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RDT info logoMagazine de la recherche européenne N° 42 - Août 2004   
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 EDITORIAL
 Sus aux mycotoxines
 Petit pays, haut niveau
 Des chercheurs combatifs
 Parcours d'un Hollandais volant
 Les scélérates des mers
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IMAGES SATELLITES
Title  Terra cognita

Démographie, niveau de vie, situation sanitaire, perte de la biodiversité, surexploitation des terres et des forêts … Tout peut se lire "dans les cartes", celles de la Terre vue du ciel, qui en disent beaucoup sur son état. Les scientifiques et les experts les utilisent abondamment. Mais c'est un public plus large que l'équipe de PlanetObserver a choisi de faire profiter du magnifique outil géographique offert par les images satellitaires. Ce projet de développement – notamment soutenu dans le cadre de l'initiative Eureka – a utilisé des procédés informatiques avancés pour mettre au point des techniques d'harmonisation et de colorisation qui font la spécificité de documents particulièrement convaincants. Autant par leur beauté que par leur clarté.

Clermont-Ferrand, petite capitale régionale du Massif Central français, encerclée par les volcans d'Auvergne. A 27 ans, Laurent Masselot, géologue, y crée, la société M-SAT (1). On est en 1989. Cela fait une bonne dizaine d'années que des satellites en orbite accumulent des images de la Terre qui le fascinent. "Notre planète, observée du ciel, est splendide et j'ai pensé que l'émotion suscitée par cette vision pouvait toucher beaucoup de monde. Mais il fallait pour cela exploiter autrement les images très techniques qui intéressent les chercheurs et les experts. Pour atteindre un public plus large, motiver des enseignants, des journalistes, des responsables locaux ou régionaux, il fallait arriver à des rendus visuels qui séduisent par leur esthétique et parlent également par leur réalisme." (2)

Triple savoir-faire
Dès lors, Laurent Masselot et son équipe s'attachent à développer un triple savoir-faire. L'étape de base est le mosaïquage.   Il s'agit d'assembler sous forme numérique plusieurs dizaines ou centaines d'images satellites haute définition correspondant à un espace précis, de plus ou moins grande envergure. Les données proviennent plus particulièrement de Landsat 5, en orbite à 705 km d'altitude, qui permet de voir avec une grande précision des parcelles de territoires assez restreintes. Mais d'autres scènes, provenant des satellites Spot, Cosmos ou Noaa, sont également utilisées selon les besoins.

Ce travail de mosaïquage est extraordinairement minutieux. Il s'agit de "fondre", à même échelle, des images prises à des moments différents, dans des conditions météos diverses, mais qui révèlent des morceaux de territoires communs. Il s'agit de rectifier les déformations dues à la rotondité de la Terre, et de s'adapter à la scène représentée (villes, cultures, espaces côtiers, chaînes de montagnes, etc.).

L'étape suivante est celle du réalisme dans les traitements de couleurs. L'objectif est d'obtenir des résultats à la fois parfaitement homogènes et géographiquement significatifs. "Il va de soi que toutes les mers sont généralement bleues, les forêts vertes et les déserts beiges… Mais toutes ces tonalités doivent répondre à des nuances, spécifiques aux lieux captés, et qui sont essentielles. La technologie informatique que nous avons mise au point permet un travail inédit de colorisation, opéré sur les trois canaux dits RVB, c'est-à-dire les valeurs courantes rouge, verte et bleue de chaque pixel de l'image, tout en tenant compte du filtrage causé par la couche atmosphérique au moment de la captation. Pour mesurer l'ampleur du traitement à opérer, il faut avoir à l'esprit qu'une image Landsat 5 fournit en moyenne un pixel tous les 30 mètres, soit des centaines de millions de données pour une seule image brute…"

Enfin, les images sont également retravaillées avec des fichiers altimétriques, fournis par les modèles numériques de terrain qui donnent à chaque point son altitude et permettent la reconstitution réaliste de paysages en 3D.

Fondu enchaîné
La stratégie de développement commercial de PlanetObserver a été celle du fondu enchaîné. Chaque image produite et valorisée permet en quelque sorte la naissance d'un nouveau produit plus ambitieux. "Il y a quinze ans, nous avons commencé par l'Auvergne, notre port d'attache, puis nous nous sommes attaqués à la France, sur base d'une mosaïque de 40 images. Ce fut le début d'une certaine reconnaissance, avec l'achat de ce produit et sa publication par le prestigieux magazine Geo en 1994. D'autres pays ont ensuite été traités, avant d'arriver à l'Europe, en 1996, avec 250 images."

