volcan Sangeang Api sur l'île de Sangeang en Indonésie alors qu'une épaisse colonne de cendres et de dioxyde de soufre pompe dans l'atmosphère. Les cendres denses ont immobilisé des vols dans une grande partie de la nation de l'archipel. 76)

Figure 54 : PROBA-V images un volcan indonésien, acquise le 31 mai 2014 à une résolution de 300 m (crédit image : ESA, VITO)

• L'image PROBA-V (Figure 55) de l'ouest du Brésil a été publiée le 16 octobre 2014. Cette image d'une résolution de 300 m révèle l'impact humain sur la plus grande forêt tropicale humide du monde. Les couleurs brunâtres indiquent les zones déboisées - notez le motif distinctif en «arêtes de poisson» lorsque les routes principales sont coupées à travers une zone, suivies de routes secondaires pour un défrichage supplémentaire. 77)

- L'INPE, l'Institut brésilien de recherche spatiale, utilise des satellites pour surveiller les forêts tropicales du Brésil. Ses résultats montrent que le taux annuel de déforestation est passé de quelque 3 900 km 2 en 2004 à 900 km 2 en 2013, bien que des quantités substantielles de forêts précieuses disparaissent encore chaque jour.

- Les images de PROBA-V sont traitées et distribuées à des centaines d'utilisateurs scientifiques par VITO, l'Institut flamand de recherche technologique de Belgique, étendant la couverture des générations précédentes de la caméra Végétation embarquée sur les satellites SPOT-4 et SPOT-5.

Figure 55 : Déforestation dans l'état de Rondônia dans l'ouest du Brésil, telle que photographiée par le minisatellite PROBA-V de l'ESA (crédit image : ESA, VITO)

• La mission PROBA-V fonctionne nominalement en août 2014. — Pour la conférence annuelle sur les petits satellites de l'AIAA/USU, Logan, UT, le projet PROBA-V a publié un article intitulé : "PROBA-V : L'exemple de l'autonomie embarquée et au sol," la quasi-totalité de l'article est présentée dans le dernier chapitre de ce dossier. Il démontre de manière vivante de nombreux concepts et aspects d'autonomie mis en œuvre successivement pour la série PROBA. Le contenu peut être intéressant et utile à l'ensemble de la communauté EO.

• 6 juin 2014 : La mission SPOT Végétation, pilotée sur SPOT-4 et SPOT-5 pendant 16 ans, a marqué ses 16 ans de service en mai, et a désormais passé le flambeau à son homologue européen. Depuis le 1er juin 2014, PROBA-V est la mission officielle qui lui succède : cartographier l'occupation du sol et la croissance de la végétation sur l'ensemble de la planète tous les deux jours. Les données peuvent également être utilisées pour suivre au jour le jour les conditions météorologiques extrêmes, alerter les autorités des mauvaises récoltes, surveiller les ressources en eau intérieure et retracer la propagation constante des déserts et de la déforestation. 78)

- PROBA-V a démontré l'avantage de l'utilisation de petits satellites pour une mission opérationnelle, ainsi que pour la démonstration en orbite de nouvelles technologies et charges utiles technologiques pouvant bénéficier d'une opportunité de vol précoce et d'une mise en œuvre rapide de la décision au vol ( Réf. 25). Toutes les charges utiles technologiques embarquées fonctionnent correctement et en continu à bord grâce à l'allocation des ressources système devenues disponibles au fur et à mesure de la mise en œuvre du projet. La flexibilité de la plate-forme PROBA et le processus d'intégration du satellite ont permis de manifester même des opportunités de vol tardif pour de nouvelles charges utiles technologiques. - En raison du caractère autonome du vol et des segments au sol, pratiquement toutes les activités opérationnelles ne nécessitent pas d'intervention humaine , tout en maintenant la disponibilité du système très élevée.

Figure 56 : Cette image de l'Europe est un composite d'images PROBA-V du 1er au 10 mai 2014 (crédit image : ESA, VITO)

• Etat d'avancement de l'ADS-B fin mai 2014 : Aspects généraux des résultats. 79)

Le récepteur ADS-B à bord du satellite était la première expérience du genre, recevant les signaux du squitter 1090ES ADS-B transmis par les aéronefs. Par conséquent, l'expérimentateur ne pouvait pas s'appuyer sur des expériences ou des résultats d'évaluation. L'évaluation des résultats obtenus devra prendre en compte les contraintes dans lesquelles cette expérimentation a été réalisée, car il y avait des limitations de coût et de temps mais surtout des ressources disponibles sur le satellite en termes de puissance disponible et de géométrie.

La réception des messages ADS-B 1090 Extended Squitter à bord du satellite PROBA-V est principalement affectée par les problèmes suivants, qui peuvent entraîner une perte d'informations ADS-B :

- Perte de signal RF due au faible niveau de signal résultant de la distance entre le satellite récepteur à une altitude d'environ 820 km et l'avion émetteur à une altitude de 0 à 12 km.

- Perte de signal RF due aux formes du diagramme de rayonnement vertical de l'antenne du satellite et du diagramme de rayonnement vertical de l'antenne de l'avion.

- Corruption de messages par brouillage, lorsque plusieurs messages arrivant à l'antenne ADS-B à bord du satellite en même temps se chevauchent et ne peuvent donc pas être décodés par le récepteur ADS-B.

- Vitesse du satellite d'environ 27000 km/h, ce qui conduit à un temps d'observation limité pour chaque avion détecté d'environ 3 minutes maximum (Réf. 79).

Un fichier séparé de l'ADS-B a été ajouté à l'eoPortal en juin 2014, fournissant plus d'informations sur l'ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) par satellite.

• Le 31 mai 2014, le programme SPOT-Végétation passera le flambeau à la mission PROBA-V. 80)

Figure 57 : Mer d'Aral en recul en Asie centrale, acquise par le minisatellite PROBA-V de l'ESA le 13 mai 2013 à une résolution de 300 m (crédit image : ESA, VITO) 81)

Légende de la figure 57 : La mer d'Aral est un exemple frappant du type de changements que la série de satellites (SPOT-4, -5 et PROBA-V) avec l'instrument Végétation a suivi. Autrefois le quatrième plus grand plan d'eau intérieur du monde, il a perdu environ 90 % de son volume d'eau depuis 1960 à cause des systèmes d'irrigation de l'ère soviétique. L'image représente le terrain de sel blanc laissé par le recul du sud de la mer d'Aral, maintenant appelé le désert d'Aral Karakum. La verdure au sud est constituée de terres cultivées irriguées par le fleuve Amou-Daria.

La mission SPOT-Vegetation a fourni quotidiennement des images sur l'état de la végétation mondiale à plus de 10 000 utilisateurs dans le monde.Aujourd'hui, 16 ans plus tard, il est temps pour SPOT-Vegetation de passer le flambeau à son successeur, le minisatellite PROBA-V(Vegetation) de l'ESA.

La mission SPOT-Végétation est une collaboration entre la France, la Belgique, l'Italie, la Suède et la CE qui surveille l'état de la végétation mondiale depuis plus de 16 ans. Les instruments Végétation (VGT-1 et VGT-2) ont été intégrés au programme SPOT, un programme fondé en 1978.

SPOT-4, avec VGT-1 à bord, a été lancé le 24 mars 1998. L'instrument VGT-2, intégré au satellite SPOT-5, a été mis en orbite le 4 mai 2002. SPOT-4 a été désactivé il y a quelques années, mais SPOT-5 fournira encore des images de la Terre jusqu'à ce que le fin mai 2014. Chaque jour, une nouvelle image de l'état global de la végétation est traitée, archivée et diffusée au Centre de Traitement d'Images du VITO en Belgique.

Comme PROBA-V a été lancé un an avant la fin de Végétation (le 7 mai 2013), les deux missions ont eu un chevauchement agréable et propre d'un an. Ce chevauchement est très important pour assurer un étalonnage croisé entre les deux missions qui est nécessaire pour garantir une série temporelle cohérente.

En plus de cette intention de poursuite, il y a également une amélioration importante de la résolution spatiale de 1 km (SPOT-Végétation) à 300 m (PROBA-V), permettant l'extraction d'informations plus détaillées sur les rendements des cultures, les sécheresses, la désertification, les changements de le type de végétation, la déforestation, etc. Cette résolution spatiale plus élevée est également en ligne avec la prochaine mission Sentinel-3, offrant ainsi aux utilisateurs la perspective d'une série temporelle ininterrompue de 25 ans ou plus.

Tableau 11 : Contexte du programme SPOT Végétation (Réf. 80)

• Le 7 mai 2014, le minisatellite PROBA-V était en orbite depuis 1 an. A cette occasion, l'ESA et le VITO ont fourni des images récentes de la sonde PROBA-V (Figures 58, 59 et 60). — PROBA-V est sur le point de faire un pas de géant pour un minisatellite : prendre officiellement en charge la tâche de cartographier en continu la végétation globale de notre planète. 82)

Figure 58 : Une vue insolite de l'Amérique du Sud et des Andes, acquise par PROBA-V le 23 avril 2014 (Crédit image : ESA, VITO)

Figure 59 : Le delta du Nil en Egypte, acquis par PROBA-V le 24 mars 2014 (crédit image : ESA, VITO)

Figure 60 : Inde - du Sri Lanka à l'Himalaya, PROBA-V a acquis cette image le 14 mars 2014 (crédit image : ESA, VITO)

• Février 2014 : Au cours de ses deux premiers mois de travaux, le minisatellite de surveillance de la végétation PROBA-V a rapporté une récolte précieuse pour une centaine d'équipes scientifiques à travers le monde : plus de 5000 images, 65 cartes mondiales quotidiennes et six synthèses, ainsi qu'un aperçu rapide des Jeux olympiques. L'ESA a publié l'image PROBA-V de la figure 61 (résolution de 333 m) le 17 février 2014. Les nuages ​​couvrent une grande partie de la mer Noire elle-même. La ville de Sotchi est un port maritime sur la côte de la mer Noire (juste à côté de la frontière de la Géorgie), tandis que les événements de neige se déroulent dans la station balnéaire de Krasnaya Polyana dans les montagnes du Caucase. 83)

Figure 61 : Image PROBA-V de la mer Noire acquise le 7 février 2014, incluant la ville hôte des Jeux olympiques d'hiver de Sotchi (centre de l'image), crédit image : ESA, VITO

• Janvier 2014 : Après la phase de mise en service, les opérations de la mission PROBA-V ont été transférées au sein de l'ESA à la D/EOP (Direction des programmes d'observation de la Terre) en tant que mission Earthwatch de l'ESA. Les images Végétation sont en ligne à partir du segment utilisateur VITO/Copernicus. 84)

• 03 décembre 2013 : Moins de sept mois après son lancement, Earth-watcher PROBA-V est prêt à fournir des données mondiales sur la végétation à des fins opérationnelles et scientifiques. La phase cruciale de mise en service est maintenant terminée et le le satellite a été déclaré prêt à fonctionner. 85)

Il est prévu qu'avec les données de PROBA-V, la communauté d'utilisateurs, allant des services opérationnels de Copernicus aux utilisateurs scientifiques, sera en mesure de répondre aux questions liées à l'état de la végétation mondiale et à ses changements dynamiques dans un contexte saisonnier. De plus, PROBA-V étendra la précieuse série chronologique qui a été lancée par les instruments SPOT-4/5 Vegetation il y a 15 ans.

Figure 62 : Image PROBA-V acquise le 26 octobre 2013, montrant la Sicile, en Italie, avec les panaches volcaniques jumeaux - une cendre, un gaz - du mont. Etna (crédit image : ESA, BELSPO)

• Le 10 juillet 2013, la première carte VGT mondiale de PROBA-V a été fournie, démontrant que le minisatellite est sur la bonne voie pour poursuivre un héritage de 15 ans de surveillance mondiale de la végétation depuis l'espace. 86)

Figure 63 : Première mosaïque globale de végétation non calibrée de PROBA-V, juin 2013 (crédit image : ESA)

• 02 juillet 2013 : Le satellite est actuellement dans sa phase de mise en service, qui comprend un étalonnage croisé minutieux de l'imageur Vegetation avec son prédécesseur sur le satellite français Spot-5, afin d'assurer la compatibilité des données. 87)

Figure 64 : Image PROBA-V de la région frontalière du nord de la Syrie, du sud-est de la Turquie et du nord de l'Irak observée le 28 juin 2013 (crédit image : ESA)

Légende de la figure 64 : La zone illustrée fait environ 500 km de diamètre, avec de grands lacs réservoirs le long de l'Euphrate visibles sur la gauche, et un autre le long du Tigre sur la droite. Les réservoirs et les rivières assurent l'approvisionnement en eau dans la région très sèche. Ils forment également la base de ce qui est visible dans différentes nuances de vert le long des bords de l'eau du fleuve et des parcelles agricoles irriguées pour fournir de la nourriture et des revenus à la population.
Sur cette image, le contraste entre les espaces verts – certains avec des parcelles agricoles – et les zones peu végétalisées est évident. Il démontre la capacité de PROBA-V à voir de légères différences dans la couverture végétale. L'intensité et la santé de la végétation peuvent aider à prévoir le rendement des cultures et à cartographier les changements interannuels du couvert végétal.

• 13 juin 2013 : Un Airbus A320 survolant l'Écosse a été le premier avion « vu » de l'espace par un nouveau récepteur, le dispositif ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) du DLR. Cela vérifie que le suivi des avions depuis l'espace est possible. Le 23 mai 2013, l'expérience a été mise en marche pour la première fois, enregistrant plus de 12 000 messages ADS-B en deux heures, à une altitude de 820 km. L'équipe du projet a détecté plus de 100 avions lors du premier passage au-dessus des îles britanniques, de l'Asie de l'Est et de l'Australie lorsque le récepteur a été allumé. 88) 89)

Les signaux ADS-B sont diffusés par les avions chaque seconde, ils incluent des informations sur la position et la vitesse de l'avion. L'équipement ADS-B est introduit sur les aéronefs en tant que source de données supplémentaire au radar au sol actuellement utilisé pour surveiller le trafic aérien. Le problème avec le radar est que sa couverture est restreinte. Une fois hors de portée des stations radar terrestres, la surveillance continue du trafic aérien s'arrête.

Figure 65 : Suivi des avions avec le récepteur ADS-B à bord de PROBA-V au-dessus de la Grande-Bretagne et de l'océan Atlantique (crédit image : DLR)

• 17 mai 2013 : La sonde PROBA-V est en bonne santé suite à son lancement le 7 mai 2013. L'imageur Végétation a été allumé et la première image a été prise sur l'ouest de la France. 90)

- PROBA-V a atteint son orbite de 820 km d'altitude seulement 55 minutes après son lancement. La première étape LEOP (Launch and Early Operations Phase) consistait à vérifier les premiers signes de vie du satellite lors du survol de la station sol de l'ESA à Kourou 40 minutes après la séparation. Puis une séance complète de télémesure a confirmé la stabilisation de l'attitude du satellite. L'ordinateur de bord a utilisé ses magnétorquers pour contrôler l'attitude du satellite et compenser le spin donné par la séparation.

- Depuis lors, le projet a vérifié les différents sous-systèmes un par un, confirmant qu'ils ont passé le stress du lancement en ordre de marche. Ces vérifications initiales sont maintenant suivies d'une mise en service diligente de chaque détail de la plate-forme globale du système, des instruments et des charges utiles de démonstration technologique, ce qui prendra les prochains mois.

Figure 66 : Première image brute de PROBA-V acquise sur la côte ouest de la France le 15 mai 2013 (crédit image : ESA)

Légende de la figure 66 : L'image a été générée à l'aide des trois bandes VNIR, bleu, rouge et proche infrarouge (NIR) superposées, la verte étant remplacée par le NIR. Elle n'a pas encore été corrigée radiométriquement ou géométriquement. D'un volume inférieur à un mètre cube, le satellite miniaturisé de l'ESA est chargé de cartographier l'occupation du sol et la croissance de la végétation sur l'ensemble de la planète tous les deux jours.

Complément capteur : (VGT-P, Technology Payloads)

Le défi majeur dans la conception de la charge utile est de la rendre compatible avec les ressources disponibles sur un petit satellite comme PROBA et en même temps d'accueillir la grande fauchée. La solution choisie est de diviser le FOV (Field Of View) en trois parties plus petites et d'utiliser des éléments optiques réfléchissants compacts utilisant TMA ((Three Mirror Anastigmat) télescopes pour chaque partie. Chaque TMA est équipé de grands VNIR et SWIR FPA (Focal Plane Assemblies) pour couvrir la grande fauchée.

En plus du VGT-P, en tant qu'objectif secondaire de la mission, PROBA-V pilotera quatre charges utiles de démonstration technologique.

VGT-P (Instrument de Végétation - PROBA) :

La charge utile PROBA-Vegetation est un spectromètre à balai multispectral avec 4 bandes spectrales et avec un très grand bande de 2285 km pour garantir une couverture quotidienne au-dessus de 35 latitudes. La charge utile est constituée de 3 SI (Spectral Imagers) identiques, chacun avec un télescope TMA très compact. Chaque TMA, ayant un FOV de 34º, contient 4 bandes spectrales : 3 bandes dans le domaine visible et une bande dans le domaine spectral SWIR. La fauchée TFOV est de 103º. 91) 92) 93) 94)

VGT-P est limité à l'imagerie terrestre et aux zones d'étalonnage dédiées. A bord de l'engin spatial, il y a pour chaque imageur spectral un masque de mer terrestre qui est fourni par le PI (Principal Investigator). Le masque de mer terrestre supprime les pixels qui ne contiennent que de la mer et il dicte quand chaque SI doit être en mode imagerie.

OIP (Optronic Instruments & Products, Belgique) est le maître d'œuvre industriel de la charge utile et est responsable de la conception et du développement de l'instrument PROBA-V et AMOS (Belgique) est responsable de la fabrication et de l'alignement du télescope. Le défi majeur de la charge utile réside dans le fait que l'instrument d'imagerie à large fauchée doit s'intégrer dans un petit satellite avec des ressources limitées. Les TMA et le SWIR FPA doivent être développés pour le VGT-P car aucun produit COTS n'est disponible. 95) 96) 97)

Type : instrument Pushbroom utilisant une conception optique réfléchissante
3 télescopes TMA identiques montés sur un banc optique avec les têtes optiques star tracker permettant un co-alignement précis.
FOV = 33,6º x 5,5º, un TFOV de près de 103º est fourni avec 3 SI (Spectral Imagers)
4 bandes spectrales : 3 VNIR centrées à (460, 658, 834 nm) et 1 bande SWIR (1610 nm)
Détecteur VNIR : 3 x 6000 pixels de 13 µm (E2V, France)- quadrilinéaire AT71547
Détecteur SWIR : liner array composé de 3 détecteurs aboutés mécaniquement de 1024 pixels (Xenics NV, Belgique)

VNIR B0 : 0,415-0,500 µm (bleu)
VNIR B1 : 0,580-0,770 µm (rouge)
VNIR B2 : 0,730-0,960 µm (NIR)
SWIR:1.480-1.760 µm

Distance focale : 109,6 mm
Diamètre d'ouverture : 18,6 mm
f/nombre : 6
Dimensions : 90 mm x 110 mm x 140 mm (longueur x largeur x hauteur)

Performances géométriques
- Largeur d'andain
- GSD (distance d'échantillonnage au sol)


2285 km (103º de 3 TMA) à 820 km d'altitude
300 m (ligne de base)
- VNIR : 100 m au nadir, 360 m en bordure d'andain
- SWIR : 200 m au nadir, 600 m en bordure d'andain

Bandes VNIR : 447-493 nm (bleu) 610-690 nm (rouge) 777-893 nm (NIR)
Bande SWIR : 1570-1650 nm

- 3 télescopes sont montés sur banc optique très rigide et léger
- Star tracker monté sur le même banc pour minimiser l'erreur de connaissance de pointage
- Banc optique découplé thermiquement du satellite
- Radiateur d'évacuation de la chaleur du banc optique
- Chauffage et thermostats à proximité des FPA

- ROE (Read-out Electronics) des FPA en partie sur banc optique, en partie sur panneau satellite
- DHU (Data Handling Unit) traitant des données d'images, de l'entretien et des commandes
- PSU (Unité d'Alimentation)
- Consommation électrique de l'instrument = 43,2 W

35 kg, 200 mm x 812 mm x 350 mm

Consommation électrique de l'instrument

7,15 Mbit/s (après compression)

Interfaces DHU avec ADPMS

2 interfaces Packetwire
1 interface UART pour contrôler et surveiller VGT-P
3 impulsions discrètes (5V CMOS TTL) pour synchroniser la synchronisation embarquée du VGT-P et allumer/éteindre le circuit de chauffage de survie et le bloc d'alimentation
6 capteurs de température AD590
Puissance : 28V

Tableau 12 : Aperçu des paramètres du VGT-P

Chaque SI (Spectral Imager) contient un télescope, un séparateur de faisceau pour séparer le VNIR des bandes spectrales SWIR, des filtres passe-bande spectraux pour sélectionner les bandes spectrales et les réseaux de plans focaux VNIR et SWIR. Les bandes spectrales seront réalisées par des filtres passe-bande spectraux centrés sur 460, 658, 834 et 1610 nm, avec des largeurs de bande respectivement de 42, 82, 121 et 80 nm. Les filtres seront appliqués sur les fenêtres du détecteur.

L'axe optique du télescope central pointera vers le nadir et les deux télescopes extérieurs pointront vers 34º du nadir. Ensemble, les trois TMA couvriront un FOV complet de 102º. Le système optique est télécentrique et l'ouverture est située à la position du deuxième miroir (sphérique).

Le banc optique est refroidi passivement grâce à un radiateur et des radiateurs compatibles avec les performances de géolocalisation. La masse du banc optique complet est d'environ 20 kg, la masse totale de l'instrument est de 35 kg.

Figure 67 : Logement conceptuel du VGT-P à l'intérieur de la sonde PROBA-V (crédit image : OIP, ESA)

La figure 67 montre la charge utile montée sur la plate-forme PROBA-V. Compte tenu de la taille réduite de la plate-forme, une structure en forme de H, le seul emplacement pratique de la charge utile est sur le panneau anti-vitesse. Ce logement, par rapport à une solution avec la charge utile au milieu de la structure, présente l'avantage d'un montage très simple et d'une interface mécanique propre. L'inconvénient est un gradient de température plus important en raison de la proximité immédiate de la charge utile du panneau solaire.

Figure 68 : Schéma fonctionnel du VGT-P (crédit image : OIP)

- PEU (Unité Electronique Périphérique)

- MLI (isolation multicouche)

Développement du télescope TMA : VGT-P utilise un ensemble de trois de ces télescopes, identiques les uns aux autres. Le développement connexe de l'ESA GSTP (General Support Technology Program) a pour objectif de démontrer la faisabilité d'un élément de l'ensemble par rapport à sa qualité optique requise, et de sécuriser le développement de l'instrument. L'ensemble du télescope (structure et miroirs inclus) est une conception athermique faite du même matériau en aluminium. La qualité des miroirs est obtenue par SPDT et l'alignement repose sur une correspondance très précise des miroirs avec la structure de montage.

Compte tenu des contraintes et des objectifs de la mission, y compris les caractéristiques innovantes de l'instrument, une conception entièrement en aluminium a été sélectionnée. Ce choix permet de bénéficier des évolutions récentes des techniques de fraisage et tournage ultra-précision, ainsi que de la production d'aluminium optique.. De plus, cela conduit à un comportement de télescope homothétique. L'exigence de performance optique du télescope en ce qui concerne la MTF (fonction de transfert de modulation) est donnée dans le tableau 13.

SPDT (tournage diamant à point unique) : Le tournage au diamant est un processus d'usinage mécanique d'éléments de précision à l'aide de tours à commande numérique par ordinateur (CNC) équipés d'éléments de coupe à pointe de diamant naturel ou synthétique. Le procédé SPDT est largement utilisé pour fabriquer des éléments optiques asphériques de haute qualité à partir de cristaux, de métaux, d'acrylique et d'autres matériaux. Les éléments optiques produits au moyen du tournage au diamant sont utilisés dans les assemblages optiques des télescopes, des instruments de recherche scientifique et de nombreux autres systèmes et dispositifs. Le tournage au diamant est particulièrement utile lors de la coupe de matériaux présentant des formes asphériques telles que des surfaces TMA.

Tableau 13 : Exigences de performance du MTF

Figure 69 : Concept de conception optique du TMA (diagramme de traçage de rayons), crédit image : OIP

Conception de chicane (Réf. 93) : La conception du baffle a pour but de bloquer la lumière hors champ qui pourrait pénétrer dans l'instrument et atteindre le détecteur, directement ou par une ou plusieurs réflexions sur les miroirs. Cette analyse de 1er ordre n'a pas pris en compte les aubes sur les baffles et la diffusion sur M1 de la lumière hors champ.

La disposition préliminaire des chicanes est présentée à la figure 70. Elle comprend 7 chicanes : 1 à l'ouverture d'entrée de l'instrument et 6 placées à l'intérieur de l'instrument. Un diaphragme est également placé au niveau du miroir secondaire.

Le baffle #1 est placé à l'entrée de l'instrument. Son rôle est de limiter la lumière hors champ qui pourrait atteindre directement les miroirs. La combinaison des déflecteurs #1 et #2 arrête la vue directe du miroir M3 à travers l'entrée de l'instrument. La longueur du côté supérieur du déflecteur d'entrée est définie pour arrêter la lumière qui pourrait atteindre directement le miroir M3 et qui ne pourrait être arrêtée par le côté inférieur du déflecteur d'entrée et par le déflecteur #2. Une partie de la lumière hors champ peut également atteindre les miroirs M2 et M3 après réflexion sur M1. Ceci ne peut être totalement évité mais la longueur de la face inférieure du baffle #1 a été choisie de telle sorte que cette lumière parasite soit stoppée par le baffle #3 après réflexion sur M3. Le déflecteur #3 est placé sous le miroir M2 et arrête la vue directe du miroir M1 par le détecteur VNIR. Le déflecteur n°4 est un endroit critique où une réflexion ou une diffusion sur la structure M2 peut se produire et apporter de la lumière parasite au détecteur VNIR qui est très proche. Des palettes seront placées à cet endroit. Les déflecteurs #5 et #6 sont placés à proximité des plans focaux pour isoler les détecteurs les uns des autres. Le déflecteur #7 évite une vue directe sur le détecteur SWIR depuis les miroirs M1 ou M3.

Figure 70 : Disposition préliminaire des chicanes PROBA-V TMA (crédit image : CSL, OIP, ESA/ESTEC)

Conception FPA (Focal Plane Assembly) : Le FPA est un sous-module optique très précis qui comprend une structure d'interconnexion en titane usinée très précisément, les détecteurs VNIR et SWIR, les fenêtres des détecteurs et un miroir rabattable utilisé pour optimiser le conditionnement des détecteurs, et ainsi minimiser le sous-module -module & rsquos volume de réclamation.

Au sein de cet ensemble, les détecteurs VNIR et SWIR sont montés avec précision par rapport à la structure d'interconnexion FPA.Le sous-module FPA est monté et aligné sur la structure d'interconnexion TMA et sa position est justifiée via le détecteur VNIR - le détecteur SWIR hérite de sa position.

Figure 71 : Vue conceptuelle du design optique du FPA (crédit image : OIP, ESA)

Détecteur VNIR : Le détecteur VNIR est un détecteur quadrilinéaire AT71547 (ex TH31547) de E2V. Il se compose de 4 lignes de photodétecteurs, chaque ligne contenant 6000 photodiodes de type HAD (Hole Accumulation Diode) avec un pas de 13 µm. Chaque ligne comprend son propre système anti-floraison. Seules 3 lignes (bleu, rouge et NIR) sur les quatre sont utilisées comme réseau séparé à une longueur d'onde différente. La séparation spectrale se fait par l'utilisation d'une fenêtre spectrale de Barr montée sur la fenêtre transparente du détecteur (Figure 71). Pour réduire la lumière parasite tombant sur les matrices, les surfaces avant et arrière de la fenêtre du détecteur sont recouvertes d'un revêtement antireflet, et la surface avant a également un masque noir appliqué.

Figure 72 : Disposition du détecteur VNIR (crédit image : OIP, ESA)

Figure 73 : Illustration de l'ensemble optique du VGT-P et de deux star trackers sur le banc optique (crédit image : OIP)

Détecteur SWIR : Le détecteur SWIR a été spécialement conçu pour PROBA-V par la société XenICs compte tenu du grand FOV. En raison de la longueur d'imagerie requise de plus de 2700 pixels, capteur, il a été décidé de fabriquer l'appareil en trois sections, chacune composée d'une puce ROIC (Read-Out Integrated Circuit) et d'une puce PDA (Photodiode Array) avec 1024 pixels sur 25 pas µm. La puce ROIC a été conçue sur mesure pour la mission. L'assemblage est réalisé dans un emballage kovar sur mesure de

103 mm de longueur avec 72 broches illustrées à la figure 74. Le grand nombre de broches est nécessaire pour faire fonctionner et lire les trois ROIC indépendamment pour une meilleure redondance en cas de pannes pendant la mission. En raison du pas serré, deux rangées de fils de liaison sur un pas de 50 micromètres sont utilisées pour connecter les puces ROIC au ventilateur PDA (Réf. 91). 98)

Figure 74 : Photo du FPA entièrement assemblé dans son emballage (crédit image : OIP, Xenics)

Végétation (série SPOT)

VGT-P (Végétation sur PROBA-V)

Bandes spectrales
Bleu
rouge
NIR
SWIR


450 nm, FWHM : 42 nm
645 nm, FWHM : 70 nm
834 nm, FWHM : 121 nm
1665 nm, FWHM : 89 nm


460 nm, FWHM : 42 nm
CWL 658 nm, FWHM : 82 nm
834 nm, FWHM : 121 nm
1610 nm, FWHM : 89 nm

SNR à L2 (W m -2 sr -1 µm -1 )
Bleu (L2=111)
Rouge (L2=110)
NIR (L2=106)
SWIR (L2=20)

1 km produit
188
333
393
333

300 m produit
502
597
611
405 (600 m produit)

Précision de la géolocalisation
Absolu
Multitemporel
Multispectral

Tableau 14 : Comparaison des paramètres de l'instrument Végétation sur la série SPOT et sur le vaisseau spatial PROBA-V (Réf. 17)

Conception thermique de l'instrument VGT-P : 99)

L'un des inconvénients majeurs de l'utilisation de plusieurs systèmes optiques en parallèle lors de l'imagerie est l'effet des imprécisions de pointage dues aux déformations thermo-élastiques et mécaniques. Il est évident que de telles erreurs de pointage peuvent facilement détruire la qualité des images. Pour le VGT-P, les exigences strictes de géolocalisation exigent que l'instrument soit stabilisé thermiquement autant que possible afin de réduire les perturbations thermo-élastiques.

Étant donné que la plate-forme PROBA est assez limitée dans la fourniture d'énergie, le VGT-P doit être très efficace dans son utilisation de l'énergie. En conséquence directe, il n'y a aucune possibilité d'avoir un système de contrôle thermique actif pour stabiliser l'instrument. La conception thermique de l'instrument doit donc être très soigneusement évaluée et conçue.

&bull Isolation thermique : Tout d'abord, comme les panneaux satellites environnants fluctuent fortement en température pendant l'orbite, il est de la plus haute importance de protéger thermiquement l'instrument de ces variations de plate-forme. Pour réduire les charges thermiques radiatives de l'environnement, l'instrument est complètement enveloppé dans un MLI à 12 couches. Pour réduire les charges thermiques conductrices du plan de montage, l'instrument est monté au moyen de pieds de montage quasi isostatiques en titane. Ces pieds de montage quasi isostatiques jouent également un rôle majeur dans le transfert des déformations thermomécaniques de la plate-forme sous-jacente vers le banc optique car ils réduisent fortement ces déformations. Par conséquent, ces flexions de titane, comme on les appelle, ne servent pas seulement d'isolation thermique, mais agissent également comme un isolant thermo-élastique.

Réduction de puissance : Une étape naturelle pour réduire les effets thermo-élastiques sur l'instrument est de réduire autant que possible la charge thermique sur l'optomécanique. Par conséquent, toute l'électronique de lecture du détecteur non critique et à forte dissipation de chaleur est séparée de l'optique. Les FPA du télescope ne contiennent que le détecteur et les composants électroniques qui pilotent les performances radiométriques de l'instrument. Ces électroniques FPA sont connectées via un flexible rigide au ROE (Read-Out Electronics) qui est thermiquement et structurellement déconnecté de l'optomécanique. Tous les principaux composants de dissipation de chaleur s'y trouvent.

De toute évidence, l'électronique centrale (DHU et PSU) est également séparée du système d'imagerie optomécanique. En faisant cela, la dissipation de puissance totale sur le banc optique n'est que de 9W, ce qui est inférieur à ¼ de la dissipation de puissance totale de l'instrument VTG-P complet.

&bull Dissipation thermique : pour dissiper cette charge thermique, un radiateur est nécessaire. Plusieurs concepts ont été proposés et analysés. Les radiateurs les plus efficaces pointent vers l'espace profond qui nous permettrait de refroidir l'ensemble de l'instrument à des températures très froides. Cela présentait l'inconvénient que des éléments chauffants supplémentaires auraient été nécessaires pour stabiliser le régime thermique de l'instrument à la température de fonctionnement normale. De plus, comme l'instrument pointe toujours vers le bas vers la Terre, le radiateur aurait été situé sur le côté de l'instrument ce qui induit naturellement une asymétrie dans l'optomécanique. Une telle asymétrie n'est pas souhaitée dans un capteur d'imagerie avec des exigences de pointage strictes. De plus, des caloducs auraient été obligatoires pour extraire le plus efficacement possible toute la chaleur des détecteurs vers le radiateur ce qui compliquait inutilement la conception complète.

D'un point de vue thermo-élastique, il était hautement souhaitable de respecter au maximum la symétrie de l'instrument et d'extraire symétriquement la chaleur du FPA sur le banc optique. Ainsi, il a été choisi de placer le radiateur devant l'instrument et de le diriger vers la surface de la terre. Comme la terre est assez stable thermiquement à une température assez modeste et que la charge utile est toujours pointée au nadir, c'est le drain thermique parfait pour l'instrument. La mise en œuvre de ce concept réduit considérablement la complexité : le radiateur, recouvert de Téflon aluminisé, est relié par deux sangles thermiques vers l'avant de l'instrument sans qu'il soit nécessaire d'installer des caloducs.

&bull Stabilité : La stabilité est l'aspect clé de la performance thermo-élastique. Bien entendu, sans la possibilité d'un système de contrôle thermique actif, la stabilité est assez difficile à atteindre dans un environnement thermique qui varie constamment sur l'orbite.

Pour résoudre ce problème, la première étape était d'éviter le caractère aléatoire des charges thermiques sur l'instrument et d'avoir un régime thermique constant le long de l'orbite. Alors que la charge utile encercle la Terre avec son radiateur pointant vers le nadir, la charge thermique sur le radiateur est soumise à un régime variable allant de l'ensoleillement à l'éclipse et vice-versa. Du point de vue d'une utilisation efficace de l'énergie, les circuits d'imagerie de l'instrument sont éteints par le satellite si aucune imagerie n'est nécessaire (au-dessus des océans, au-dessus des pôles, lors d'une éclipse). Ceci induirait des régimes thermiques différents d'une orbite à l'autre, ce qui n'est pas acceptable d'un point de vue. Mais laisser toute l'électronique allumée pendant le non-fonctionnement n'est pas envisageable compte tenu du manque de puissance. En guise de compromis, dans des conditions d'ensoleillement et lorsque l'électronique d'imagerie est éteinte, un élément chauffant situé sur le détecteur avec une charge thermique égale à la charge thermique du détecteur et du FPA est alimenté. De cette façon, les charges thermiques sur le système optique restent constantes pendant l'ensoleillement. Pendant l'éclipse, tout est éteint. - En conséquence, un régime thermique constant sur l'optique est établi : pendant 1/3 de l'orbite (éclipse) le radiateur fait face uniquement aux IR et l'instrument est éteint. Pendant les 2/3 de l'orbite, le radiateur voit l'IR et l'albédo et l'instrument est allumé.

&bull Gradients : Le dernier défi de la conception thermique est d'éviter les gradients thermiques dans l'instrument, car les gradients sont difficiles à contrôler et peuvent affecter gravement les performances thermo-élastiques. Comme déjà décrit, l'extraction de chaleur a respecté la symétrie de l'instrument. Une asymétrie inévitable est l'emplacement des Star Trackers car ils ont leurs propres limites. La charge thermique du FPA et des détecteurs sur les télescopes pénètre normalement dans l'instrument à travers les TMA jusqu'à la peau supérieure du banc optique. Cependant, cela déformerait et plierait fortement le banc optique car la peau supérieure se dilaterait plus que la partie inférieure. Pour réduire cet effet, des sangles thermiques sont conçues pour extraire l'essentiel de la chaleur (4/5) des détecteurs et du FPA vers le banc optique, le reste entrant encore dans la structure TMA. Pour réduire la flexion thermique, les sangles chauffantes sont montées sur le côté du banc optique pour éviter la flexion du banc.

Conception électronique : La conception électronique conceptuelle fonctionnelle se compose de trois blocs de construction principaux :

4) Le VNIR et le SWIR ROE (Read-Out Electronics) : Le VNIR et le SWIR ROE sont l'interface entre le détecteur respectif et le DHU (Data Handling Unit). Les principales fonctions des modules ROE sont de contrôler les détecteurs, d'effectuer la conversion A/N, de générer un biais précis vers les détecteurs et de transmettre les données d'image numériques brutes au DHU. Des fonctions supplémentaires génèrent des biais locaux et effectuent des mesures d'entretien.

5) Un centralisé DHU (Data Handling Unit) : Le DHU est l'unité centrale, servant d'interface entre le satellite et le VNIR et le SWIR ROE. Il est responsable de l'ensemble du traitement des données embarquées, du traitement des images et du stockage des données temporelles, ainsi que de la collecte des données d'entretien des différentes sous-unités. Les fonctions principales sont le contrôle et la synchronisation de l'ORE, la compression des données d'image entrantes selon la norme CCSDS, la mise en paquets des données d'image avant l'envoi au satellite OBC, la collecte et la transmission des données d'entretien disponibles et le traitement des données de commande envoyées depuis l'OBC sur la liaison de communication série.

PROBA-V dispose de trois capteurs de ligne VNIR et de trois capteurs SWIR qui composent chacun trois canaux séparés. Cela conduit à un total de 18 canaux avec 9 canaux pour VNIR chacun avec une résolution de 5200 pixels et 9 canaux SWIR chacun avec une résolution de 1024 pixels. Les 18 canaux doivent être compressés indépendamment avec un taux de compression variable par le DHU. De plus, DHU prend en charge la suppression des mauvais pixels sur la base d'une mauvaise carte de pixels qui peut être téléchargée. La compression est effectuée sur un schéma de labourage superposé avancé. Le DHU exécute la fonctionnalité suivante : 100)

- Contrôle et surveillance de 3 VNIR et 3 SWIR

- Génération de synchronisations de caméra avec les 3 VNIR et 3 SWIR avec temps et délai programmables

- Interface vers VNIR/SWIR et séparation des flux de données entrants en un total de 18 flux de données de canaux indépendants

- Tri des données entrantes d'un arrangement désordonné vers un pixel adjacent à un pixel et un arrangement basé sur une ligne adjacente pris en charge

- Stockage des données en SDRAM (nécessaire en raison de la compression basée sur les ondelettes 2D)

- Compression en ligne sans perte et avec perte avec rapport sélectionnable et capacité de contournement (sélectionnable indépendamment pour chaque canal)

- Génération de paquets source à partir des données traitées avec transmission ultérieure via une interface PacketWire vers S/C

- Interface pour le contrôle et la surveillance de l'ampli depuis S/C (Interface TMTC)

- Acquisition des données HK et fourniture du paquet HK au S/C.

La fonctionnalité complète du DHU est implémentée dans deux FPGA Microsemi RTAX 2000S d'ACTEL.

Approche de gestion des données d'image : le schéma de tuilage de chevauchement avancé du noyau de compression universel est particulièrement un défi pour le système de gestion des données d'image DHU. Le nombre de lignes selon la hauteur de pavé (128) doit être collecté avant la compression dans une mémoire tampon SDRAM temporaire pour former une image. Étant donné que tous les canaux spectraux sont lus simultanément mais doivent être traités indépendamment, le DHU doit formater un total de 162 (15 tuiles VNIR et 3 SWIR par canal) qui se chevauchent des 18 canaux et en outre effectuer la suppression des mauvais pixels en temps réel . En parallèle, en raison de l'acquisition continue des données des capteurs, les lignes reçues suivantes doivent être stockées dans une zone différente du tampon SDRAM temporaire pour fournir un flux de données transparent à la compression. Avec les contraintes des DHU spatioportés, une approche architecturale robuste et déterministe selon les contraintes du système ex. l'utilisation des ressources, les limites de performance et les exigences doivent être fournies.

Le DHU doit effectuer les étapes de traitement suivantes sur les images acquises :

- Stockage des données de ligne d'image des instruments jusqu'à la réception d'une image complète

- Formatage des tuiles et transfert vers le noyau de compression en parallèle élimination des mauvais pixels

- Stockage des données compressées du noyau de compression et formatage supplémentaire des paquets

- Transfert des tuiles compressées via l'interface PacketWire vers le S/C.

Toutes ces étapes de traitement doivent être effectuées en parallèle. Le DHU comprend une mémoire de masse centralisée. Pour fournir des opérations indépendantes des sous-canaux, la mémoire est subdivisée en VC (Virtual Channels). Chaque circuit virtuel est lié à l'un des sous-canaux SWIR et VNIR. De plus, pour prendre en charge le traitement parallèle des données entrantes et le traitement des images, une mise en œuvre à double tampon est obligatoire. Par conséquent, 18 x 2 VC pour les données d'image existent dans l'architecture. Chaque VC alloue de la mémoire pour 1 image complète (128 lignes) dans la mémoire de masse et 18 VC supplémentaires sont fournis pour les mauvaises cartes de pixels. Sur ces circuits virtuels, des transmissions de longueur de données constante sont effectuées. En outre, la longueur des données variables compressées entrantes provenant du noyau de compression est également stockée dans des tampons de tuiles VC. Deux tampons de tuile sont fournis dans l'architecture dans laquelle des transmissions de données de longueur variable peuvent être effectuées. Globalement, les systèmes de traitement des données d'images DHU fournissent 56 VC.