Les bénéfices de l'Europe ont été réinvestis immédiatement. "Nous avons alors acquis les 450 images qui nous permettaient de couvrir les Etats-Unis, qui seront cartographiés en 1998. Le résultat est publié par la revue du Smithonian Institute et donne lieu à un accord avec National Geographic." Puis vient le tour d'une carte d'Asie (1 000 images couvrant 13 pays, dont la Chine, les deux Corée et le Japon).

Car l'ambition de la firme clermontoise est "totale". Dès la fin des années '90, elle a visé la mise au point de son actuel produit-phare, baptisé Terra Cognita©. Objectif : réaliser une mosaïque parfaitement homogène de plus de 7 000 images satellite brutes couvrant l'intégralité des terres émergées du globe. Ce projet (3) obtint un label Eureka, en alliance avec le Laboratoire des Sciences de la Terre de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon et une PME belge, Ionic Software, spécialisée dans les logiciels conçus pour l'exploitation d'images satellitaires.

Un rêve en projet
Produit au potentiel de diffusion mondial, Terra Cognita est opérationnel depuis 2003. La base de données de ce référentiel géographique absolu contient, comme prévu, quelque 7 000 images représentant une collection de 2 000 milliards de pixels. Outre le plaisir visuel que procure ce miroir passionnant de notre Globe, les applications de cet innovant outil de cartographie "réelle" de la totalité de la planète vont de l'éducation et l'information à l'environnement et au développement durable, en passant par la géopolitique et bien d'autres centres d'intérêt. Ainsi, l'an dernier, Terra Cognita a déjà été l'objet d'une exposition démonstrative déployée en plein air, au pied de la Tour Eiffel (voir images ci-dessous).

Laurent Masselot tient son prochain rêve. Arriver un jour prochain à "projeter notre planète" sur un espace de 400 mètres sur 800 – 32 hectares – pour obtenir son image à l'échelle de 1/50 000. "En 200 mètres, on traverserait le Pacifique pour aller de la Nouvelle Guinée au Pérou… Il serait possible, sur cette photographie gigantesque de la Terre, d'observer toutes chaînes de montagnes, les lacs, les forêts, les zones cultivées, les villes qui la couvrent, de suivre toutes les routes et les fleuves qui la sillonnent ... Vous pensez qu'il n'y aurait pas un public pour cela ?"

(1) M-SAT sera ensuite rebaptisée PlanetObserver.
(2) Toutes les citations sont de Laurent Masselot.
(3) Sous l'appellation Planet 2000

 

La Terre n'est pas que belle
Son image offre une foule de renseignements sur son état et celui de ses habitants. Lors de l'exposition parisienne PlanetObserver réalisée en 2003 à la tour Eiffel, une soixantaine d'images, de tous les continents, étaient rassemblées en quatre thèmes : l'homme, l'énergie, la Terre et l'eau. Les photographies qui illustrent cette page, dans le désordre cette fois, sont tirées de cette exposition.


Nuits d'Europe, nuits de lumière

© MSAT-PlanetObserver.com

© MSAT-PlanetObserver.com
L'état socio-économique du monde, vu du ciel, "saute aux yeux". Ainsi, la nuit, une Banane Bleue étincelante traverse l'Europe du Lancashire à la Toscane, en passant par Londres, Bruxelles Paris, Francfort, Stuttgart, Berne et Milan. La petite Belgique se signale par l'éclairage de ses autoroutes, bien connu des astronautes. Plus excentrées apparaissent les agglomérations de Birmingham, Madrid, Rome, Berlin, Varsovie, Oslo, Saint-Pétersbourg. Lorsqu'on passe en Afrique du Nord, le Sahara sommeille. Seules scintillent les villes côtières, ainsi que quelques oasis.