Figure 75 : Photo du boitier PROBA-V FM DHU (crédit image : consortium VGT)

6) Le PSU (Power Supply Unit) : Le PSU contient tous les convertisseurs DC/DC nécessaires (c'est-à-dire les LPLC de TAS ETCA) pour effectuer le conditionnement de l'alimentation des différentes sous-unités. Il contient également le circuit de sélection d'alimentation (au moyen d'un MOSFET) pour allumer et éteindre individuellement les différents imageurs et éléments chauffants spectraux. Les différentes lignes électriques vers les ROE de l'imageur spectral sont également protégées par des limiteurs de courant au sein du PSU.

Figure 76 : Disposition architecturale de la conception électronique (crédit image : OIP, ESA)

Étant donné que la conception électronique doit être sans défaillance à un seul point, le concept décrit ci-dessus est construit dans la configuration de redondance suivante :

&bull le DHU se compose en fait de 2 sous-unités, une primaire et une redondante (froide)

&bull le bloc d'alimentation a un arrangement plus complexe :

- convertisseurs DC/DC entièrement redondants avec leurs TM/TC associés

- distribution électrique entièrement redondante vers le DHU et les radiateurs de survie

- distribution électrique croisée aux ROE, via une diode MOSFET & ndashOring (conformément au principe de redondance partielle des 3 ROE).

&bull Le VNIR et le SWIR ROE ne peuvent pas être construits en configuration redondante car les détecteurs sont directement montés sur ces PCB. Cependant, si une défaillance se produit dans l'une des unités ROE telle que l'instrument tombe en panne, l'unité défaillante peut être éteinte et l'instrument peut continuer à fonctionner, mais avec une fonctionnalité réduite.

Figure 77 : Photo de l'instrument VGT-P en phase d'intégration, les suiveurs stellaires sont à gauche du banc (Crédit image : consortium VGT, Réf. 94)

Tests et simulations VGT-P :

Une version d'essai de l'imageur multispectral à vision large de PROBA-V, appelée CHIB (Compact Hyperspectral Imager Breadboard), a été soumis à une combinaison de vide poussé et de températures extrêmes dans le laboratoire de systèmes mécaniques d'ESTEC, simulant les conditions auxquelles il sera confronté dans l'espace (Réf. 92). 101) 102)

CHIB se compose d'un télescope FOV à trois miroirs (TMA) large (34º) télécentrique dans l'espace image et équipé d'un réseau plan focal bidimensionnel avec un filtre optique variable linéaire (LVF).

La conception optique CHIB est illustrée à la Figure 78. SPDT (Single Point Diamond Turning) permet la fabrication de formes asphériques complexes, ce qui donne la liberté de concevoir et de fabriquer un TMA très compact (90 mm x 110 mm x 140 mm).

Un prototype de télescope TMA a été développé en 2009 dans le cadre du programme GSTP (General Support Technology Program) de l'ESA. L'idée était de combiner le PROBA-V TMA avec le large réseau CMOS bidimensionnel (10000 x 1200), développé dans le cadre du programme ESA-PRODEX pour l'instrument HALE UAV MEDUSA et un filtre linéaire variable pour créer un imageur hyperspectral compact à large fauchée. Sur la base d'une première analyse, les spécifications de haut niveau suivantes ont été dérivées pour ce type d'instrument.

Les miroirs et la structure portant les miroirs sont tous deux fabriqués en aluminium offrant une conception athermique. Le télescope est télécentrique : la variation de l'angle d'incidence des rayons principaux sur le plan focal est inférieure à 1º sur tout le champ de vision, assurant un décalage négligeable du pic de transmission sur le filtre interférentiel. Le LVF est positionné à proximité du plan focal, juste devant le détecteur.

Figure 78 : Diagramme de traçage de rayons optiques CHIB. Schématiquement : miroirs primaire, secondaire et tertiaire, LVF, détecteur (crédit image : ESA)

Pour exploiter pleinement le FOV très large du télescope, l'instrument est équipé des grands détecteurs développés par Cypress pour Medusa. Le détecteur est un capteur d'image CMOS de 1200 x 10000 pixels avec une taille de pixel de 5,5 µm x 5,5 µm. Les principales caractéristiques du capteur sont rapportées dans le tableau 15.

10 000 x 1 200 (chaque détecteur)

Tableau 15 : Caractéristiques du réseau de détecteurs

Le LVF (Linear Variable Filter) est une plaque revêtue de silice fondue avec un filtre interférentiel avec une épaisseur croissante dans le sens le long de la piste. Le pic de la courbe de transmission varie avec l'épaisseur du dépôt. Cela implique que tous les pixels détecteurs d'une rangée transversale reçoivent des informations dans le même canal spectral. Les pixels du détecteur dans les rangées longitudinales reçoivent des informations dans différents canaux spectraux, et plus les pixels sont proches les uns des autres, moins il y a de différence entre les canaux spectraux correspondants. Ainsi, en principe, le nombre total de canaux spectraux est égal au nombre de pixels d'une rangée de détecteurs le long de la piste couverte par LVF. Le filtre utilisé dans la maquette a une plage spectrale de fonctionnement de 450 nm et 900 nm, une résolution spectrale FWHM inférieure à 15 nm et un gradient de la longueur d'onde de transmission maximale de 60 nm/mm.

Étalonnage VGT-P : Les mesures de performance des instruments radiométriques et géométriques seront effectuées à la fois au sol et en vol. L'étalonnage au sol de l'instrument PROBA-V sera effectué au CSL (Liégravege, Belgique) avant son intégration sur la plate-forme de Verhaert Space. Un rapport d'étalonnage complet décrivant les caractéristiques de performances radiométriques et géométriques avant le lancement sera établi. Les caractéristiques de performances radiométriques et spectrales qui seront vérifiées au sol sont : le rapport signal/bruit, les courants d'obscurité, la linéarité, la lumière parasite, la non-uniformité des pixels, la sensibilité à la polarisation, la réponse spectrale et le mauvais repérage spectral. Les caractéristiques de performances géométriques comprennent la MTF, la visée, le mauvais enregistrement spatial. 103)

L'évaluation des performances du PROBA-V, l'analyse de la qualité de l'image et le calibrage après lancement seront effectués par le PROBA-V IQC (Image Quality Center) situé à VITO, Belgique. Le VITO est le centre de traitement des données SPOT-4 et SPOT-5 Végétation et est opérationnel depuis 1999. Le Centre de Qualité d'Image garantira la meilleure qualité d'image possible, à la fois radiométriquement et géométriquement. Compte tenu des contraintes de consommation électrique et de la petite taille et du poids de la plate-forme, seules des techniques d'étalonnage indirect seront utilisées pour surveiller les performances du capteur au fil du temps. aucune installation d'étalonnage à bord n'est disponible.

Pourtant, un plan d'étalonnage complet pour évaluer les performances radiométriques et géométriques en vol est en cours d'élaboration. L'objectif du plan d'étalonnage est de réaliser un étalonnage PROBA-V complet à la fin de la phase de mise en service avec :

&bull Une caractérisation et un étalonnage radiométrique complet en vol comprenant :

- Détermination du courant d'obscurité

- Calibration des coefficients de calibration absolus des trois caméras

- Égalisation entre les détecteurs ou étalonnage multi-angulaire : pour corriger la variation de sensibilité sur le large champ de vision du PROBA-V

- Caractérisation de la non-linéarité de réponse

- Analyse des performances de qualité d'image radiométrique : Bruit, MTF, SNR

&bull Une caractérisation et un étalonnage géométriques complets en vol comprenant :

- Calibrage du modèle de capteur géométrique : Contrôle post-lancement et calibrage de tous les paramètres du modèle de capteur géométrique pour chaque capteur dont 104)

- Contrôle continu de la précision géométrique absolue

- Indicateurs de performance de qualité géométrique de l'image tels que la précision de localisation absolue, la précision de co-enregistrement multi-temporel, la précision de co-enregistrement multi-spectral.

Calibration radiométrique indirecte : 105)

&bull Calibration sur la diffusion Rayleigh (océans)

&bull Calibration sur des nuages ​​convectifs profonds (océans)

&bull Calibration sur reflet du soleil (océans)

&bull Calibration sur des déserts stables

&bull Calibration au-dessus de l'Antarctique (égalisation)

&bull Calibration au-dessus des océans pendant la nuit (signal sombre)

&Vérification de la stabilité du taureau à l'aide de la lune

&bull Validation de l'étalonnage sur Tüz Gölu (c'est-à-dire lac de lattes). Tüz Golü est le deuxième plus grand lac de Turquie, situé dans la région de l'Anatolie centrale.

&bull Validation de l'étalonnage sous vols avec le capteur aéroporté APEX à haute altitude.

Figure 79 : L'imageur Vegetation de Proba-V, une refonte plus légère mais entièrement fonctionnelle de l'instrument Vegetation précédemment embarqué à bord des satellites Spot-4 et Spot-5 de taille réelle de France. Cet instrument redessiné a été subdivisé en trois télescopes avec des vues superposées de 34° chacun. Les trois télescopes alimentent un seul ensemble de détecteurs. Le résultat à l'orbite d'altitude de 820 km de Proba-V est un champ de vision de 2250 km couvrant le continent. Les Startrackers partagent le même banc optique pour une orientation précise de l'instrument (crédit image : ESA/QinetiQ Space)

Charges utiles technologiques (EPT, GREAT 2 , ADS-B, SATRAM, HERMOD)

Outre le complément de capteurs VGT-P (Vegetation Instrument-PROBA), le vaisseau spatial offre des emplacements pour les charges utiles de démonstration technologique.

EPT (télescope à particules énergétiques) :

L'instrument EPT est développé par QinetiQ Space et le Centre de rayonnement spatial en Belgique. L'objectif de l'EPT est de collecter plus d'informations sur les conditions de rayonnement prévalant en orbite terrestre. L'EPT mesurera les flux de particules de haute énergie avec de très bonnes résolutions énergétiques, angulaires et massiques. Il mesure l'énergie déposée par les particules chargées en douze éléments sensibles et traite les informations pour identifier les particules (0,2-10 électrons MeV, ions 4-300 MeV H et 16-1000 MeV He) et déterminer leurs spectres d'énergie et leur distribution angulaire. 106)

L'instrument se compose de deux "télescopes à particules" placés en série séparément adaptés aux gammes de basse et haute énergie. La section basse énergie est constituée de deux détecteurs au silicium. La section à haute énergie est ce qu'on appelle un "télescope à distance" dans lequel le détecteur au silicium plus épais est utilisé comme capteur (DE) et une pile d'absorbeurs et de détecteurs à scintillateur produit une mesure numérique de l'énergie totale (E).

Les dimensions globales de l'EPT sont de 205 mm x 205 mm x 190 mm. Il a une masse de

6 kg, avec affichage électronique inclus. La consommation électrique est < 6 W. Le facteur géométrique dépendant de l'énergie maximum du détecteur est

1,5 cm 2 sr. Le rayon de l'ouverture circulaire EPT a été fixé à un diamètre de 35 mm. L'angle de champ de vision maximal résultant est de 50º.

Figure 80 : Photo de l'EPT (crédit image : ESA)

En raison des fluences très variables des électrons, des protons et des ions lourds dans les ceintures de rayonnement, il s'est avéré nécessaire de doter cet instrument d'une étonnante capacité de discrimination des particules en vol. Ceci a été réalisé en effectuant une caractérisation approfondie de l'EPT par une simulation Monte-Carlo intensive à l'aide du logiciel GEANT4. Avec cette procédure de conception optimisée, un comptage sans bruit de fond est obtenu, même dans les canaux dédiés aux particules de très faible abondance dans l'espace.

Remarque : La mise en service de l'EPT a été pleinement réussie, avec une vérification positive de toutes ses fonctionnalités (Réf. 25). De plus une campagne a été réalisée au-dessus de la SAA (Anomalie de l'Atlantique Sud), où le satellite a été commandé dans différentes attitudes pour mesurer la PAD (Pitch Angle Distribution) des particules de protons dans cette région de la Terre (Figures 81 et 82) .

Figure 81 : Mesure EPT PAD (gauche et droite), crédit image : consortium PROBA-V, Réf. 25)

Figure 82 : Exemple de flux d'électrons dans la gamme 0,8-1,0 MeV (crédit image : consortium PROBA-V)

GREAT 2 (Initiative d'amélioration de la fiabilité et de transfert de technologie GaN) :

L'ESA a identifié le GaN (nitrure de gallium) comme une technologie clé pour l'espace, créant un consortium européen pour fabriquer des dispositifs GaN de haute qualité à usage spatial, appelés GREAT 2 . Parmi les conceptions prototypes de GREAT 2 se trouve une conception de circuit intégré en bande X. Un émetteur supplémentaire en bande X intégrant un amplificateur GaN sera piloté en parallèle avec la paire initiale d'émetteurs GaAs standard du PROBA-V&rsquos. L'amplificateur GaN a été développé chez Syrlinks, anciennement TES (Thales Electronic Solutions). 107) 108)

L'objectif principal de GREAT 2 est de mesurer les paramètres clés de l'amplificateur de puissance RF GaN en orbite, en validant la technologie. De plus, le démonstrateur apportera une redondance supplémentaire aux principaux émetteurs en bande X de la plate-forme.

Figure 83 : Photo de l'émetteur en bande X avec l'amplificateur GaN (crédit image : ESA, TES)

Figure 84 : Illustration de l'amplificateur GaN (crédit image : ESA, TES)

L'émetteur en bande X sur PROBA-V est produit par Syrlinks en Allemagne, avec l'amplificateur GaN provenant de TESAT en Allemagne. Cet amplificateur fait partie des premières sorties d'un consortium européen dirigé par l'ESA pour fabriquer des dispositifs GaN de haute qualité pour des utilisations spatiales : la &lsquoGaN Reliability Enhancement and Technology Transfer Initiative&rsquo (GREAT 2 ). Cet amplificateur innovant a également une puissance de sortie réglable, son utilisation devrait donc aider à conserver la consommation d'énergie des petits satellites tout en offrant une redondance supplémentaire.

Figure 85 : Circuits de nitrure de gallium (GaN) sur plaquettes de carbure de silicium : GaN comme technologie clé pour l'espace (crédit image : ESA)

ADS-B (surveillance dépendante automatique-diffusion) :

L'ADS-B est une technologie de surveillance du trafic aérien destinée à fournir des services spécialisés de gestion du trafic aérien et de contrôle du trafic aérien dans le cadre du système de transport aérien de nouvelle génération. L'objectif est de démontrer la réception spatiale des signaux ADSB transmis par les aéronefs (1090 MHz). Le système implique que les aéronefs diffusent leur position, altitude, vitesse et autres mesures de manière automatique toutes les secondes environ. Actuellement, les contrôleurs aériens au sol s'appuient sur les contacts radar pour avoir une vue d'ensemble du trafic aérien. Mais avec les transmissions ADS-B, les aéronefs restent visibles en permanence, non seulement pour les contrôleurs, mais également pour les autres aéronefs équipés de manière appropriée. L'ADS-B ne nécessite aucune infrastructure au sol coûteuse pour la mise en œuvre, de sorte que les pays à faible densité de population tels que l'Australie ont été des adopteurs précoces enthousiastes (Réf. 14).

L'idée avec cette charge utile est de reprendre un système ADS-B tel quel, en évitant toute mise à niveau coûteuse de l'équipement, et de déterminer s'il est techniquement possible de recevoir des signaux ADS-B en orbite. PROBA-V démontrera combien d'avions peuvent être observés dans le monde et quels types d'avions de différentes tailles sont affectés à des systèmes ADS-B avec différentes intensités de signal. Au cours des deux prochaines années, les chercheurs ont l'intention de tester, pour la première fois, si la surveillance continue des routes aériennes est possible. À l'heure actuelle, cela ne peut pas être réalisé dans l'espace aérien non radar. La surveillance de la localisation depuis l'espace pourrait combler cette lacune.

Lorsqu'un avion survole les principaux océans, de vastes zones sans infrastructure ou les régions polaires, il n'est plus traçable par les stations radar au sol et la portée des stations est insuffisante. Mais l'avion transmet en permanence des signaux ADS-B, avec des informations telles que l'altitude et la vitesse. L'équipe du projet DLR souhaite en tirer parti. Dans les premières expérimentations, le projet s'est déjà avéré être un succès. En 2009, lors d'une série de vols en montgolfière à haute altitude dans le nord de la Suède, le récepteur a pu localiser un avion volant à 1100 km de distance, à une hauteur d'environ 30 km. Par exemple, le projet pourrait « voir » un vol de Pékin à Amsterdam au-dessus de la mer du Nord. Dans une autre expérience en 2012, les chercheurs ont fait voler leur récepteur sur un ballon à une altitude de 40 km et ont examiné les signaux parasites auxquels il doit faire face dans une zone fortement survolée et surveillée par radar. 109)

Instrument: Le dispositif ADS-B est fourni par DLR et SES Techcom de Luxembourg, l'objectif principal est de tester (qualifier dans l'espace) les cartes électroniques ADS-B en configuration représentative de vol pour évaluer la TID (Total Ionizing Dose). Le concept de conception de base du récepteur ADS-B (1090ES RX) est un récepteur superhétérodyne à conversion unique avec une conversion descendante de 1090 MHz à une fréquence intermédiaire de 70 MHz. L'échantillonnage FI à 70 MHz est effectué par un CAN 16 bits à 105 Msps (Méga échantillons par seconde).

Figure 86 : Concept de récepteur superhétérodyne unique (crédit image : DLR, Réf. 79)

La partie numérique du récepteur est construite autour d'un FPGA Cyclone IV d'Altera qui combine le traitement complet des données ainsi que la communication avec l'ordinateur de bord de la sonde PROBA-V. Les sections numérique et RF du récepteur sont chacune construites sur un PCB individuel, connecté avec un connecteur PCB MDM à 37 broches. 110)

Le FPGA est livré avec un processeur embarqué 32 bits pour gérer l'interface satellite. La communication avec l'engin spatial et la commande du récepteur se font via RS-422 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitters) à un débit en bauds de 115 kbit/s. La sensibilité d'entrée du récepteur dépend de la condition de fréquence du message entrant et a un niveau de déclenchement minimum d'environ -96 dBm.

Antenne spatiale ADS-B : L'antenne utilisée pour l'ADS-B sur satellite est un réseau d'antennes à deux éléments. Chaque élément est une antenne patch à alimentation capacitive et court-circuitée. Il n'y a pas de liaison mécanique directe entre la structure d'alimentation et le patch. Cela rend l'assemblage du patch très facile. À l'exception du chargeur, aucun matériau diélectrique n'est utilisé. Il a été constaté que cela donne une augmentation de gain supplémentaire de 12%. L'antenne patch est court-circuitée au centre du patch au plan de masse de la structure de l'engin spatial. Cela évite une charge potentielle.


Notes de géographie Formulaire 1

Introduction à la géographie

• Étude scientifique de la terre en tant que foyer de l'homme.

• Étude des interrelations sur les phénomènes naturels et humains à la surface de la terre.

• Toutes les conditions extérieures entourant un organisme qui ont une influence sur son comportement.

L'environnement peut être divisé en deux :

1. L'environnement physique

• Conditions physiques naturelles du temps, du climat, de la végétation, des animaux, du sol, des reliefs et du drainage.

• Activités humaines telles que l'agriculture, la foresterie, l'exploitation minière, le tourisme, l'établissement, le transport, le commerce et l'industrie.

Branches de la géographie

• Traite de l'étude de l'environnement physique naturel de l'espèce humaine. Les domaines couverts comprennent :

a) Géologie-étude de l'origine, de la structure et de la composition de la terre. Il comprend l'étude des roches.

b) Géomorphologie- l'étude des processus de formation des terres et des reliefs internes et externes.

c) Climatologie- l'étude du climat et du temps

d) Pédologie- l'étude des sols

e) Biogéographie - l'étude des sols, de la végétation et des animaux.

f) Hydrologie- l'étude des plans d'eau

g) Géographie spatiale -étude de l'espace

2. Géographie humaine et économique

-Étude des personnes et de leurs activités à la surface de la terre.

Les domaines couverts comprennent :

3. Géographie pratique

-Une branche plus petite qui dote l'apprenant de compétences pratiques qui améliorent sa compréhension et son interprétation des informations géographiques humaines et physiques.

Importance d'étudier la géographie

1. Facilite les bonnes relations entre les nations en étudiant la géographie d'autres régions du monde.

2. c'est un sujet de carrière en ce sens qu'il permet de poursuivre des études avancées dans des domaines spécialisés, par ex. professeurs de géographie, de météorologie, d'arpentage, etc.

3. Nous permet d'apprécier le mode de vie des autres en apprenant les activités économiques de différentes communautés dans notre pays et dans d'autres parties du monde.

4. Nous permet de conserver notre environnement lorsque nous apprenons les effets négatifs et positifs des activités humaines sur l'environnement.

5. Nous permet de conserver nos ressources lorsque nous apprenons à utiliser judicieusement les ressources dans la conservation et la gestion des ressources, par ex. faune, forêts, énergie, etc.

6. Nous inculque les vertus de la coopération et de la patience lorsque nous travaillons en groupe.

7. Nous fait apprécier le travail manuel car nous sommes impliqués dans la géographie pratique qui peut conduire à l'auto-emploi.

8. Promotion d'industries telles que le tourisme en guidant les touristes vers des lieux d'intérêt à l'aide de cartes, de calculs de distances, etc.