Bornéo – Indonésie

Dans le sud de l’île, les fleuves Kapuas, Barito et Kutai aboutissent à la mer. Leur tonalité rouge est due à la présence de minerais en suspension et de matières organiques. Avec le temps, ces sédiments s’accumulent et forment de vastes plaines marécageuses. Le delta se comble et s'agrandit peu à peu. Les palétuviers se développent dans ces zones où se mêlent l’eau douce et l’eau salée. Ces arbres enchevêtrés, aux racines qui sortent de l’eau, favorisent la présence d'oiseaux, de poissons, de singes. A l’intérieur du pays, la couleur verte très foncée indique la densité de la forêt tropicale qui compte environ 500 espèces d'arbres. Mais la déforestation est à l'ouvrage depuis une vingtaine d'années. En vert clair, presque jaune, on remarque les zones déboisées, quadrillées par un réseau de canaux de drainage venant du fleuve. Les secteurs où le sol est mis à nu apparaissent en rouge. Toutes ces modifications risquent, à moyen terme, de détruire cet écosystème exceptionnel.
© MSAT-PlanetObserver.com
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L'inexorable assèchement de la Mer d’Aral

© MSAT-PlanetObserver.com
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Cette mer intérieure est en réalité un espace d’eau douce partagé entre le Kazakhstan, le Turkménistan et l'Ouzbékistan. En 1960, la mer d'Aral était le quatrième plus grand lac du monde. Depuis, elle s’est asséchée de 60% en raison du pompage des rivières qui l’alimentent, afin d'irriguer les champs de coton et les rizières. Cet assèchement augmente la concentration en sels minéraux du lac. Les poissons sont décimés et la pêche réduite à néant. Les étendues dénudées sont érodées par les vents qui transportent des particules chargées de sel. Ces dernières se déposent sur les cultures et les terres arables, réduisent les rendements, que l'on tente de rattraper en augmentant les doses d’engrais et de pesticides. 

Forêt amazonienne– Brésil

© MSAT-PlanetObserver.com
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Le même endroit, en 1992 et en 2000. Les parcelles claires sont déboisées. La géométrie est simple : une route principale flanquée de routes perpendiculaires. Les noyaux blancs sont des villages ruraux. On ne replante pas. Les sols s'appauvrissent. La biodiversité en prend un coup. Les friches sont laissées aux bovins (les “bœufs à hamburger”), viande d'exportation.



Antarctique – effet de serre et fonte des glaces

Une flottille d'icebergs, qui se sont détachés de la calotte glaciaire et dérivent sur la mer de Weddell. Certains atteignent 2 km de large. Au- delà des fontes estivales, qui disloquent partiellement la banquise, on observe depuis quelques années une diminution constante et significative de son épaisseur. Cet amincissement est dû au réchauffement de l’atmosphère terrestre, résultant de l’accroissement de l’effet de serre. La hausse du niveau des mers provoquée par la fonte des glaciers pourrait atteindre 50 cm. Les Pays-Bas pourraient alors perdre 6% de leurs terres le Bangladesh jusqu'à 17%.
© MSAT-PlanetObserver.com
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Les perles de corail du Pacifique

© MSAT-PlanetObserver.com
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La grande barrière de corail s'étend sur 2 000 kilomètres au large des côtes du Nord-Est de l'Australie. Ce récif est constitué, depuis 18 millions d’années, par des milliards de petits animaux primitifs qui sécrètent après leur mort un squelette calcaire. On y rencontre plus de 400 espèces de coraux différents et cette zone abrite quelque 1 500 espèces de poisons et crustacés. Source de vie et rempart de protection face aux vagues, la grande barrière est soumise à de nombreuses menaces. La pêche aux explosifs et au cyanure, le commerce des coraux, le réchauffement des mers, la pollution des eaux, le tourisme et les activités sous-marines sont les principales causes de la dégradation des coraux. Aujourd’hui, 58 % des récifs coralliens de la planète sont menacés par des activités humaines.



Calcutta – Un nuage indésirable



La ville compte 3 millions d'habitants alors que les infrastructures et logements sont prévus pour 1 million. 200 000 personnes vivent dans la rue, d'autres s'entassent dans les bustees, construits dans les terres basses inondées à la mousson. Le nuage vertical grisâtre au centre de l’image, le long de la rivière claire, révèle la pollution de l’air. La concentration de particules en suspension (fumée, suie, poussière, gouttelettes libérées par combustion, etc.) est de 375 microgrammes/m3 alors que l’OMS fixe la norme à moins de 90 microgrammes/m3 (Paris est à 14 et New York à 61). 