Relation entre la géographie et d'autres sujets

Les techniques mathématiques sont utilisées pour dessiner des graphiques et des camemberts et des formules mathématiques sont utilisées en géographie pour calculer les distances, les superficies, la densité de population, les densités de population, etc.

L'histoire utilise des outils géographiques tels que des cartes, des tableaux et des graphiques pour montrer où les événements passés ont eu lieu, par ex. le mouvement des personnes dans le passé.

La géographie explique la répartition des organismes et les facteurs influençant leur répartition à la surface de la terre.

La géographie utilise des principes et des formules physiques pour calculer et décrire des aspects tels que le champ magnétique, la gravité, les vibrations de la terre, etc.

La géographie applique la chimie à l'étude de la composition chimique et des changements chimiques qui se produisent dans les sols et les roches.

La géographie étudie les systèmes agricoles, leur répartition et les facteurs affectant les activités agricoles.

La géographie utilise les informations météorologiques dans l'étude du temps et dans la classification des régions climatiques et leur cartographie.

La Terre et le système solaire

Le système solaire est le groupe des corps célestes comprenant le soleil et les neuf planètes.

L'origine du système solaire

Une théorie est un ensemble d'idées raisonnées destinées à expliquer des faits ou des événements

• Une étoile avec une plus grande attraction gravitationnelle est passée près du soleil

• Il a attiré de grandes quantités de matières gazeuses du soleil

• Les matériaux se séparent, se refroidissent et se condensent pour former des planètes

• Les planètes ont été mises en orbite par l'étoile qui passe

• N'explique pas l'origine du soleil et de l'étoile.

• Risque minime qu'une étoile s'approche d'une autre

• Les matériaux se disperseraient plutôt que de se condenser

• Étoile avec une plus grande attraction gravitationnelle passée près du soleil

• Il a attiré de grandes quantités de matières gazeuses

• Les matériaux divisés en portions

• De grandes portions sont entrées en collision avec des plus petites et les ont balayées pour former des planètes.

Les faiblesses sont les mêmes que la théorie de l'étoile qui passe.

• Il y avait un nuage de poussière et de gaz en rotation lente appelé Nébuleuse

• Il a refroidi et a commencé à entrer en contact

• La vitesse de rotation a augmenté et des anneaux successifs de matériaux gazeux se sont formés.

• Les anneaux condensés pour former des planètes

• La matière gazeuse centrale est restée comme le soleil

• Rotation et révolution des planètes dans le sens inverse des aiguilles d'une montre Faiblesse

L'origine de nébulaire n'est pas expliquée.

4. Théorie de la supernova/explosion

• Il y a eu une violente explosion d'étoile.

• Un nuage de poussière (nébulaire) est resté de l'étoile.

• Il y avait un mouvement rapide du nuage en raison de la force de l'explosion.

• Vitesse de rotation augmentée en raison de l'attraction gravitationnelle

• Le nuage s'aplatit en un disque.

• La matière a commencé à s'accumuler vers le centre pour former un proto-soleil qui a ensuite commencé à briller.

• Le reste du nuage s'est effondré pour former des planètes.

• N'explique pas l'origine de l'étoile

• N'explique pas la cause de l'explosion

Composition du système solaire

C'est le centre de l'univers.

Une étoile est un céleste possédant sa propre lumière qu'elle transmet. La nébuleuse/la galaxie est un amas d'étoiles.

La Terre est dans une galaxie appelée La Voie Lactée.

• Il est composé de gaz très chauds principalement d'hydrogène (70%) et d'hélium (30%).

• A un diamètre de 1392 000 km.

• Entouré d'une couche de gaz qui a bouilli à sa surface et qui s'appelle couronne.

• Tourne sur son propre axe dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

• A une attraction gravitationnelle qui maintient toutes les planètes en orbite autour d'elle.

Une orbite est une trajectoire qu'une planète ou un satellite suit autour d'une étoile ou d'une planète.

• La température en son centre est de 15m◦c et en surface de 5500◦c.

• Rayonne de l'énergie solaire qui est très importante pour toutes les formes de vie sur terre.

Il y a 9 planètes dans notre système solaire.

• N'ont pas leur propre lumière mais la reflètent du soleil.

• Tournez autour du soleil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

• Avoir sa propre force de gravité

• Un seul est connu pour soutenir la vie.

Voici les planètes classées dans l'ordre de celle la plus proche du soleil.

• Il faut environ 88 jours terrestres pour tourner autour du soleil

• L'une des planètes les plus brillantes

• Peut être vu clairement à l'œil nu

• Il faut environ 225 jours terrestres pour tourner autour du soleil

• Légèrement plus petit que la terre

• Avec la Terre, elles sont appelées planètes jumelles en raison de leurs nombreuses similitudes

• La 3ème planète du soleil

• La terre et les corps célestes font l'univers

• La seule planète qui supporte la vie

• Environ 149 m km du soleil

• Il faut 365 ¼ jours pour tourner autour du soleil

• A un satellite, la lune

• Aussi appelée la planète rouge car lorsqu'elle est observée à travers un télescope, elle apparaît rougeâtre.

• Légèrement plus petit que la terre

• Environ 228 m km du soleil

• Il faut 687 jours terrestres pour tourner autour du soleil

• Entre la masse et Jupiter, il y a de petits corps célestes appelés planétoïdes.

• Environ 778 m km du soleil

• Tourne sur son propre axe à une vitesse très rapide

• A des pôles aplatis en raison de sa vitesse de rotation rapide

• Possède des couches de glace très épaisses à sa surface

• met 12 années terrestres pour tourner autour du soleil

• Environ 1427m km du soleil

• Il faut 29 ½ années terrestres pour tourner autour du soleil

• Environ 4 fois plus gros que la terre

• Environ 2870m km du soleil

• A également des pôles aplatis en raison de la vitesse de rotation rapide

• Il semble que l'ennemi verdâtre soit entouré de gaz méthane

• Il faut 84 années terrestres pour tourner autour du soleil

• L'un des plus éloignés du soleil

• Environ 4497m km du soleil

• Il faut 165 années terrestres pour tourner autour du soleil

• Très similaire en taille, couleur et caractère avec Uranus

• 9ème planète de la terre

• Environ 5900m km du soleil

• Il faut 248 années terrestres pour tourner autour du soleil

• On en sait très peu sur les autres corps célestes

• Tout corps céleste naturel qui orbite autour d'une planète, par ex. lune pour la terre, tritan pour Saturne et Triton pour Neptune.

• Aussi appelées planètes mineures.

• Y a-t-il de petits fragments de roches qui ont tourné autour du soleil lors de la formation du système solaire

• Trouvé entre la masse et Jupiter

• Ils entrent parfois en collision les uns avec les autres et les planètes en raison de l'attraction gravitationnelle de Jupiter les obligeant à se déplacer sur des orbites erratiques.

• Des corps célestes qui semblent avoir une tête et une longue queue

• Fait de glace, de poussière et de gaz gelé

• La tête est constituée de nombreuses particules de poussière, de roche et de gaz gelés.

• Leur queue est faite de gaz et pointe loin du soleil.

• Déplacez-vous autour du soleil sur des orbites extrêmement longues et ovales

• Leurs orbites croisent les orbites de la Terre, par ex. La comète de Halley qui apparaît tous les 76 ans.

• Petit corps céleste qui s'éloigne de son orbite dans le système solaire et pénètre dans l'atmosphère terrestre à très grande vitesse.

• Un météoroïde qui brûle à cause de la friction après être entré dans l'atmosphère terrestre.

• Les restes d'un météoroïde ayant atteint la surface de la Terre ou un météoroïde incomplètement brûlé.

• Lorsqu'ils tombent, ils s'enfoncent dans le sol en formant des cratères

• Reçoit sa lumière du soleil et la réfléchit sur la terre.

• Il tourne autour de la terre

• Prend 29,5 jours pour effectuer une révolution autour de la terre

• Son orbite est presque circulaire

• Comme il tourne autour du soleil, il apparaît sous diverses formes allant du croissant/nouvelle lune, demi-lune, gibbons lune et pleine lune.

• A une attraction gravitationnelle qui provoque la montée et la descente du niveau de l'océan

• Lorsque la lune tourne autour de la terre, elle crée un événement appelé éclipse.

-Phénomène survenant lorsque les rayons du soleil sont bloqués pour atteindre la terre ou la lune.

• La lune s'interpose entre la terre et le soleil

• L'ombre de la lune est projetée sur la terre

• Le soleil semble être couvert par l'obscurité

• La terre s'interpose entre la lune et le soleil

• L'ombre de la terre est projetée sur la lune

• La lune semble être recouverte d'obscurité

L'origine de la terre

• Une étoile avec une plus grande attraction gravitationnelle est passée près du soleil

• Il a attiré de grandes quantités de matières gazeuses du soleil

• Les matériaux divisés, refroidis et condensés

• Matériaux plus lourds collectés au centre pour former le noyau

• Matériaux moins denses collectés autour du noyau pour former le manteau

• Les matériaux les plus légers ont formé la croûte

La forme de la terre

Preuves/preuves que la Terre est sphérique

1. Si quelqu'un se dirige vers l'est en ligne droite, il finira là où il a commencé.

2. Des photographies satellites prises depuis l'espace montrent que la Terre est comme une sphère.

3. Les endroits à l'est voient le soleil plus tôt que ceux à l'ouest.

4. Lorsqu'un navire s'approche, on voit d'abord la fumée, puis le mât et enfin tout le navire.

5. Toutes les planètes sont sphériques, donc la terre étant l'une d'entre elles est également sphérique.

6. Pendant l'éclipse de lune, la terre projette une ombre sphérique sur la lune.

7. L'horizon terrestre apparaît incurvé lorsqu'il est observé depuis un point très élevé comme une tour.

La taille de la terre

• Superficie de la terre-510×106 km 2

Le mouvement de la terre

Il y a 2 mouvements de la terre à savoir :

1. Rotation de la terre sur son axe

2. Révolution de la terre autour du soleil

Rotation de la Terre

-Mouvement de la terre sur son propre axe (ligne imaginaire passant par le centre du pôle N au pôle S.

• Prend 24 heures (jour) pour compléter 1 rotation.

• Tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (d'ouest en est).

Effets de la rotation de la Terre

1. Crée le jour et la nuit parce qu'à un moment donné, un côté de la terre fait face au soleil (jour) et l'autre reste dans l'obscurité (nuit).

2. Provoque la déviation des vents et des courants océaniques dans l'hémisphère N vers la gauche et dans l'hémisphère S vers la droite.

3. Il provoque la montée et la descente des marées océaniques.

4. Provoque une différence de temps entre les longitudes.

• Prend une heure pour parcourir 15◦.

Calcul de l'heure locale

-Le temps enregistré dans des endroits dans la même longitude.

Une longitude est une ligne imaginaire allant de N à S qui montre à quelle distance E ou W se trouve un lieu par rapport au premier méridien.

La longitude du méridien de Greenwich (0◦) est le point de référence lors du calcul de l'heure.

Le temps est gagné vers l'E et perdu vers l'W.

1. Supposons qu'il soit midi à GWM, quelle est l'heure locale à Watamu 40◦E ?

Temps gagné=40×4=160min=2 heures 40min

L'heure locale à Watamu est 12h00 + 2,40 = 14,40-1200 = 14h40.

2. À Dar-es-Salaam 40◦E, il est 12h00, quelle heure est-il à Equateur 40◦E ?

L'Equateur est en retard =12.00-4=8h.

Si les lieux sont du même côté, soustrayez les degrés pour obtenir la différence et ajoutez ou soustrayez du temps de référence en fonction de quel côté se trouve le lieu.

Calcul de la longitude

Quelle est la longitude du lieu x dont l'heure locale est 8 heures du matin alors que l'heure locale à GWM est midi ? Décalage horaire =12.00-8=4 heures Degrés=4×15=60◦ Puisque x est en retard dans le temps, il est alors de 60◦W.

Heure standard et fuseaux

• L'heure standard est l'heure enregistrée par les pays dans le même fuseau horaire.

• L'heure standard a été trouvée en raison de la confusion résultant du changement d'heure à chaque longitude.

• Le monde a 24 fuseaux horaires.

La ligne de date internationale C'est la longitude 180◦.

Effets de le traverser

• On gagne du temps lorsqu'on le traverse de W à E et doit ajuster l'horloge en avance de 24 heures.

• On perd du temps lorsqu'on le traverse de E à W et doit reculer l'horloge de 24 heures.

Révolution de la Terre

• Mouvement de la terre sur son orbite autour du soleil.

• C'est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

• L'orbite de la révolution terrestre est elliptique.

• Prend 365 jours ¼ par an ou 366 jours par année bissextile (tous les 4 ans).

• Le soleil se déplace du tropique du cancer à l'équateur puis vers le tropique du Capricorne et revient au tropique du cancer.

• Les 21 mars et 23 septembre sont appelés équinoxes car la durée du jour et de la nuit est égale. Le soleil est à la verticale à midi à l'équateur.

• Le 21 juin est appelé solstice d'été car c'est l'été dans l'hémisphère N. Le soleil est à la verticale à midi au tropique du cancer.

• Le 22 décembre est appelé solstice d'hiver parce que c'est l'hiver dans l'hémisphère sud. Le soleil est verticalement au-dessus de midi à midi au tropique du Capricorne.

• Le solstice est la période d'inclinaison maximale de la terre vers le soleil.

1. Provoque les quatre saisons d'été, d'automne, d'hiver et de printemps en raison du mouvement du soleil au-dessus de la tête provoquant des changements dans la ceinture thermique.

2. Provoque une variation des longueurs du jour et de la nuit en raison de l'inclinaison de l'axe de la terre par rapport à la trajectoire de révolution à un angle de 60◦.

• Les équinoxes ont des durées égales de jour et de nuit.

• Les étés ont des jours plus longs et des nuits plus courtes.

• Les hivers ont des nuits plus longues et des jours plus courts.

• Altitude la plus élevée pendant l'équinoxe

• Altitude la plus basse pendant les solstices

4. Provoque une éclipse lunaire due à une révolution mettant la terre en ligne avec le soleil et la lune.

La structure de la terre

Les preuves utilisées pour étudier l'intérieur de la terre sont

• Couche la plus externe de la terre

• Fait de terre et d'autres dépôts meubles de sable

• Les roches dominantes sont les granites.

• Aussi appelée croûte continentale

• Fait de roches de couleur claire

• Appelé sial car il est composé de silice et d'aluminium.

• Aussi appelée croûte océanique

• Principalement constitué de roches basaltiques fragiles.

• Appelé sima car il est composé de silice, de magnésium et de fer.

Discontinuité Mohorovicique (Moho)

• Une zone de discontinuité définie entre la croûte et le manteau.

• A été découvert par le Dr Andrija Mohorovicic en 1909.

B. Le manteau/l'asthénosphère

• Couche située entre la croûte et le noyau

• Fait de fer et de magnésium

• Les roches sont plus élastiques que celles de sima.

• La température est d'environ 1000◦c.

• Les roches sont comme un liquide très visqueux.

• Plages de température entre 1000◦c et 3000◦c.

Pourquoi l'intérieur de la Terre est très chaud

a) En raison de la décroissance radioactive provoquant la majeure partie du chauffage.

b) En raison de la forte pression due aux matériaux crustaux sus-jacents.

c) La chaleur originelle résultant du refroidissement lent des matériaux arrachés au soleil

Discontinuité de Gutenberg

• Une zone de discontinuité définie entre le manteau et le noyau.

C. Noyau/barysphère/Centrosphère

• La couche la plus interne/centrale de la terre.

• Composé de roches très denses

• Composé de nickel et de fer

• Les températures sont jusqu'à 3700◦c.

• Une masse solide principalement de fer

• Les températures sont estimées entre 4500◦c et 5000◦c.

Structure externe de la Terre

• Couche de gaz entourant la terre.

• La terre tourne avec elle parce qu'elle s'y accroche par gravité

Composition de l'atmosphère

a) Les gaz existent sous forme de mélange

La structure de l'atmosphère

Il est divisé en 4 couches/zones à savoir :

2. Stratosphère/ozonosphère

4. Thermosphère/ionosphère

• Un rayonnement élevé est présent.

• Les gaz et les molécules de cette couche existent sous forme d'ions en raison d'un rayonnement élevé.

• N'a pas de sommet défini mais se fond progressivement dans la partie la plus externe de l'atmosphère appelée exosphère.

• L'exosphère est constituée de gaz rares comme l'hydrogène et l'hélium.

• Au-delà de l'atmosphère, il y a l'espace extra-atmosphérique.

• L'espace extra-atmosphérique est l'univers au-delà de l'atmosphère dans lequel existent d'autres planètes et étoiles.

Importance de l'atmosphère

a) Les animaux et les plantes en respirent de l'oxygène pour la respiration.

b) Les plantes en utilisent le dioxyde de carbone pour la photosynthèse.

c) La vapeur d'eau dans l'atmosphère se condense pour former des nuages ​​qui nous donnent de la pluie.

d) La couche d'ozone dans la stratosphère nous protège des rayons ultraviolets qui peuvent provoquer des cancers.

e) Le dioxyde de carbone et le méthane dans l'atmosphère provoquent un réchauffement global par effet de serre.

• Partie de la surface terrestre recouverte de masses d'eau, par ex. les océans, les mers, les lacs, les rivières et même les eaux souterraines.

• Il représente 73 % de la surface terrestre.

• L'atmosphère et l'hydrosphère sont liées en ce que les gaz atmosphériques pénètrent dans les profondeurs de l'océan sous forme de solution.

• La basse atmosphère, l'hydrosphère et la partie supérieure de la croûte terrestre sont appelées biosphère, c'est-à-dire la sphère de la terre dans laquelle existe la vie organique.

-Conditions atmosphériques quotidiennes d'un lieu à un moment donné.

-Un endroit où l'observation, la mesure et l'enregistrement des éléments météorologiques sont effectués

Facteurs à prendre en compte lors de l'installation d'une station météo

1. Un endroit ouvert où il y a peu d'obstruction des éléments météorologiques.

2. Endroit accessible pour que l'enregistrement puisse se faire facilement.

3. Un terrain assez plat ou en pente douce (5◦) pour faciliter le positionnement des instruments météorologiques.

4. L'endroit doit offrir une large vue sur le paysage environnant et le ciel.

5. Le site doit être exempt d'inondation.

6. L'endroit doit être sécurisé.

Instruments de mesure des éléments météorologiques

5. Enregistreur de soleil-durée et intensité du soleil

6. Girouette - direction du vent

8. Taux d'évaporation et quantité d'évaporation.

4. thermomètre à bulbe humide et à bulbe sec

1. Fournir des conditions d'ombre pour un enregistrement précis de la température.

2. Assurez la sécurité des thermomètres car ils sont délicats.

Des qualifications qui rendent Stevenson Screen adapté à son travail

1. Peint en blanc pour une faible absorption de l'énergie solaire.

2. Fait de bois qui est un mauvais conducteur de chaleur.

3. Bien ventilé pour permettre une circulation plus facile de l'air à l'intérieur.

4. Élevé pour éviter le contact avec le rayonnement terrestre.

5. Possède un double toit qui agit comme un isolant pour empêcher le chauffage direct du soleil.

Enregistrement et calcul des conditions météorologiques

-Degré de chaleur d'un objet ou d'un lieu.

Elle est mesurée à l'aide de 3 types de thermomètres à savoir :

• La température augmente, provoquant l'expansion du mercure.

• Mercure fait monter l'indice.

• Lorsque la température baisse, le mercure se contracte.

• La température maximale est lue sur l'échelle à l'extrémité inférieure de l'index.

• Le thermomètre est réinitialisé en le secouant pour forcer le mercure à rentrer dans l'ampoule.

• Les chutes de température provoquent la contraction de l'alcool.

• L'alcool fait baisser l'indice.

• Lorsque la température augmente, l'alcool se dilate et monte dans le tube.

• L'index reste là où il a été extrait.

• La lecture de la température minimale est obtenue à partir de l'échelle à l'extrémité inférieure de l'index.

Calcul de la température

1. Plage de température diurne/quotidienne

-Différence entre la température maximale et minimale pour une journée.

2. Température quotidienne moyenne

- Moyenne des températures maximales et minimales journalières.

3. Température mensuelle moyenne

- Somme des températures quotidiennes moyennes d'un mois divisée par le nombre de jours de ce mois.

4. Température minimale mensuelle moyenne

- Somme des températures minimales quotidiennes divisée par le nombre de jours de ce mois.

5. Température maximale mensuelle moyenne

- Somme des températures maximales quotidiennes divisée par le nombre de jours de ce mois.

6. Température annuelle moyenne

- Somme des températures moyennes mensuelles divisée par 12.

7. Plage de température annuelle moyenne

- Différence entre les températures mensuelles moyennes les plus élevées et les plus basses d'une année.

9. ◦F=(◦c×1.8)+32 dériver le reste des formules.

Il doit être fait d'un matériau imperméable qui ne peut pas absorber l'eau.

• Il est placé dans un espace ouvert pour empêcher l'eau de tomber dans l'entonnoir.

• Son enfoncé dans le sol pour empêcher l'évaporation

• Le dessus de l'entonnoir est laissé à 30 cm au-dessus du sol pour éviter les éclaboussures d'eau et le ruissellement.

• Après 24 heures, l'eau est vidée dans l'éprouvette graduée.

• La lecture de la quantité de pluie est obtenue à partir du cylindre de mesure en millimètres.

• Le chiffre représente les millimètres d'eau tombant sur chaque millimètre carré du sol.

• Il pourrait être utilisé pour mesurer la chute de neige en la faisant fondre avant que les lectures ne soient obtenues.

1. Total des précipitations mensuelles

-Somme des précipitations enregistrées en un mois.

2. Précipitations annuelles totales

- Somme des totaux mensuels des précipitations pendant 12 mois.

3. Précipitations mensuelles moyennes

-Somme des totaux de précipitations pour un mois particulier sur plusieurs années divisée par le nombre d'années d'observation.

4. Précipitations annuelles moyennes

-Somme des précipitations mensuelles moyennes pour 12 mois de l'année.

• La lentille sphérique focalise la lumière sur le papier sensibilisé.

• Le papier brûle quand le soleil brille.

• Le total des heures d'ensoleillement est obtenu en ajoutant toutes les sections brûlées des étalonnages sur la face du papier sensibilisé.

• Le papier sensibilisé est changé tous les jours.

L'humidité est l'état de l'atmosphère par rapport à sa teneur en eau.

Il est mesuré avec un hygromètre ou un psychromètre qui se compose de thermomètres à bulbe humide et sec conservés dans un écran Stevenson.

Le thermomètre à bulbe sec est un thermomètre recouvert d'un sac en mousseline immergé dans l'eau tandis que le thermomètre à bulbe sec n'a pas de mousseline.

• Lorsque l'air est sec, il y a beaucoup d'évaporation de la mousseline.

• L'évaporation refroidit le bulbe du thermomètre, ce qui donne une lecture à basse température.

• Lorsque l'humidité est élevée, il y a peu d'évaporation de la mousseline.

• Le thermomètre à bulbe humide est refroidi à un rythme plus lent et les deux thermomètres affichent presque la même température.

• La différence de lecture entre les deux thermomètres est utilisée pour déterminer l'humidité relative.

• Lorsque les 2 lectures sont identiques, l'humidité relative est de 100 % c'est-à-dire que l'air est saturé.

• Si la différence est faible, l'humidité est élevée.

• Si la différence est grande, l'humidité est très faible.

- Quantité réelle de vapeur d'eau qu'un volume d'air donné peut contenir. Elle s'exprime en g/m 3 .

- Masse de vapeur d'eau dans une masse d'air donnée. Il est exprimé en g/km.

- Rapport entre l'humidité absolue et la quantité maximale d'eau que l'air peut contenir exprimé en pourcentage.

R.H.=A.H/Quantité maximale d'eau que l'air peut contenir à la même température.

• Si l'air à 20◦c contient 10g/m 3 et que l'air donné peut contenir un maximum de 20g/m3.calculez l'humidité relative.

• Lorsque le vent souffle, la flèche oscille.

• La flèche pointe dans la direction opposée du vent.

• La direction est lue à partir des points cardinaux cardinaux.

• La flèche pointera dans la direction d'où souffle le vent.

• Par exemple, s'il pointe vers le S, le vent souffle du S vers le N.

- Non conservé dans une station météo car il ne donne pas la direction précise du vent.

- Vu à proximité des pistes d'atterrissage au profit des pilotes.

• Lorsque le vent souffle, le bas s'étire dans la direction où le vent souffle.

• Lorsque le vent s'incline, les coupelles hémisphériques tournent.

• Le nombre de tours est obtenu à partir du compteur sur la partie inférieure de l'anémomètre.

• Les unités de mesure du vent sont appelées nœuds.

-La force exercée par les gaz dans l'atmosphère sur une zone ou un corps à la surface de la terre.

-Mesuré à l'aide de baromètres de trois types, à savoir les baromètres à mercure, anéroïdes et Fortin.

• L'air exerce une pression sur le mercure dans le bécher.

• La hauteur de mercure dans le tube est proportionnelle à la pression atmosphérique.

• Les lectures sont prises en mmHg.

1. Encombrant à transporter.

2. Peut être endommagé assez facilement lors du transport.

-Mesure les changements de pression atmosphérique.

• Dispose d'un compartiment étanche à l'air (vide).

• Le compartiment se dilate lorsque la pression diminue.

• Il s'effondre lorsque la pression augmente.

• Le mouvement est transmis par levier à un pointeur sur un cadran.

• Les lectures sont en kg/cm 3 .

Le taux et la quantité d'évaporation sont mesurés à l'aide d'évaporomètres à piche et à réservoir.

• Le niveau d'eau dans le tube en verre diminue.

• Le taux et la quantité d'évaporation sont obtenus en regardant l'échelle à l'extérieur du tube de verre.

• Le réservoir d'eau est mis à l'air libre.

• L'eau s'évapore lorsqu'il y a beaucoup de soleil.

• L'eau dans le réservoir diminue.

• Le taux et la quantité d'évaporation sont obtenus à partir des étalonnages à l'intérieur du réservoir en mm.

La quantité de couverture nuageuse est observée à l'aide des yeux.

Okta=environ 1/8 du ciel est couvert de nuages.

-Prédiction des conditions de l'atmosphère pour un lieu donné pendant une certaine période.

Méthodes de prévision météorologique

- Prédiction du temps basée sur des croyances et des faits traditionnels.

• Les plantes qui perdent des feuilles indiquent une période de sécheresse.

• Les fourmis safari indiquent qu'il va pleuvoir.

• La migration des papillons indique également qu'il va pleuvoir.

• Le coassement des grenouilles pendant la saison sèche indique qu'il va pleuvoir.

• La floraison de certaines plantes indique le début des précipitations.

• Les changements d'intensité du soleil indiquent qu'il va pleuvoir.

-Prévision du temps à l'aide d'instruments modernes et de nouvelles technologies de collecte, de transmission, de traitement et d'analyse des données météorologiques.

1. Satellites-dispositifs électroniques en orbite autour de la terre qui collectent et transmettent des données météorologiques qui sont interprétées par des ordinateurs.

2. Radar-un instrument utilisé pour voir la formation des nuages.

3. Capteurs/radiosodes-instrument fixé sur un ballon utilisé pour mesurer la pression atmosphérique, la température et l'humidité.

4. Ordinateurs-dispositif électronique utilisé pour stocker, analyser et afficher des informations météorologiques.

Signification/Importance des prévisions météorologiques

1. Nous aide à être conscients des catastrophes naturelles liées aux conditions météorologiques avant qu'elles ne surviennent afin de prendre des mesures de précaution.

2. Guider les touristes sur le moment de visiter les parcs nationaux.

3. Aide les agriculteurs à planifier leurs activités telles que la plantation, la récolte, etc.

4. S'assure que le transport aérien et maritime est effectué en toute sécurité.

5. Aide les sportifs à planifier leurs horaires d'entraînement et de compétition.

6. Aide les gens à planifier de nombreuses autres activités telles que l'exploitation minière, la production d'électricité, les événements de vacances, etc.

7. Aide les communautés de pêcheurs à planifier leurs activités.

Facteurs entravant les prévisions météorologiques

1. Manque de main-d'œuvre qualifiée en raison des installations de formation limitées.

2. Manque d'équipements modernes conduisant à des prévisions erronées.

3. Les calamités naturelles telles que les tempêtes et les tremblements de terre.

4. Conditions météorologiques extrêmes pouvant endommager ou déplacer les instruments.

5. Utilisation d'instruments défectueux.

7. Mauvaise assise des instruments.

Facteurs influençant la météo

Facteurs influençant la température

• La température diminue avec l'augmentation de la hauteur en raison de l'air à plus haute altitude étant plus mince et donc il y a moins de particules, par ex. des gaz, de la poussière, de la fumée et de la vapeur d'eau pour stocker la chaleur afin qu'elle se perde rapidement dans l'espace.

- Distance de l'équateur.

La température diminue avec l'augmentation de la latitude.

• Les endroits propres à l'équateur connaissent des températures élevées en raison des rayons du soleil parcourant une distance plus courte et faisant face à moins d'interférences des conditions atmosphériques, d'où plus d'énergie solaire atteint la surface de la terre.

De plus, les rayons du soleil frappent la terre à angle droit, de sorte que l'énergie solaire est concentrée sur une petite zone.

• À des latitudes plus élevées, les rayons du soleil parcourent une plus longue distance face à plus d'interférences des conditions atmosphériques, donc moins d'énergie solaire atteint la surface de la terre.

De plus, les rayons du soleil frappent la terre à un angle aigu, d'où l'énergie solaire est répartie sur une grande surface.

3. Aspect - Direction de la pente.

• À des latitudes plus élevées, les pentes faisant face à l'équateur ont une température plus élevée parce qu'elles font face au soleil tandis que celles faisant face aux pôles ont une température plus basse ont une température plus basse parce qu'elles font face au soleil.

- Transférer la chaleur d'un endroit à un autre.

• Lorsqu'ils soufflent depuis des zones froides, ils transmettent l'effet de refroidissement aux zones sur lesquelles ils soufflent et lorsqu'ils soufflent depuis des zones chaudes, ils exercent une influence réchauffante sur les endroits sur lesquels ils soufflent.

5. Distance d'un grand plan d'eau

• Les zones proches d'un grand plan d'eau connaissent une température plus basse pendant la saison chaude et une température plus élevée pendant la saison fraîche en raison des brises de mer, des courants océaniques chauds et froids et du vent soufflant sur l'eau qui peut être plus chaude ou plus froide que la terre adjacente.

• Les nuages ​​réduisent la quantité d'énergie solaire atteignant la surface en absorbant, en diffusant et en réfléchissant le rayonnement solaire.

• Lorsqu'il y a un ciel clair pendant la journée, la température est plus élevée en raison de l'insolation solaire maximale sur la terre.

• Pendant les nuits claires, les températures sont très basses en raison de la perte de beaucoup de rayonnement terrestre vers l'espace.

• Les nuits nuageuses par contre sont plus chaudes en raison des nuages ​​rayonnant vers la terre la chaleur absorbée pendant la journée.

• Plus la période d'ensoleillement est longue, plus la quantité de rayonnement qu'un lieu reçoit est importante et donc plus la chaleur qui sera générée par la terre sera importante et vice versa.

• À l'équinoxe, lorsque la terre est la plus éloignée du soleil, la température sur la terre est plus basse en raison de la diminution du rayonnement solaire atteignant la surface de la terre en raison du déplacement sur une plus longue distance et donc de la forte interférence des conditions atmosphériques.

• Aux solstices, la terre reçoit plus d'énergie solaire en parcourant une distance plus courte et est donc confrontée à moins d'interférences des conditions atmosphériques.

• Parfois, le soleil dégage plus de chaleur en raison de réactions violentes entraînant une augmentation de la température sur la terre.

• Quand il dégage moins de chaleur, la température sur la terre est plus basse.

10. État de surface

• Surfaces claires, par ex. les surfaces lisses reflètent la lumière du soleil et donc moins d'énergie solaire atteint la surface de la terre.

• Les surfaces sombres et irrégulières telles que la végétation absorbent plus de chaleur, ce qui entraîne des températures de surface plus élevées.

Facteurs influençant l'humidité

• Les endroits à haute température connaissent une humidité élevée en raison de l'évaporation élevée et de l'air ayant une grande capacité à retenir l'humidité.

• Les endroits à basse température ont une faible humidité en raison de la faible évaporation et de l'air ayant une faible capacité à retenir l'humidité.

• Zones proches des plans d'eau, par ex. Kisumu et Mombasa connaissent une humidité élevée en raison de l'évaporation de l'eau du plan d'eau.

• Les endroits proches d'une végétation épaisse ont également une humidité élevée en raison de l'évapotranspiration.

• Les zones éloignées des plans d'eau comme le milieu des déserts ont une faible humidité.

• Les zones recevant de fortes précipitations ont également un taux d'humidité élevé.

• Il y a une forte humidité à basse altitude parce que la haute pression comprime l'air en le réchauffant, augmentant sa capacité à retenir l'humidité et provoque également une forte évaporation.

• Il y a une basse pression à haute altitude parce que l'air se dilate et se refroidit, réduisant ainsi sa capacité à retenir l'humidité.

• Les basses latitudes connaissent une humidité élevée en raison des températures élevées entraînant des taux d'évaporation élevés et de l'air ayant une grande capacité à retenir l'humidité.

• Les hautes latitudes connaissent une faible humidité en raison des basses températures résultant en de faibles taux d'évaporation et de l'air ayant une faible capacité à retenir l'humidité.

Importance de l'humidité/humidité

1. Affecte la formation de pluie de telle manière que les endroits à forte humidité sont susceptibles de connaître des précipitations plus élevées que celles à faible humidité.

2. Régule les pertes de chaleur de la surface de la terre en absorbant le rayonnement terrestre (processus par lequel la terre dégage de la chaleur dans l'atmosphère).

3. Cela affecte la température sensible en ce sens que plus l'humidité est élevée, plus nous ressentons une température sensible.

-Les formes sous lesquelles la surface de la terre reçoit de l'humidité.

Des précipitations solides se forment lorsque de minuscules gouttelettes d'eau gèlent et forment des cristaux de glace.

Les cristaux peuvent fusionner pour former des flocons.

-Les précipitations qui sont un mélange de pluie et de neige.

Des morceaux de glace à peu près sphériques se sont formés lorsque des gouttelettes de nuage super refroidies se moulent autour des cristaux de glace avant de se refroidir. Il détruit la vie des cultures et les toits des maisons.

-Précipitations constituées de gouttelettes d'eau formées sur des surfaces froides la nuit, par ex. toits de fer et lames de verre.

• Dans une nuit claire, il y a un rayonnement au sol élevé.

• La température de la surface de la terre tombe en dessous du point de rosée (température à laquelle l'air refroidi devient saturé).

• L'excès d'eau se condense sur les surfaces froides.

-Précipitations constituées de gouttes d'eau/gouttelettes formées lorsque de minuscules gouttelettes d'eau fusionnent autour de particules de matière et deviennent lourdes et tombent sur la terre.

Transformation de la vapeur d'eau en minuscules gouttelettes d'eau alors que le refroidissement se poursuit en dessous du point de rosée. Les gouttelettes se rejoignent pour former des nuages.

Causes de la condensation

1. Refroidissement-refroidissement adiabatique de l'air humide lorsqu'il s'élève verticalement.

2. Refroidissement orographique-refroidissement de l'air humide lors de l'ascension d'une colline ou d'une montagne.

3. Refroidissement-refroidissement frontal de la masse d'air chaud lorsqu'elle souffle vers une masse d'air froid.

4. Refroidissement-refroidissement par advection en raison du déplacement d'air humide sur une terre ou une mer fraîche.

Comment se produit la condensation/formation de nuages

• L'air humide monte jusqu'au niveau de condensation (altitude où la température est inférieure au point de rosée.

• Il est refroidi en dessous du point de rosée.

• De minuscules gouttelettes d'eau se condensent autour de minuscules particules telles que la poussière, les particules de fumée, les grains de pollen et les particules de sel (noyaux de condensation).

• Les gouttelettes fusionnent et finissent par devenir plus grosses et tombent sous forme de pluie.

• Si l'humidité monte à une altitude où la température est inférieure à 0◦c, les gouttelettes d'eau condensées gèlent en formant des particules de glace ou de l'eau surfondue (eau qui est restée à l'état liquide à des températures inférieures au point de congélation en raison du manque de noyaux de condensation suffisants.

• Les gouttelettes de nuage super refroidies peuvent se mouler autour des cristaux de glace avant de geler pour former de la grêle.

1. Relief/Orographique/Pluie de montagne

• L'air humide est forcé de s'élever au-dessus d'une colline ou d'une montagne.

• La température et la pression de l'air diminuent, ce qui l'amène à se dilater.

• L'air se refroidit en raison de la diminution de la température et de la diminution de la pression, ce qui provoque son expansion.

• L'humidité se condense en formant de minuscules gouttelettes d'eau (nuages).

• Les minuscules gouttelettes d'eau dans les nuages ​​fusionnent et deviennent trop lourdes pour être suspendues dans l'air et tombent sous forme de pluie.

• L'air passe du côté sous le vent avec une faible teneur en humidité.

• Étant donné qu'il est plus lourd en raison de sa fraîcheur, il descend de ce côté et se réchauffe, ce qui lui permet de retenir le peu d'humidité qu'il avait, ce qui fait que ce côté reçoit de faibles précipitations (ombre de pluie).

1. Précipitations par convection

Il est accompagné d'orages.

• Le sol ou le plan d'eau est chauffé, provoquant l'évaporation.

• Il y a une remontée convective et un refroidissement de l'air humide.

• La condensation se produit en formant de minuscules gouttelettes d'eau (nuages).

• Les gouttelettes fusionnent et tombent sous forme de pluie.

• L'air sec refroidi descend à la surface où il est chauffé et sa capacité à retenir l'humidité est augmentée.

2. Précipitations frontales/cycloniques

Il est accompagné de cyclones (vents violents).

• Une masse d'air chaud et humide rencontre une masse d'air froid.

• L'air chaud est forcé de monter car il est moins dense.

• Il se refroidit en montant au niveau de la ligne de contact avec l'air froid.

• L'humidité se condense en formant des nuages ​​entraînant une pluie frontale.

Facteurs influençant les types et les quantités de précipitations

Les caractéristiques du relief telles que les montagnes et les collines entraînent la montée et le refroidissement des vents humides pour former des précipitations de relief.

Les pentes au vent qui sont sur la trajectoire des vents porteurs de pluie reçoivent des précipitations plus abondantes que les pentes sous le vent qui font face.

3. Forêts et plans d'eau

Les zones proches des forêts et des grands plans d'eau connaissent des précipitations plus élevées et plus souvent en raison d'un taux d'évaporation élevé.

Les zones de haute pression reçoivent moins de précipitations que les zones de basse pression en raison de la poussée des masses d'air de la haute pression à la basse pression. Les zones de haute pression ont de l'air sec descendant.

Lorsque des masses d'air chaud et froid se rencontrent, des précipitations frontales se forment.

• Il influence les précipitations, les côtes baignées par les courants océaniques chauds subissent de fortes précipitations lorsque les vents humides terrestres sont réchauffés par le courant et retiennent l'humidité qu'ils libèrent en atteignant la terre.

• Les côtes baignées par les courants océaniques froids, d'autre part, connaissent de faibles précipitations en raison du refroidissement des vents humides et de la condensation de l'humidité, ce qui fait que la pluie tombe sur l'océan, apportant ainsi peu ou pas de pluie sur les zones côtières.

C'est la cause des déserts de la marge occidentale, par ex. Déserts du Kalahari et du Namib.

Facteurs influençant la pression atmosphérique

• La pression diminue avec l'augmentation de l'altitude car la colonne d'air devient plus courte et exerce donc moins de poids.

• Lorsque l'air est chauffé, il se dilate et exerce une pression sur une grande surface, ce qui réduit la pression.

• Lorsqu'il est refroidi, il se contracte et exerce une pression sur une petite zone, ce qui augmente la pression.

2. Rotation de la terre

• La rotation pousse les masses d'air des pôles vers l'équateur, ce qui fait que l'air s'étale et occupe plus d'espace, ce qui l'amène à se dilater et à diminuer la pression.

• Lorsque l'air de l'équateur se déplace vers les pôles, il occupe moins d'espace, ce qui le fait se contracter, ce qui entraîne une pression élevée.

La brume et le brouillard sont une masse de minuscules gouttelettes d'eau en suspension dans les couches inférieures de l'atmosphère.

Le brouillard est plus dense que la brume, c'est-à-dire qu'il a plus d'humidité.

Les deux entravent la visibilité bien que le brouillard réduise la visibilité à moins d'un kilomètre.

Lorsque le brouillard se mélange à la fumée, on parle de smog.

• L'air humide se refroidit en dessous du point de rosée.

• Les gouttelettes d'eau résultantes restent en suspension dans l'air.

• Type formé lorsque l'air humide est refroidi en dessous du point de rosée à la suite d'un rayonnement intense au sol la nuit.

• Type formé lorsque l'air humide de la mer se déplace horizontalement sur une surface froide, par ex. sol couvert de neige.

2. Brouillard orographique/colline/vers le haut

• Type formé lorsque l'air humide est refroidi après avoir gravi une colline ou une montagne.

• Type formé lorsque de la vapeur d'eau est ajoutée à de l'air froid qui est déjà proche de la saturation, provoquant la condensation de l'excès de vapeur d'eau et la formation de brouillard.

• Type formé lorsque l'air chaud et humide est refroidi par le bas lorsqu'il s'élève au-dessus d'une masse d'air froid.

• Type formé lorsque l'air humide passe à la surface d'un plan d'eau douce beaucoup plus chaud.

• L'eau chaude est refroidie par le haut et la vapeur d'eau condensée forme du brouillard. Il semble qu'il fume.

• Type formé lorsque la vapeur d'eau est convertie directement en cristaux de glace lorsque les températures sont inférieures au point de congélation.

-Sont une masse de minuscules gouttelettes ou particules de glace formées lorsque la vapeur d'eau se condense.

-Nuages ​​fins et vaporeux composés de cristaux de glace.

- Apparaissent sous forme de feuilles grisâtres couvrant la majeure partie du ciel et sont rarement divisées en unités.

-Sont massives arrondies avec une base plate et une étendue horizontale limitée et s'élèvent vers le haut à de grandes hauteurs.

-Se trouvent en couches, sont de forme plate et ressemblent à du brouillard.

-sont sombres à la base et parfois blanches sur les côtés et provoquent pluies et orages.

-Sont des nuages ​​blancs constitués de cristaux de glace blancs.