© MSAT-PlanetObserver.com
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Plaine de Jezirah – Soudan



© MSAT-PlanetObserver.com

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Au Soudan, la plaine de savane de la Jezirah (“île”, en arabe) s'étend entre deux fleuves : le Nil Blanc (qui serpente en vert sur l’image) et le Nil Bleu. Les eaux du fleuve sont utilisées pour cultiver des parcelles agricoles (vertes et géométriques). Les champs de sésame, arachide, coton et gommes arabiques suivent l’orientation des canaux d’irrigation. C’est dans cette région de 750 000 hectares que se concentre la plus grande partie de la population. De l'autre côté du fleuve, à gauche, la zone blonde atteste du désert lybien.


Désert de Taklimakan – Chine

Ce désert est si grand que son nom signifie “Une fois que vous y êtes entré, vous n’en ressortirez jamais”. Il est si chaud qu’on l’appelle aussi la “mer de la mort”. Le sable peut atteindre 70°C et l’air 50°C, pour retomber en dessous de 20°C la nuit. Les vents y sont forts et fréquents. Ces conditions expliquent que la rivière photographiée soit temporaire. Ce milieu hostile pourrait cependant s'amadouer quelque peu. Des géologues chinois ont découvert une énorme réserve d'eau souterraine dont l'exploitation pourrait résoudre le cruel problème de manque d’eau qui touche 10 millions de personnes dans cette région.

© MSAT-PlanetObserver.com
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Oasis de Koufra – Lybie

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En bleu, la ville. Géométrique, l'aéroport. Circulaires, une série de champs. Au sein du désert, l'oasis a pu naître grâce au captage de vastes nappes d’eau souterraines. L’eau est pompée et le sol arrosé au moyen de bras mécaniques pivotant autour d’un axe central. Cette méthode a induit la forme ronde des parcelles. Mais cette manne ne sera pas éternelle. Certains experts estiment que les nappes seront épuisées d'ici une cinquantaine d’années.


Forêt tropicale – République démocratique du Congo

Vert intense, la forêt vierge, échancrée par les branches de quelques cours d'eau, affluents du fleuve Congo (ex-Zaïre). A regarder de près, le vert n'est pas uniforme. Des zones plus claires apparaissent : les espaces marécageux. En haut, à gauche, un réseau rectiligne : les pistes tracées pour la déforestation. Sur les zones déboisées (en saumon), presque rien ne repoussera car le sol, raviné par l'eau, devient infertile.
© MSAT-PlanetObserver.com
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Delta du fleuve Betsiboka– Madagascar

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Cette image, prise dans le Nord-Est de l’île, révèle l’appauvrissement des sols après la déforestation. Lorsqu’il y a moins de plantes, et donc moins de racines, les eaux de pluie peuvent vider le sol de ses éléments nutritifs. Le puissant fleuve Betsiboka   draine ainsi des quantités considérables d’alluvions en suspension, reconnaissables à leur couleur rougeâtre. Le delta est totalement formé par le dépôt de ces sédiments. Les conséquences sont d'autant plus fortes que le fleuve est très puissant et la déforestation massive.


Désert Rub Al khali – Arabie Saoudite

"Al khali" signifie "le grand vide". Modelées et poussées par le vent, les dunes d’un sable très rouge se déplacent sur un sol argileux (en bleu). Les zones blanches sont des croûtes de sel. Ces couleurs témoignent de l'existence d'une mer à cet endroit, à l'ère primaire, qui s'est évaporée et a laissé place à ce mélange d’argile et de sel. Ce désert n’accueille ni végétation ni habitants. L’agriculture serait pourtant possible, à condition de pomper l’eau du sous-sol, ce qui est le cas à Riyad, la capitale du pays.
© MSAT-PlanetObserver.com
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Chengdu 1992-2000 – démographie galopante

© MSAT-PlanetObserver.com
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Prises à une décennie de distance, ces deux vues de la capitale de la province du Sichuan, au Sud-Ouest de la Chine, dans une région surnommée le "pays de l’abondance", témoignent de l'attraction exercée par la ville sur les campagnards en quête de travail. Elle est un exemple parmi d'autres de la croissance urbaine. D’ici 2025, la population des villes pourrait doubler et atteindre 5 milliards de personnes, soit six habitants de la planète sur dix.

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