-Un nuage de pluie qui est gris foncé et s'étend sur le ciel en couches basses uniformes.

-Nuages ​​à base horizontale plate, massifs, arrondis et d'étendue moins horizontale.

-Nuages ​​hauts composés de cristaux de glace qui indiquent le beau temps.

Répartition mondiale des zones de pression et du système éolien planétaire/vents dominants mondiaux

La zone de basse pression équatoriale (ITCZ-low)

• Trouvé entre 23 ½ N et 23 ◦N

• Connaît des températures élevées.

• Une zone de dépression et de pot au noir (vents légers et intermédiaires).

• Zone de convergence des alizés S.E et N.E.

• Associé à la pluie convectionnelle et aux orages.

• Migre vers le N et avec le mouvement apparent du soleil zénithal.

La zone de haute pression subtropicale

• Une région d'air calme descendant.

• Source d'alizés et d'ouest.

• Zone de divergence des T. Winds et Westeries.

La zone de basse pression tempérée

• Zone de convergence des westeries et esters polaires.

• Trouvé sur les pôles 90◦N et 90◦S.

• Zone d'air calme descendant de basse température.

• Source d'ests polaires.

Les vents dominants du monde

Ce sont les grands vents qui soufflent fréquemment et régulièrement sur la terre et qui influencent la météo mondiale.

• Souffler de la zone de haute pression subtropicale et souffler vers la ceinture de basse pression équatoriale.

• Proviennent de la zone de haute pression subtropicale et soufflent vers la ceinture de basse pression tempérée.

3. Les Pâques polaires

• Originaire de la zone de haute pression polaire et souffler vers la zone de basse pression tempérée.

• Vents saisonniers qui s'inversent dans le sens de l'écoulement.

• Ils soufflent vers la terre en été (onshore) et depuis la terre en hiver (off shore).

• Apportez de fortes pluies lorsque vous êtes à terre, ce qui peut provoquer de graves inondations.

• Bien développé dans le Sun-continent indien, la Chine, le Japon et l'Asie du Sud-Est.

- Grandes parcelles d'air distinctes se déplaçant dans une direction

- Proviennent de zones de météo et de topographie uniformes d'où elles tirent leurs caractéristiques, par ex. les zones plates, les forêts, les déserts et les zones couvertes de neige.

Caractéristiques des masses d'air

• A une température et une humidité uniformes.

• Distinct de l'air ambiant.

• Conserve ses caractéristiques lorsqu'il s'éloigne.

• Proviennent des océans équatoriaux.

1. Masse d'air subtropicale

• Se forme près de la ceinture subtropicale à haute pression.

• Se forme à proximité des pôles ou de la zone de basse pression tempérée.

3. Masses d'air arctiques et antarctiques

• Se forme respectivement sur les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique.

4. Effet des masses d'air sur la météo

• Lorsque la masse d'air chaud et humide et la masse d'air froid rencontrent des précipitations cycloniques se forment, par ex. maritime tropical et maritime polaire.

• Les masses d'air froid ont un effet de refroidissement sur les zones vers lesquelles elles se déplacent, par ex. continental polaire.

• S'ils sont chauds, ils prennent l'influence du réchauffement dans la zone où ils se déplacent, par ex. continental tropical.

Systèmes de pression dans le monde

• Démarre dans les zones où l'air monte du sol vers l'atmosphère et descend à haute altitude.

• Il est de deux types. Cyclones tropicaux, par ex. ouragan, typhon et willy willies et dépressions caractérisées par des latitudes tempérées.

• Le mouvement du vent est antihoraire dans l'hémisphère N. et horaire dans l'hémisphère S..

• • Il commence dans les zones où l'air descend de l'atmosphère sur le sol puis souffle vers l'extérieur sur le sol.

• Le mouvement du vent est horaire dans l'hémisphère N. et antihoraire dans l'hémisphère S..

-Qui se produisent régulièrement pendant une courte période de temps affectant une zone limitée.

-Modifier la météo de la zone où ils soufflent.

• Pendant la journée, la terre se réchauffe plus vite que la mer.

• L'air au-dessus du sol se réchauffe et s'élève.

• L'air de la mer se déplace vers la terre pour remplacer l'air ascendant.

• L'air qui monte de la terre se refroidit et descend au-dessus de la mer à haute altitude.

• La circulation continue jusqu'à ce que la différence de pression s'inverse la nuit.

Il prend un effet rafraîchissant sur terre par une chaude après-midi.

-Un vent léger et doux qui souffle de la terre à la mer pendant la nuit.

• L'air au-dessus de la mer se réchauffe et s'élève.

• L'air de la terre se déplace vers la mer pour remplacer l'air ascendant.

• L'air montant de la mer descend au-dessus de la terre à haute altitude.

• La circulation continue jusqu'à ce que la différence de pression soit inversée au cours de la journée.

Il provoque des averses matinales à cause de l'humidité apportée vers la terre en haute altitude.

3. Vents anabatiques (Valley Breeze)

• Pendant la journée, les sommets des collines sont plus chauffés que les fonds des vallées.

• L'air au-dessus des sommets des collines se réchauffe et s'élève.

• L'air frais au-dessus de la vallée monte vers la colline pour remplacer l'air ascendant.

- Provoquer des averses l'après-midi sur des terrains vallonnés.

4. Vents catabatiques/descendants

• Pendant la nuit, les sommets des collines perdent de la chaleur plus rapidement que la vallée.

• L'air au-dessus de la vallée se réchauffe et monte.

• L'air frais au-dessus des sommets des collines se déplace vers la vallée par gravité pour remplacer l'air ascendant.

- Accepte les conditions froides en fond de vallée.

-Les vents du N.E qui proviennent du Sahara et soufflent sur l'Afrique de l'Ouest entre novembre et mars y apportant des conditions sèches.

-Les vents froids locaux qui glissent le long du versant sous le vent de la montagne à grande vitesse et se réchauffent en produisant une élévation de température.

En raison de la vitesse et de la température élevées, ils sont associés aux incendies de forêt.

Ils sont connus sous le nom de Chinook dans les montagnes Rocheuses, Santa Anas en Californie et Mistral en France.

Facteurs influençant le flux du vent (vitesse et direction)

Si la différence de pression entre les zones de haute et de basse pression est élevée, les vents soufflent à grande vitesse (forts) mais s'ils sont faibles, ils soufflent à grande vitesse (sont doux).

2. distance entre les lieux de haute et basse pression

si les zones de haute et basse pression sont proches l'une de l'autre, les vents soufflent à grande vitesse mais si éloignées l'une de l'autre, les vents soufflent à basse vitesse.

3. Rotation de la terre

La rotation de la terre dévie les vents vers la droite dans l'hémisphère N. et vers la gauche dans l'hémisphère S..

Si la surface de la terre est accidentée ou présente des obstacles tels que des collines, des montagnes, des vallées ou de la végétation, le vent est bloqué, ce qui entraîne une réduction de la vitesse et la direction de son écoulement est également modifiée.

Statistiques - des chiffres chiffrés collectés systématiquement et disposés dans un but particulier.

Les données statistiques-informations présentées informent des nombres, par ex.

1. Nombre d'élèves dans une école

2. Température moyenne journalière d'un lieu

3. Quantité de lait produite quotidiennement à partir d'une ferme

4. Montant d'argent tiré des exportations annuellement.

Méthodes statistiques - techniques de collecte, d'enregistrement, d'analyse, de présentation et d'interprétation des données statistiques.

Importance des statistiques

Illustre la relation entre 2 ou plusieurs quantités variables, par ex. production de haricots et superficie cultivée.

Résume les informations géographiques qui économise du temps et de l'espace.

Effectue une comparaison entre les composants, par ex. province qui compte le plus d'habitants.

Prévision des tendances futures du temps et du climat.

Prévision des catastrophes naturelles, par ex. sécheresses et inondations.

Planification de la fourniture d'équipements sociaux, par ex. hôpitaux et écoles.

Types de données statistiques

- Informations de première main ou originales du terrain, par ex.

Température quotidienne moyenne d'une station météorologique

Données secondaires/dérivées

- Informations de seconde main disponibles dans les sources stockées compilées par d'autres chercheurs, par ex.

Nature des données statistiques

-Qui est donné en nombres entiers, par ex.

- Des faits et des chiffres qui peuvent prendre n'importe quelle valeur, par ex.

• Valeurs comprises dans la plage, par ex. 0-30◦c

- Ce qui n'est pas précis/exact mais les valeurs varient en groupes, par ex.

-Personnes ou lieux qui ont des informations de première main ou originales.

Les informations peuvent être collectées par observation, mesure, comptage, photographie, etc.

• Donner des informations de première main

• L'information ne peut pas être obtenue d'autres sources

-Matériaux dans lesquels les informations collectées par d'autres ont été stockées, par ex. manuels, ouvrages de référence, etc.

Méthodes de collecte de données (techniques statistiques)

-Utilisation des yeux pour observer les caractéristiques ou la météo, puis les informations sont enregistrées immédiatement, par ex. couverture nuageuse, roches, sol, reliefs, végétation, etc.

Donne des informations de première main qui sont fiables.

Le matériel pertinent à l'étude est recueilli.

Gain de temps puisqu'il n'est pas nécessaire de rechercher des données dans de nombreux endroits.

a) Les données sur les activités passées ne sont pas disponibles.

b) Peut être gêné par les conditions météorologiques, par ex. tempêtes de brouillard et de poussière.

c) Inefficace pour les personnes ayant une déficience visuelle.

d) Fatiguant et coûteux car cela implique de nombreux déplacements car une présence physique est requise.

-Recueillir des informations auprès des personnes par des discussions directes puis les réponses sont enregistrées.

Il peut être en face à face ou au téléphone.

Un questionnaire préparé à l'avance est utilisé.

Des informations fiables de première main sont collectées.

L'enquêteur peut demander des éclaircissements en cas d'ambiguïté des réponses.

Peut être utilisé sur les analphabètes.

L'enquêteur peut évaluer l'exactitude des réponses.

a) Cela prend du temps puisqu'une personne peut être manipulée à la fois.

b) Coûteux et fastidieux car de nombreux déplacements sont nécessaires pour rencontrer les répondants.

c) Peut rencontrer une barrière linguistique si le répondant ne parle pas la même langue que l'enquêteur.

d) Un répondant peut mentir, exagérer ou déformer des faits conduisant à la collecte d'informations erronées.

3. Administration des questionnaires

- Série de questions systématiquement structurées imprimées sur papier utilisées lors des entretiens ou envoyées aux répondants pour compléter les réponses.

• Questionnaire ouvert - dans lequel le répondant a la possibilité d'exprimer son point de vue. L'inconvénient est que les réponses sont différentes et difficiles à analyser.

• Questionnaire fermé (rigide) - dans lequel les répondants ont le choix entre des réponses.

Caractéristiques d'un bon questionnaire

• Classement systématique du simple au difficile

• Ne touche pas à la vie privée du répondant

a) Des comparaisons peuvent être faites puisque les questions sont similaires.

b) Des informations de première main pertinentes pour les tendances et la situation actuelles sont collectées.

c) Économise de l'argent sur les voyages car la présence physique n'est pas requise.

d) Gain de temps car tous les répondants sont traités en même temps.

e) Beaucoup d'informations peuvent être collectées.

a) Analyse difficile en raison de réponses différentes.

b) Certains questionnaires peuvent être renvoyés vides par des répondants paresseux.

c) Ne peut pas être utilisé sur des répondants analphabètes.

d) Certains répondants peuvent écrire des informations erronées.

-Technique de collecte de données à partir de sources secondaires.

C'est en lisant, en regardant des films, en regardant des photographies et en écoutant pour obtenir ce qui est pertinent.

a) Facile à obtenir des données si elles sont analysées.

b) Pas cher car il n'y a pas beaucoup de déplacements

c) Gain de temps car toutes les informations sont au même endroit.

d) Possibilité d'obtenir d'anciennes données

a) Difficile de vérifier l'exactitude des données

b) Les données peuvent ne pas être pertinentes pour les tendances actuelles

c) Les données à jour peuvent ne pas être facilement disponibles

-Détermination des distances, des surfaces, de la hauteur ou de la profondeur à l'aide d'instruments et d'enregistrements.

La distance peut être estimée en arpentant ou en faisant des pas de longueur égale et inconnue.

-Obtenir une petite partie, par ex. de sol, de roche ou de végétation pour représenter l'ensemble à utiliser pour effectuer des essais en laboratoire.

7. Comptage/recensement

- Comptage et enregistrement arithmétiques.

- Capture sur film ou vidéo et photographies fixes.

- Utilisation d'outils tels que pioche, bêche ou tarière pour obtenir des échantillons de sol et de roches.

10. Sentiment et toucher

- En utilisant les doigts pour toucher les surfaces des sols et des roches pour obtenir leurs textures.

- Examiner par prélèvement -une partie représentant l'ensemble (population).

- Sélection des membres d'un groupe au hasard où chaque élément a une chance égale d'être sélectionné, par ex. pour sélectionner 5 étudiants à faire une visite guidée d'une classe :

• Les membres de la classe écrivent leurs noms sur des morceaux de papier

• Ils sont pliés et mis dans un panier

• Le panier est secoué et cinq papiers sont sortis

2. Échantillonnage systématique

-Sélection des membres d'un échantillon à partir d'un phénomène uniformément réparti à intervalles réguliers, par ex. après chaque 10 articles/membres.

3. Échantillonnage stratifié

-Sélection des membres d'un échantillon en divisant la population en groupes homogènes, par ex. pour sélectionner 6 étudiants à faire une visite :

• Divisez la classe en garçons et filles

• Sélectionnez 3 étudiants de chaque groupe par échantillonnage aléatoire ou systématique

• Combinez les unités de chaque groupe pour former l'échantillon requis.

-Sélection de l'échantillon en divisant l'échantillon en grappes ayant des caractéristiques similaires, puis un échantillon est prélevé dans chaque grappe et les choix représentatifs de chaque grappe sont combinés pour former un échantillon, par ex. pour échantillonner le coût du logement, un lotissement est choisi pour représenter chaque groupe et des choix représentatifs sont choisis dans chaque lotissement et combinés pour former un échantillon.

a) Un échantillon mal sélectionné peut conduire à des informations trompeuses

b) Échantillonnage systématique d'une population uniformément répartie

– Mener un test ou une enquête pour fournir des preuves pour ou contre une théorie, par ex. pour déterminer la composition chimique des roches et des sols.

a) Des données de première main sont obtenues

b) Donne des résultats précis s'il est correctement mené.

c) Cela peut conduire à d'autres découvertes

a) Peut être coûteux car il implique l'utilisation d'équipements coûteux.

c) L'utilisation d'instruments défectueux peut conduire à des résultats inexacts

d) Une mauvaise manipulation de l'équipement et des produits chimiques peut entraîner des accidents

Méthodes d'enregistrement des données

-Méthodes de stockage des informations pour éviter de les perdre.

-Écrire dans un cahier ce qui est observé, les réponses lors des entretiens puis les notes sont compilées à l'école ou au bureau lors de la rédaction du rapport.

2. Remplir des questionnaires

-Remplir des réponses dans des questionnaires qui sont des réponses d'un enquêté par un enquêteur ou l'enquêté lui-même qu'il renvoie ensuite.

- Faire 4 traits verticaux ou obliques et le 5ème sur les 4 pour enregistrer les données obtenues en comptant ou en mesurant des éléments similaires.

-Dessiner des tableaux et remplir systématiquement les données, par ex. feuilles d'enregistrement météorologique.

-Résumer les informations observées sur le terrain en réalisant un croquis du paysage et en étiquetant les informations essentielles.

-Dessin d'un plan approximatif d'une zone d'étude et étiquetage en mots ou symboles accompagnés d'une clé.

-Enregistrement de l'image d'un objet ou d'un paysage sur un film qui est traité pour obtenir une photographie puis les photographies sont étiquetées pour éviter toute confusion lors du stockage.

-Enregistrer les conversations pendant les entretiens sur des cassettes audio à l'aide d'un magnétophone.

Le répondant doit obtenir la permission d'enregistrer ses réponses.

• Il est utilisé si les réponses sont trop nombreuses pour être enregistrées dans un cahier.

• Cela permet une discussion fluide car demander aux répondants de répéter les réponses les irriterait.

-Examiner les chiffres numériques en détail.

Techniques d'analyse des données

1. Calcul des pourcentages

-Si dans l'étude d'une exploitation 10 hectares sont consacrés au café, quel est le % de la superficie plantée en café ?

Le tableau ci-dessous montre le nombre de touristes qui ont visité le Kenya en provenance de diverses régions du monde en 2006.

2. Mesures de la tendance centrale

- Caractéristiques générales exceptionnelles des données.

• Facile à calculer pour de petites données

• Résume les données à l'aide d'un seul chiffre

• Facile à comprendre et à interpréter

• Difficile à calculer pour des données groupées

• Affecté par des valeurs extrêmes

- La valeur médiane dans un ensemble de données classées dans l'ordre.

(I) 20, 50, 90, 100, 150, 180, 200, 220, 240, 300, 360.

(II) 20, 50, 90, 100, 150, 180, 200, 220, 240, 300.

• Facile à calculer dans un petit ensemble de données

• Facile à comprendre car c'est la valeur au milieu

• Difficile à calculer dans un grand ensemble de données

• N'affiche pas la distribution des données

b) Calcul des plages

-Différence entre les valeurs les plus grandes et les plus petites. Calculez la plage de pour les données ci-dessus.

- Valeur la plus fréquemment récurrente dans un ensemble de données.

10, 2, 5, 9, 10, 11, 20, 15, 18, 10.

• Facile à trouver car aucun calcul n'est impliqué

• Rarement utilisé comme mesure de tendance centrale

Présentation statistique des données

-Étude scientifique de la géographie utilisant l'environnement comme laboratoire ou source d'information.

-Visiter une zone proche ou éloignée de l'école pour voir des phénomènes géographiques puis noter et discuter plus tard en classe.

a) Renforcer ce qui a été appris en classe

b) Acquérir plus de connaissances géographiques

c) Identifier et apprécier les caractéristiques géographiques

d) Identifier les problèmes d'intérêt géographique

-Résolution de problèmes systématique effectuée par des experts dans laquelle des méthodes scientifiques de collecte, d'enregistrement et d'analyse des données sont utilisées.

-Étude menée au sein d'un quartier dans lequel un thème est poursuivi par ex. « Une étude d'une ferme locale ».

Importance du travail sur le terrain

1. Renforce ce qui a été appris en classe.

2. Permet d'acquérir plus de connaissances géographiques.

3. Il brise la monotonie du travail en classe.

4. Il fournit à l'apprenant des compétences pratiques de collecte, d'enregistrement et d'analyse de données et de rédaction de rapports.

5. Donne aux élèves l'occasion de sortir et de mettre en pratique ce qu'ils ont appris en classe.

6. Permet aux élèves de se familiariser avec l'environnement et de développer une attitude positive à son égard.

7. Permet aux élèves de développer une attitude positive envers le travail manuel.

8. Favorise le développement de vertus comme la coopération en travaillant en groupe.

Procédure de travail sur le terrain (étapes suivies)

1. Identification du sujet/thème

- Raison pour laquelle vous souhaitez effectuer une étude sur le terrain, par ex. « Une étude des roches autour de l'école »

2. Identification de la zone d'étude

- Détermination de la zone à utiliser pour l'étude.

- Doit être choisi avec soin pour assurer le succès de l'étude sur le terrain.

Conditions à remplir

a) Doit contenir suffisamment d'informations

b) Devrait être à une distance de commodité pour réduire les dépenses

3. Énoncé des objectifs

- L'énoncé des objectifs de la réalisation de l'étude de terrain.

- Agir en tant que lignes directrices pour les activités à entreprendre pendant le travail sur le terrain.

Ils doivent être simples, brefs, vérifiables et réalisables. Par exemple. pour le thème « Une étude d'une ferme locale » les objectifs pourraient être énoncés comme suit :

• Pour découvrir les méthodes de culture dans une ferme locale

• Identifier les races bovines de la ferme

• Enquêter sur les problèmes auxquels la ferme est confrontée.

4. Formulation d'hypothèses

- Hypothèses posées avant les travaux de terrain dont la validité ou l'acceptation est à prouver.

- Un énoncé sous forme négative, par ex. "Il n'y a pas de relation entre les précipitations et le rendement des cultures".

• Hypothèse alternative/substantielle (H1)

- Un a déclaré positivement, par ex. « la plupart des denrées alimentaires vendues dans le quartier ne proviennent pas du voisinage immédiat ».

Des mots quantitatifs doivent être utilisés, par ex. plus, la plupart, la majorité.

5. Préparation de l'étude de terrain

a) Demander l'autorisation des autorités compétentes

-Demander l'autorisation de l'école et des autorités de la région que vous visitez.

• Pour éviter de se voir refuser l'autorisation d'y entrer

• Permet aux individus de définir à l'avance la date et l'heure de visite appropriées

• Aide à organiser un guide pour vous guider

b) Effectuer la reconnaissance (pré-visite)

-Une visite de familiarisation du domaine d'étude prévu.

• Pour déterminer les itinéraires appropriés à prendre

• Permet d'obtenir des documents des fonctionnaires

• Aide à identifier les méthodes appropriées de collecte de données

• Aide à identifier l'équipement approprié à utiliser

c) Tenir une discussion en classe

-Examiner les objectifs et les hypothèses formulés.

• Déterminer leur adéquation

• Décider des méthodes d'enregistrement des données

d) Préparation d'un questionnaire

- Important lorsque l'enquêteur n'est pas en mesure d'être avec les répondants pendant une longue période.

e) Diviser en groupes

• Pour désengorger la zone d'étude

• Pour créer de l'ordre pendant le travail sur le terrain

• Pour réduire la fatigue chez les participants

• Pour aider les participants à collecter des données dans le temps imparti

f) Préparation des documents

• Des cartes topographiques pour montrer les itinéraires que vous suivrez

• Tableaux pour renseigner les informations

g) Lecture de livres pertinents

- Lecture sur le sujet et le domaine d'étude

Important en ce qu'il aide les participants à savoir :

• Le type de données dont ils ont besoin pour collecter

• Les techniques à employer sur le terrain.

h) Préparation d'un horaire de travail

-Un emploi du temps à respecter le jour de l'étude sur le terrain.

• Indiquez l'heure précise à laquelle chaque activité doit avoir lieu

• Réduisez les pertes de temps en assurant une bonne gestion du temps

• Assurez-vous que tous les domaines importants sont couverts et qu'aucun n'est oublié

• Fournir une estimation du temps total requis pour l'étude

i) Sélection d'outils et d'équipements importants

- Ruban à mesurer et règles pour mesurer, crayons pour dessiner des croquis, cahiers pour écrire des notes, sac en polyéthylène pour trier et transporter des échantillons, appareils photo pour prendre des photos, marteau géologique pour prélever des échantillons de roche et houe pour creuser pour prélever des échantillons de sol, etc.

6. Réalisation de l'étude de terrain

-Partir sur le terrain d'étude à la recherche de données où s'appliquent les techniques de collecte et d'enregistrement des données.

- Une fois les données collectées et enregistrées, elles sont résumées de la manière suivante :

• Discuter des conclusions en classe en présentant des rapports par l'intermédiaire des chefs de groupe

• Rédaction de rapports sous forme d'essai

• Calcul des pourcentages, moyennes, médianes et modes

• Tests en laboratoire d'échantillons

• Présentation des données à l'aide de méthodes telles que des graphiques, des camemberts, etc.

Problèmes rencontrés dans le travail sur le terrain

-Impossible de communiquer en raison du fait que l'enquêteur et le répondant ne partagent pas la même langue ou que les répondants peuvent être analphabètes et donc incapables de remplir le questionnaire.

• Les données peuvent ne pas être collectées

• Les personnes analphabètes peuvent donner de mauvaises réponses en essayant des questionnaires

• Il peut être nécessaire d'engager un interprète qui serait rémunéré, ce qui augmenterait les coûts.

• Les réponses peuvent être déformées par l'interprète

Ceux qui sont approchés pour donner des réponses peuvent devenir durs en raison du sentiment que leur temps est perdu, ce qui entraînerait l'échec de l'étude sur le terrain.

3. Répondants malhonnêtes

- Les personnes interrogées donnent des informations erronées en raison de la suspicion, de la peur de la honte ou de la superstition.

Pluie abondante rendant impossible la collecte des données et difficulté de mouvement.

Devenir très chaud rend les participants mal à l'aise et donc incapables de procéder à la collecte de données en douceur.

Devenir brumeux ou brumeux causant des problèmes d'invisibilité.

5. Accidents sur le terrain

On peut tomber et s'endurcir en marchant sur des terrains accidentés.

Des blessures peuvent survenir lors de l'utilisation d'outils pour prélever des échantillons en coupant à l'aide de pangas ou de couteaux et en creusant à l'aide de houes.

6. Attaques d'animaux sauvages

- Les participants peuvent rencontrer des animaux sauvages lors de la réalisation de l'étude dans des zones broussailleuses, par ex. les serpents qui peuvent les mordre, les rhinocéros qui peuvent les charger, etc.

- les barrières physiques telles que les marécages, les rivières sans ponts, les pentes abruptes et la végétation épaisse peuvent empêcher les participants d'atteindre les zones contenant des informations vitales.

- Substances inorganiques présentes naturellement à la surface de la terre ou sous celle-ci.

Caractéristiques des minéraux

1. Différents degrés de dureté, par ex. certains sont très difficiles, par ex. diamant tandis que d'autres sont très doux, par ex. talc.

2. Certains ont des atomes disposés de manière ordonnée pour former des cristaux, par ex. quartz forment un prisme à 6 faces.

3. Nombre variable d'éléments, par ex. l'or en a un (Av) tandis que le quartz en a 2 (SiO2).

4. Différentes capacités pour laisser passer la lumière, par ex. certains sont transparents, opaques ou translucides.

5. Couleurs spécifiques, par ex. l'or est jaune brillant tandis que le cuivre est brun.

6. Avoir un aspect de surface spécifique (lustre) lorsqu'ils reflètent la lumière, c'est-à-dire métallique (brillant) ou non métallique (comme du verre).

7. Composition chimique définie ou rapport constant des éléments, par ex. le quartz a un atome de silicium et deux atomes d'oxygène.

8. Tendance à casser le long de certaines lignes ou clivages) par ex. le silex a un clivage semblable à celui du verre.

9. Différentes densités, par ex. certains sont très lourds, par ex. plomb tandis que d'autres sont légers, par ex. minéraux silicatés.

10. Certains minéraux conduisent l'électricité tandis que d'autres ne le font pas. le cuivre conduit alors que le diamant ne le fait pas.

11. Certains peuvent être pressés dans différentes formes tandis que d'autres ne peuvent pas, par exemple. le cuivre est malléable alors que le silex ne l'est pas.

Minéraux ferreux - limonite, magnétite, sidérite et hématite.

Minéraux non ferreux - cuivre, aluminium, or, plomb, etc.

Minéraux non métalliques - graphite, diamant, amiante, charbon, etc.

Minéraux énergétiques - pétrole, charbon et uranium.

-Un matériau consolidé composé de grains d'un ou plusieurs minéraux.

Classification des roches

-Les roches se forment lorsque la matière fondue de l'intérieur de la terre se refroidit et se solidifie sur ou sous la surface de la terre.

Types de roches ignées a) Roches ignées intrusives

-Les roches se forment lorsque le magma se refroidit et se solidifie sous la surface de la terre, par ex. granit, diorite, gabbro, péridotite.

-Avoir une texture grossière en raison d'un refroidissement lent donnant aux minéraux plus de temps pour former de gros cristaux.

- Sont classés plus loin en deux :

(i) Roches hypabyssales - les roches ignées intrusives qui se trouvent près de la surface de la terre.

- les roches ignées intrusives qui sont profondément sous la surface.

b) Roches ignées extrusives

- Roches formées lorsque la lave se solidifie à la surface de la terre.

- Ont une texture fine en raison du refroidissement rapide, ce qui donne aux minéraux moins de temps pour se rassembler pour former des cristaux plus gros.

Ils sont de deux types à savoir :

- Roches ignées extrusives formées de la manière suivante :

• Lorsque des cendres et de la lave sont éjectées du sous-sol lorsqu'elles tombent à la surface de la terre, par ex. pierre ponce.

• Lorsque la poussière et les cendres éjectées se déposent sur le sol et se compriment pour former une roche, par ex. tuf.

-Les roches ignées extrusives se sont formées lorsque la lave basique s'écoule sur une distance considérable, puis se refroidit et se solidifie, par ex. basalte et obsidienne.

-Roches formées lorsque des particules d'autres roches sont déposées et comprimées en couches ou lorsque des restes de plantes et d'animaux sont enfouis, comprimés et compactés.

• Lorsqu'ils sont posés, une couche se forme.

• Au fur et à mesure que le dépôt se poursuit, des couches supplémentaires se forment qui compriment les couches inférieures en une masse dure.

Types de roches sédimentaires

a) Roches sédimentaires formées mécaniquement

-Roches sédimentaires formées lorsque des roches ignées ou métamorphiques altérées sont déposées et compactées, par ex. grès et schiste.

b) Roches sédimentaires formées organiquement

- Roches sédimentaires formées lorsque des restes d'animaux et de plantes ou d'animaux sont enfouis, comprimés et compactés.

Classification des roches sédimentaires formées organiquement

(i) Roches calcaires riches en carbonate de calcium, par ex. craie et calcaire.

Les roches coralliennes sont formées de restes de polypes marins qui extraient la chaux de la mer, construisent des coquilles pour se protéger, s'attachent les unes aux autres et aux roches pour vivre en colonies, puis meurent et se coquilles pour former des roches coralliennes.

(ii) Roches ferrugineuses riches en fer, par ex. pierre de fer.

(iii) Roches siliceuses riches en silice, par ex. diatomite.

(iv) Roches carbonées riches en carbone, par ex. charbon.

c) Roches sédimentaires formées chimiquement

- Les roches sédimentaires se sont formées lorsque des matériaux dissous dans l'eau réagissent chimiquement en formant de nouvelles substances, puis l'eau s'est évaporée en laissant des couches de ces sels.

Classification des roches sédimentaires formées chimiquement

(i) Carbonates, par ex. trona et dolomite

(ii) Sulfates-composés de sulfate

(v) Pierres de fer, par ex. hématite et limonite.

- Roches dont l'apparence physique et les propriétés chimiques ont changé à la suite d'une exposition à une chaleur et une pression élevées, par ex.

• Quartzite de grès

Répartition des principales roches au Kenya

• Les roches principales sont des roches métamorphiques, par ex. du marbre dans certaines parties de Machakos et du schiste et du gneiss dans certaines parties de Kitui.

• Roches volcaniques du plateau de Yatta et des plans Kapiti.

• Roches sédimentaires, par ex. roches calcaires utilisées à Bamburi pour la fabrication du ciment.

• Les roches principales sont des roches sédimentaires, par ex. calcaire utilisé à Bamburi pour la fabrication du ciment.

• Il y a des roches volcaniques à Tsavo riches en ressources en eau souterraine.

Région Nord et N.E

• Dominé par les sables sédimentaires.

• Il y a des roches volcaniques dans le mont. Marsabit et autour de la Vallée du Rift.

Vallée du Rift et hauts plateaux du Kenya

• Dominé par les roches volcaniques

• Il existe des roches métamorphiques résultant du changement de roches ignées.

• Le granit et le gneiss dominent l'ouest du Kenya où ils forment de hautes collines rocheuses appelées tors granitiques communs dans les régions de Kisii, Maragoli et Bunyore.

• Roches sédimentaires déposées par les rivières, par ex. Nyando, Nzoia, Yala et Sondu.

Importance des roches

1. Les roches s'altèrent pour former un sol important en agriculture.

2. Former des aquifères qui stockent les eaux souterraines qui forment des sources qui forment des rivières et des puits qui fournissent de l'eau à usage domestique et industriel.

3. Certaines roches sont des sources de matériaux de construction, par ex. les roches ignées sont utilisées pour fabriquer du ballast et les roches calcaires sont utilisées comme blocs de construction et matière première dans la fabrication du ciment.

4. Les roches de phosphate et de nitrate sont utilisées pour fabriquer des engrais utilisés dans l'agriculture.

5. Tors granitiques de l'ouest du Kenya et hauts sommets volcaniques tels que ceux du mont. Le Kenya est une attraction touristique qui apporte des devises étrangères.

6. La pierre ponce est utilisée comme pierre à récurer.

7. Une roche telle que le charbon est utilisée comme combustible pour le chauffage, la fonte du fer et la production d'électricité thermique.

8. Source de minéraux, par ex. le pétrole et le charbon sont associés aux roches sédimentaires.

- Processus d'extraction de minéraux précieux de la surface de la terre.

Formations dans lesquelles se trouvent des minéraux

- Présence de minéraux dans des crevasses, des fissures ou des failles dans les roches ignées.

• On dit qu'ils se produisent dans les veines s'ils y sont présents en petites quantités.

• On dit qu'ils se produisent dans les filons s'ils y sont présents en grande quantité, par ex. zinc, cuivre et argent.

- Les veines et filons qui sont exposés en surface.

-Occurrence de minéraux sous forme sédimentaire ou résultant de la compression de matières organiques ou inorganiques accumulées, par ex. charbon et halite.

-Présence de minéraux mélangés à des matériaux tels que du sable, du gravier, du limon, etc.

Il s'agissait de minéraux qui se sont détachés des veines par altération et emportés par les ruisseaux et les rivières et se sont déposés, par ex. or, diamant et platine.

5. Produits d'altération

- Les minéraux formés par l'altération profonde des roches puis la lixiviation ont transporté les minéraux des couches supérieures vers les couches inférieures où ils se sont accumulés, par ex. aluminium, nickel, fer et manganèse.

-Occurrence de minéraux dans des piscines ou des puits dans des roches sédimentaires, par ex. pétrole et gaz naturel.

Conditions nécessaires à la formation du pétrole

b) Présence de roches sédimentaires pour l'enfouissement des restes organiques.

c) Présence de pression pour comprimer les restes organiques pour cuire le pétrole et le gaz naturel hors de la matière organique.

d) Présence d'une roche réservoir poreuse pour stocker et transmettre le pétrole aux gisements de pétrole, par ex. calcaire et grès.

e) Présence d'un piège comme un synclinal pour retenir le pétrole dans un réservoir pour empêcher sa fuite.

f) Présence de roches imperméables sous le piège ou le synclinal pour empêcher le pétrole de s'infiltrer davantage sous terre.

Facteurs influençant l'exploitation des minéraux

Les minerais de grande valeur seront extraits même s'ils se présentent en petites quantités car un seul vendu il sera possible de compenser les coûts d'extraction et de réaliser un profit et vice versa.

L'exploitation minière peut être effectuée si les gisements minéraux ont une teneur élevée en minéraux, car ils sont économiques à travailler, mais les gisements à faible teneur en minéraux sont rarement exploités, sauf si le minéral qu'ils contiennent est rare, par ex. uranium.

Les minéraux qui ne sont pas de grande valeur doivent être présents en grande quantité pour être extraits afin qu'il soit possible de récupérer les coûts d'extraction et de réaliser un profit.

Le manque de capitaux empêche les pays en développement d'exploiter les minéraux et de les laisser aux entreprises internationales car beaucoup d'argent est nécessaire pour l'exploration, les infrastructures, les salaires, l'énergie, etc. l'extraction de titane à Kwale est effectuée par la société Tiomin du Canada.

Un minéral nécessitant une exploitation à ciel ouvert sera extrait même si le gisement minéral est important, mais un minéral nécessitant une exploitation souterraine sera extrait s'il s'agit d'un gisement important ou s'il est de grande valeur ou rare.

Les minerais se trouvant dans des zones reculées loin des marchés ne seront probablement pas exploités si le système de transport est peu développé car le minerai est lourd et encombrant et son transport par route et chemin de fer est coûteux.

7. Marché pour le minéral

L'extraction peut être effectuée si le minerai est en demande et si les prix sont raisonnables afin que les coûts d'exploitation soient compensés et qu'un profit soit réalisé.

8. Influence politique

Les gisements minéraux aux frontières de deux pays ne peuvent pas être exploités car un différend peut survenir au sujet de qui les exploite, par ex. différend entre l'Irak et le Koweït au sujet de Rumaila en cas de gisement pétrolier.

L'exploitation de certains minerais nécessite des travailleurs qualifiés et s'ils manquent, cela peut ne pas être fait comme c'est le cas dans les pays en développement car des expatriés doivent être engagés et sont très chers à payer, ce qui peut réduire les bénéfices tirés de l'exploitation minière.

-Méthode d'extraction des minéraux qui se trouvent près de la surface de la terre.

-Enlever le matériau indésirable se trouvant au-dessus du gisement minéral, puis creuser pour enlever la roche minérale si elle est molle ou si elle est dure, des explosifs peuvent être utilisés pour la desserrer, puis d'énormes pelles électriques sont utilisées pour déterrer les gisements minéraux .

-Utiliser des instruments de forage appelés tarières pour forer le gisement minéral et le ramener à la surface.

-Méthode employée lorsque le minéral se trouve très profondément sous la surface et que le mort-terrain est trop épais pour être enlevé par des moyens mécaniques.

- Méthode employée lorsque la roche minéralisée ne dépasse pas la récolte.

• Des puits verticaux sont enfoncés dans la croûte terrestre pour atteindre la couche avec le minéral.

• Des tunnels horizontaux sont creusés à partir du puits vertical pour atteindre le minerai.

• Des étais sont érigés pour soutenir le toit pour l'empêcher de s'effondrer.

• La roche minéralisée est détruite par des explosifs.

• Le dépôt est transporté sur rail léger ou tapis roulant jusqu'au fond du puits.

• Il est ensuite remonté à la surface dans une grue ou un ascenseur appelé cage.

-Méthode employée lorsque le gisement minéral est accessible depuis les flancs de la vallée.

• Des tunnels horizontaux (galeries) sont construits du côté de la colline.

• Une ligne de chemin de fer est construite dans la mine pour faire ressortir le minerai, par ex. l'extraction du cuivre à Kilembe en Ouganda.

- Méthode utilisée dans l'extraction de minéraux solubles tels que le soufre, le sel, la potasse, etc.

• L'eau surchauffée est éjectée dans les dépôts de sel.

• Le minéral se dissout ou fond.

• La solution est ensuite pompée dans la surface.

-Méthode employée dans l'exploitation du pétrole.

• Des puits (derricks) sont forés.

• Le pétrole et le gaz naturel sont remontés à la surface sous leur propre pression ou par pompage.

3. Extraction alluviale/placer

-Méthode utilisée pour extraire les minéraux présents dans les dépôts alluviaux, par ex. or, étain, diamants et platine.

• Creuser un mélange de sable, de gravier et de minéraux dans le lit de la rivière.

• Le mettre dans une casserole et faire tourner la casserole tout en l'inclinant.

• Le sable ou le gravier plus léger est lavé sur le côté laissant le minéral le plus lourd au fond de la casserole, par ex. extraction d'or à Migori et R. Morun Beds à W. Pokot.

• Une drague récupère les alluvions détrempées dans le lit d'un lac.

• Les alluvions sont passées sur des chenaux en pente avec une série de pièges.

• Les déchets sont emportés et des matériaux plus denses sont laissés au fond du piège, par exemple l'extraction de carbonate de sodium à L. Magadi.

c) Exploitation hydraulique - Méthode utilisée lorsque le dépôt alluvial se produit du côté de la vallée.

• Un puissant jet d'eau est dirigé vers le gisement.

• Le gravier et les minéraux s'accumulent dans la vallée en raison de la forte pression.

• Les grains minéraux sont récupérés et lavés.

- Méthode employée pour extraire les minéraux des dépôts alluviaux situés au plus profond des fonds océaniques.

• Une drague sous-marine descend le fond de l'océan.

• Il creuse le gisement minéral et remonte à la surface.

• Les alluvions sont passées sur des chenaux en pente avec une série de pièges.

• Les déchets sont emportés et les matériaux plus denses sont laissés au fond du siphon.

Importance des minéraux/exploitations minières au Kenya

1. Le Kenya tire des devises étrangères de l'exportation de minéraux qui sont utilisés pour importer des biens et des services et financer des projets de développement.

2. L'exploitation minière est une source d'emploi pour des personnes telles que celles qui travaillent dans les mines, dans les cimenteries, dans le secteur des transports, etc.

3. L'exploitation minière a conduit au développement d'industries en fournissant des matières premières utilisées dans ces industries, par ex. calcaire utilisé dans les cimenteries, charbon utilisé dans les industries sidérurgiques, carbonate de sodium utilisé dans l'industrie du verre, etc.

4. L'exploitation minière a conduit au développement d'un système de transport pour rendre les zones minières accessibles, par ex. La mine de soude de Magadi est reliée à la ligne ferroviaire principale Mombasa-Nairobi.

5. L'exploitation minière a conduit au développement de colonies, par ex. Ville de Magadi qui est née de l'extraction de carbonate de sodium.

6. L'exploitation minière est une source de marché pour les biens et services, par ex. il existe des magasins et des marchés, des services bancaires et d'assurance offerts aux personnes travaillant dans les mines et les industries connexes.

7. A conduit au développement d'équipements sociaux en fournissant des équipements sociaux tels que le logement, la santé, l'électricité, l'eau et l'éducation aux côtés des infrastructures.

Distribution des minéraux en Afrique de l'Est

Phosphates utilisés dans la fabrication d'engrais-Tororo en Ouganda et Majingu Hill en Tanzanie.

Calcaire utilisé dans la fabrication de ciment - Hima dans le nord-ouest de l'Ouganda, Tanga en Tanzanie, Athi River et Bamburi au Kenya.

Le spath fluor est une source de fluor utilisé dans les industries chimiques-Kerio Valley au Kenya.

Sel commun utilisé pour la consommation - Kilifi et Magadi au Kenya et L. Kitwe en Ouganda.

Diatomite utilisée dans la fabrication d'isolants –Kariandusi près de Gilgil et Gicheru à Nyandarua.

Pierres à Machakos, Mutonga et Mbeere.

Dioxyde de carbone utilisé dans la fabrication de glace carbonique et dans l'industrie de la bière et des boissons non alcoolisées - Esagari à Baringo et Kagwe à Kiambu.

Diamant utilisé pour fabriquer des ornements, des coupe-verres et des perceuses-Mwadui en Tanzanie.

Titane utilisé dans la fabrication d'isolateurs pour avions - district de Kwale.

Pierres précieuses près de Voi et Mwatate.

Pierre ollaire utilisée pour la sculpture-Tabaka à Kisii.

Le cuivre utilisé pour fabriquer des fils électriques et des pièces de monnaie-Kilembe en Ouganda.

L'or était utilisé pour fabriquer des médailles et des bijoux et comme base de la monnaie mondiale - Musoma en Tanzanie, Kakamega et Migori au Kenya.

charbon utilisé dans la fonte du fer et la production d'électricité thermique dans le bassin de la rivière Ruvuma et Kivira Songwe en Tanzanie.

Problèmes rencontrés par l'industrie minière au Kenya

1. Capital insuffisant faisant que le Kenya ne bénéficie pas des ressources minérales car l'exploitation minière est laissée aux entreprises multinationales qui empochent tout l'argent pour récupérer les coûts miniers.

2. Les zones où les gisements minéraux sont inaccessibles en raison de la médiocrité des transports et des infrastructures, ce qui rend difficile la prospection et l'exploitation minière.

3. Insuffisance de personnel qualifié provoquant une dépendance vis-à-vis des expatriés qui sont chers à payer, ce qui réduit les profits tirés de l'exploitation minière.

4. La plupart des activités minières sont contrôlées par des sociétés étrangères, de sorte que la plupart des revenus miniers leur reviennent sous forme de salaires et de dividendes.

5. Présence de minéraux dans de très petits gisements qui ne sont pas économiquement viables.

6. Manque d'alimentation électrique en particulier dans les zones reculées avec des minéraux.

7. Conflits d'utilisation des terres qui affectent l'exploitation minière, par ex. à Kwale entre Tiomin et la population locale en raison d'une indemnisation insuffisante.

Effet de l'exploitation minière sur l'environnement

1. Rend la terre inutilisable pour d'autres activités économiques telles que l'agriculture (abandon) en raison des fosses à ciel ouvert laissées sur la terre et des tas de déchets rocheux déversés sur la terre.

2. Pollue l'environnement, par ex. la pollution atmosphérique due à la poussière et à la fumée des tracteurs et des camions, la pollution de l'eau par le déversement de pétrole provenant du forage pétrolier offshore et la pollution des sols par les produits chimiques et les explosifs utilisés dans l'exploitation minière.

3. Conduit à la perte de biodiversité en raison de la destruction de la végétation qui détruit également les habitats de divers animaux, entraînant également leur destruction.

4. Provoque la dégradation du sol, par ex. en ameublissant le sol, ce qui le rend vulnérable aux agents d'érosion comme le vent et l'eau, les tracteurs et les camions compactent le sol, ce qui rend l'infiltration de l'eau difficile et les produits chimiques utilisés interfèrent avec la composition chimique du sol, le rendant impropre à l'agriculture.

5. Provoque un gaspillage de masse lorsque des explosifs et des équipements lourds utilisés dans l'exploitation minière secouent le sol, ce qui fait que les matériaux altérés se déplacent plus rapidement vers le bas de la pente sous l'influence de la gravité.

Exploitation de Trona sur L.Magadi

L.Magadi est à 120 km au sud-ouest de Nairobi, au fond de la vallée du Grand Rift.

Les dépôts de Trona se présentent sous la forme d'une solution de sels de sodium, les principaux étant le séquicarbonate de sodium et le chlorure de sodium.

• L'eau de pluie dissout les sels de soude dans les roches volcaniques.

• La solution s'infiltre à travers les roches et le sol et pénètre sous le bassin.

• La solution accumulée est chauffée par les roches chaudes en dessous.

• La pression s'accumule et la solution chauffée est poussée à la surface.

• Il sort du sol et informe des sources chaudes en contrebas ou sur les bords du lac.

• En raison de la température élevée, l'eau s'évapore en laissant derrière elle des cristaux de trona.

Extraction et traitement

• Une drague récupère trona hors du lac.

• Il le broie en plus petits morceaux et le sépare des débris de roche.

• Le matériau est mélangé à de l'eau pour former un lisier et transporté à l'usine sur la rive du lac.

• Dans l'usine, le lisier est mélangé avec de l'eau pour éliminer les impuretés telles que la boue et le sel et séché.

• Il est envoyé dans des dessiccateurs et chauffé pour éliminer l'humidité et l'hydrogène pour former du carbonate de sodium.

• Le carbonate de sodium est refroidi et broyé en poudre et tamisé.

• Il est emballé dans des sacs en papier, pesé et transporté jusqu'au marché.

a) Industrie du verre dans la fabrication de verres et de bouteilles.

b) Fabrication de savons et détergents.

c) Adoucissement de l'eau dans la fabrication du papier.

Avantages pour l'économie

1. A conduit à la croissance du navire de la ville de Magadi.

2. A conduit au développement d'équipements sociaux tels que des hôpitaux et des écoles et de l'eau de la rivière Oloibortoto, ce qui a profité à la population locale.

3. A conduit au développement d'infrastructures, par ex. ligne de chemin de fer de Konza à L. Magadi.

12. La Magadi Soda Company emploie de nombreux Kenyans, dont les nomades Maasai.

13. Les exportations de carbonate de sodium rapportent au Kenya une quantité substantielle de devises étrangères.

1. Forte concurrence des pays développés avec d'importants gisements de soude, par ex. États-Unis et Israël.

2. La faible valeur du sel est insuffisante pour couvrir son coût de production.

3. Coûts salariaux élevés dus aux incitations données pour que les travailleurs acceptent de travailler dans l'environnement hostile de L. Magadi.

L'or se présente sous forme de petits grains dans une roche dure.

Il est extrait par l'extraction de puits car ses roches porteuses sont profondément sous la surface.

La principale zone minière est le Witwatersrand et les autres sont Ogendaalrus et lydenburg.

• Le minerai est broyé en une fine poussière poudreuse.

• Mélangé avec de l'eau jusqu'à ce qu'il soit de la boue fluide.

• Du cyanure est ajouté pour dissoudre l'or.

• Le fluide s'écoule avec de l'or dissous, laissant derrière lui des sels résiduels.

• De la poussière de zinc est ajoutée pour filtrer l'or pour la solidification.

• L'or coule car il est plus dense.

• L'or est fondu et coulé en lingots.

Importance pour l'économie de l'Afrique du Sud

1. Gagne les devises du pays utilisées pour payer les dettes étrangères.

2. Offre un emploi à de nombreuses personnes qui élèvent leur niveau de vie.

3. A conduit à une urbanisation généralisée contribuant à la formation de l'agglomération de Witwatersrand.

4. A formé un large marché pour d'autres industries, par ex. industries de l'ingénierie, de la chaussure, de l'électricité et de la construction.

5. A conduit à l'amélioration des infrastructures et des équipements sociaux, par ex. routes, écoles, hôpitaux, etc.

6. Conduit au développement de l'agriculture.

Problèmes rencontrés par l'exploitation aurifère

1. Cher pour moi pour avoir menti profondément.

2. Des capitaux importants sont nécessaires pour démarrer des mines.

3. Complication de l'exploitation minière par des plis et des failles dans la croûte.

4. Faible teneur en or dans le minerai.

5. Problème d'évacuation des eaux souterraines.

6. Manque d'approvisionnement adéquat en eau douce en surface dans les zones minières.

7. Accidents résultant de l'effondrement des toits des mines.

Extraction de diamants en Afrique du Sud

Le diamant est la substance connue la plus dure.

-Extrait à Kimberly, Bloemfontein et Alexander Bay.

-Exploré par l'exploitation minière souterraine ou l'exploitation alluviale.

• La kimberlite diamantifère est broyée

• La roche concassée est mélangée à de l'eau

• Le diamant coule au fond car il est plus dense

• L'eau et les résidus moins denses sont évacués

• Le matériel restant est placé sur des plateaux fortement graissés et lavé

• Le diamant repousse l'eau de sorte qu'il adhère à la graisse pendant que les restes sont drainés

• Les diamants sont ensuite triés et classés en diamants gemmes et de type industriel (à des fins de taille).

Contribution à l'économie

1. Fournit des emplois à des milliers de personnes

2. Gagne le pays d'importantes devises étrangères

3. A conduit à la croissance des centres urbains, par ex. Pretoria et Kimberly.

4. A contribué au développement des infrastructures

Problèmes rencontrés par l'extraction de diamants

1. Fluctuation des prix du marché mondial

2. Coût élevé de l'extraction et du traitement du diamant

4. Faible teneur en minerai dans le minerai, ce qui rend l'exploitation minière coûteuse

5. concurrence de la main-d'œuvre avec d'autres secteurs, par ex. fabrication et extraction d'or

Le pétrole au Moyen-Orient

Le pétrole est un liquide collant noir épais appelé pétrole brut

• Il s'est formé à partir de petites créatures qui vivaient dans des lagons peu profonds il y a environ 100 à 200 m.

• Les restes en décomposition de ces créatures mélangés à de la boue au fond sous forme de sédiments

• Les sédiments empilés les uns sur les autres et lentement transformés en roches sédimentaires

• Progressivement, les restes ont été convertis en pétrole et en gaz.

Les principaux producteurs de pétrole au Moyen-Orient sont l'Arabie saoudite avec les plus grandes réserves, l'Irak, le Koweït et les Émirats arabes unis. V Le Moyen-Orient représente 64 % des réserves mondiales de pétrole.

Il existe plusieurs champs pétroliers géants à Ghawar en Arabie saoudite et à Kirkouk en Irak.

Le pétrole brut est traité par raffinage à l'aide d'une technique appelée distillation fractionnée.

Le processus se déroule le plus près possible du marché car il est moins cher de transporter du pétrole brut que les différents produits raffinés.

Il est transformé en produits secondaires tels que l'essence, la paraffine, les huiles lubrifiantes, les colorants, les engrais et les plastiques.

• Les impuretés sont éliminées du pétrole brut

• Le pétrole brut est chauffé avant d'entrer dans la colonne de fluctuation

• Il est transformé en vapeur ou en gaz

• Différents ingrédients redeviennent liquides à différentes températures.

• Les ingrédients refroidissent progressivement, se condensent et se rassemblent dans divers plateaux et laissés déborder jusqu'à ce qu'ils atteignent une sortie.

Contribution aux économies

1. Les investissements arabes à l'étranger ont augmenté en raison des réserves de pétrole.

2. Revenu élevé par habitant en raison des profits pétroliers.

3. A conduit au développement des villes, par ex. Tripoli en Libye.

4. Investissement de l'argent du pétrole dans d'autres secteurs, par ex. centrales électriques, cimenteries et exploitation d'autres minéraux.

5. Gagne les pays des devises étrangères substantielles

6. Augmentation du pouvoir politique et militaire.

7. L'eau artésienne est mise à disposition à des fins domestiques et d'irrigation, par ex. En Libye.

8. Les compagnies pétrolières aident à réparer les dunes de sable et à planter des arbres dans les déserts.


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Emplacements des points de données sur le terrain en Asie du Sud. Il existe 1004 emplacements de parcelles de terrain où le type de culture, l'intensité de la culture, la source d'abreuvement (irriguée ou pluviale) et un certain nombre d'autres paramètres (par exemple, photos numériques, répartition de la couverture terrestre) ont également été collectés.

Les emplacements précis des sites d'échantillonnage ont été enregistrés à l'aide d'une unité de système de positionnement mondial portable Garmin. Idéalement, 50 échantillons ou plus devraient être collectés par classe d'utilisation des terres, 23 mais, en raison des ressources limitées, la taille de l'échantillon variait de 15 à 25 pour chaque grande classe d'utilisation des terres cultivées/couverture des terres (LULC).

À chacun des 1004 emplacements, les données suivantes ont été enregistrées pour 2000 à 2001 sur la base d'entretiens avec des agents de vulgarisation agricole et/ou des agriculteurs locaux :

Paramètres d'utilisation des terres, y compris les terres agricoles, les terres de parcours et les terres ouvertes, qui se rapportent aux niveaux I, II et III dans l'approche de Thenkabail pour les classifications d'utilisation des terres/couverture des terres. 17, 18 À titre d'exemple, le niveau I comprend des informations détaillées telles que l'échelle (agriculture à grande/petite échelle) et l'intensité (culture simple, double culture et culture continue) avec le type de culture, le type d'irrigation (eaux souterraines, eaux de surface et conjonctive) et méthode d'arrosage (irrigué, pluvial et autre LULC)

Types de couverture terrestre (pourcentage de couverture) : arbres, arbustes, herbes, zone bâtie, eau, terres en jachère, mauvaises herbes, différentes cultures, sable, roche et fermes en jachère

Cultures cultivées pendant les saisons kharif, rabi et estivale

Calendriers de culture pour les saisons kharif, rabi et estivale

Sources d'irrigation (eaux souterraines, eaux de surface et réservoir) à chaque emplacement.

Ces étiquettes de classe ont été attribuées sur le terrain, mais des informations de classe supplémentaires ont été incorporées plus tard sur la base de l'interprétation visuelle de l'ensemble de données LandSat GEOCOVER 2000. 24 La plupart des images de Google Earth étaient de très haute résolution (submétrique à 4 m d'IKONOS, des satellites Quickbird et des images Landsat) et ont été acquises ces dernières années. Ces données concernent à nouveau la cartographie des cibles pour la saison 2000 à 2001.

Données spatiales et statistiques auxiliaires

Plusieurs ensembles de données spatiales auxiliaires (ou secondaires) ont été utilisés pour segmenter les données MODIS en divers composants afin d'augmenter la procédure de classification et d'augmenter la précision de l'identification des classes de riz.

Contraintes d'altitude et de pente pour la riziculture

Le riz est rarement cultivé à des altitudes supérieures à 2500 m, c'est pourquoi le modèle numérique d'altitude (MNE) a été utilisé pour retirer ces zones de l'analyse. La pente est également un facteur limitant, et bien que le riz puisse être cultivé sur des pentes abruptes au moyen de terrasses, ce n'est pas un système courant en Asie du Sud (sauf au Népal et au Bhoutan). Une série de seuils a été utilisée pour classer le terrain en plaines inondables et en pentes de vallée inférieures avec une pente ≤2 % comme un segment et une pente >2 % comme un autre segment.

La Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) a obtenu des données d'élévation à une échelle quasi mondiale pour générer la base de données topographique numérique haute résolution la plus complète de la Terre à une résolution de 3 arc s. 25, 26, 27, 28 Les tuiles SRTM ont été téléchargées à partir de la Réf. 29 et mosaïqué en un DEM régional. Une carte de pente a été calculée à partir de ce DEM, et l'altitude et la pente ont été utilisées comme cartes de contraintes pour déterminer où le riz pourrait éventuellement être cultivé.

Les zones de commande d'irrigation pour les segmenter du reste des zones

Les zones de commandement irriguées sont une indication claire de l'endroit où les cultures irriguées de surface (par canal) sont cultivées. Nous avons obtenu des cartes des zones de commandement irriguées de l'Inde et les avons utilisées pour diviser davantage le segment de gradient de pente 2 % en zones irriguées et non irriguées (Fig. 3). Les terres cultivées dans ces zones de commandement sont presque toujours irriguées (à l'exception possible des zones plus éloignées pendant les périodes de sécheresse). Naturellement, il y a toujours des classes LULC dans le segment de la zone de commande qui ne sont pas des terres cultivées, mais le segment de la zone de commande aidera toujours à la précision de la classification par rapport aux zones de riz irrigué.


Questions fréquemment posées

Tout le monde n'est pas familier avec la beauté d'une toupie et vous pourriez avoir besoin de quelques conseils. Voici quelques éléments qui pourraient vous aider à démarrer votre collection, devenir un maître du spin ou vous inspirer à choisir quelque chose d'original pour vos proches.

Nous aimons toutes nos toupies de la même manière, il y en a certainement qui sont recommandées pour les débutants plutôt que pour d'autres. En général, plus la toupie est légère, plus elle sera facile à tourner - et à tourner à l'envers ! La toupie en magnésium est actuellement notre toupie la plus légère et la plus facile à faire tourner, surtout pour les enfants. Le titane est une autre toupie légère qui est plutôt facile à tourner et qui est aussi notre toupie la plus populaire !

La toupie en tungstène tant désirée est la plus lourde de notre collection en ce moment et est la plus difficile à tourner, mais avec un peu de pratique, vous pouvez devenir un maître en un rien de temps, même si c'est votre première toupie !

Comme mentionné ci-dessus, le poids de la toupie que vous faites tourner affectera considérablement la durée de rotation. Plus vous voulez que votre rotation soit longue, plus la toupie doit être lourde, le tungstène étant largement en tête du peloton.

Si vous préférez vous en tenir à votre toupie préférée, il y a d'autres choses que vous pouvez faire ! Assurez-vous que la surface sur laquelle vous tournez est aussi plane que possible. Les toupies ForeverSpin sont parfaitement équilibrées et vous ne croiriez pas à quel point une table qui n'est pas de niveau peut avoir un impact sur votre rotation !

Deuxièmement, vous pouvez changer la surface que vous faites tourner sur elle-même. Une toupie tournera sur du verre plus longtemps que sur du bois et sur notre base tournante encore plus longtemps que sur du verre ! Trouvez-en un ici pour augmenter considérablement votre temps de rotation !


Que sont la SVOD, la TVOD, l'AVOD ?

Le monde de la vidéo évolue : les mécanismes de diffusion, les habitudes de visionnage et les modèles économiques évoluent tous. Voici votre guide dans le domaine de la vidéo à la demande.

Par: Jack Cammish

L'arrivée d'Internet a eu un impact profond sur la vidéo et la façon dont nous nous y engageons. La possibilité de diffuser du contenu sur des réseaux de télécommunications filaires et sans fil a ouvert la porte à des services en ligne innovants tels que YouTube, Vimeo et Twitch, ainsi que Netflix, Hulu, Amazon Video et bien d'autres.

Mais cela a aussi changé notre façon de voir le contenu : l'époque où il fallait sélectionner un programme parmi une poignée de chaînes de télévision, puis attendre une semaine pour le prochain épisode, est révolue. Nous n'avons pas non plus besoin d'attendre nos moments forts sportifs, avec la possibilité de récupérer des clips Internet presque dès que l'action a eu lieu.

Nous pouvons désormais regarder des programmes quand nous le voulons, en les diffusant « en direct » ou en les téléchargeant pour une visualisation différée plus tard. Le terme fourre-tout pour cette nouvelle génération de divertissement est « vidéo à la demande » (VOD). Nous obtenons désormais notre contenu quand nous le voulons, et non lorsqu'un diffuseur/propriétaire de contenu décide de le diffuser.

Aller au-dessus (OTT)

L'autre terme que vous avez peut-être entendu est « over the top » ou OTT, qui fait référence à du matériel distribué directement aux téléspectateurs sur Internet. OTT est un sous-ensemble de la VOD, qui comprend également les services par câble et par satellite.

Vous cherchez un moyen de simplifier votre gestion de contenu ? Vous avez besoin d'un Imagen Go!

Éliminez le chaos du contenu afin d'avoir plus de temps pour être créatif et faire le travail que vous aimez. Imagen Go vous permet de vous concentrer sur ce qui est important afin que vous puissiez vous concentrer sur la croissance de votre entreprise.

La gravitation croissante vers le contenu OTT nous libère simultanément des câbles, des restrictions géographiques et des horaires de diffusion, et change fondamentalement la façon dont la vidéo est vendue, produite et consommée.

Pour l'utilisateur final, tout est assez transparent et invisible, mais sous la technologie, il existe une gamme de modèles commerciaux qui contrôlent notre accès au contenu. Les acronymes couramment utilisés pour décrire ces différents modèles commerciaux appliqués aux services en ligne sont SVOD, AVOD et TVOD – ou vidéo à la demande par abonnement, vidéo à la demande publicitaire et vidéo à la demande transactionnelle.

SVOD – abonnement vidéo à la demande

La SVOD est similaire aux forfaits TV traditionnels, permettant aux utilisateurs de consommer autant de contenu qu'ils le souhaitent à un tarif forfaitaire par mois. Les principaux services incluent Sky (plus sa filiale Now TV), Netflix, Amazon Prime Video et Hulu, avec de nouveaux services provenant d'Apple, HBO et Disney.

Avec la SVOD, la liberté de retrait est beaucoup plus grande, car les consommateurs ne sont pas liés par un contrat à long terme. Cela offre une plus grande flexibilité aux utilisateurs, et les fournisseurs de SVOD sont continuellement confrontés au défi de fidéliser les consommateurs, en proposant de nouveaux contenus exclusifs, des systèmes de tarification agressifs – et probablement les deux.

TVOD – vidéo transactionnelle à la demande

La TVOD est à l'opposé de la vidéo par abonnement, où les consommateurs achètent du contenu à la carte. Il existe deux sous-catégories, connues sous le nom de vente électronique (EST), où vous payez une fois pour obtenir un accès permanent à un élément de contenu et téléchargez pour louer (DTR), où les clients accèdent à un élément de contenu pendant une durée limitée pour des frais moindres.

Les services TVOD ont tendance à proposer des sorties plus récentes, procurant aux titulaires de droits des revenus plus élevés et donnant aux consommateurs un accès en temps opportun à de nouveaux contenus. Les services TVOD fidélisent généralement les clients en offrant des prix incitatifs attractifs, de sorte qu'ils continuent à revenir à l'avenir.

Voici des exemples de services TVOD : iTunes d'Apple, Sky Box Office et le magasin de vidéos d'Amazon. Imagen peut fournir des modèles d'abonnement et de paiement à la séance pour votre vidéo hébergée.


Voir la vidéo: Télécharger des images satellites haute résolution georeference (Octobre 2021).