Laurence Bianchini
Pendant longtemps, nous avons cru que la Terre était sphérique puis ellipsoïdale. Aujourd’hui nous savons que notre planète est faite de bosses et de creux, et qu’elle n’arrête pas de se déformer. Les satellites géodésiques mesurent dorénavant avec une extrême précision les formes topographiques et gravitationnelles de la Terre ainsi que leurs variations. Mardi 15 janvier, à 19h30 au café du Pont-Neuf, deux experts du CNES et de l’IGN nous expliqueront les enjeux scientifiques et sociétaux de ces mesures. Ils nous dévoileront les méthodes qui permettent de mieux connaître notre planète, au centimètre près.
« Cela pose en fait la question de la référence des altitudes », commente Richard Biancale, directeur du Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale du CNES. Les experts ont donc défini une surface sur laquelle la pesanteur (gravité + force axifuge) est en tout point la même. Cette surface virtuelle que l’on nomme le géoïde, coïncide avec le niveau moyen des océans supposés au repos et donne la référence 0 des altitudes sur les océans comme dans les continents.
La géodésie est la science utilisée pour mesurer et représenter la surface terrestre et le champ de gravitation. « La forme topographique et la forme gravitationnelle ne sont pas tout à fait les mêmes » explique Isabelle Panet, chercheur au Laboratoire de Recherches en Géodésie (LAREG) de l’IGN. Leurs déformations au cours du temps reflètent les mouvements de matière à l’intérieur de la Terre et dans ses enveloppes fluides superficielles (océan, eaux polaires et continentales, atmosphère) de deux manières différente.
En 2011, le satellite GOCE de l’ESA a dévoilé la dernière carte 3D du géoïde terrestre, surface de référence pour les altitudes. Source : ESA / GOCE
Ce champ d’études multidisciplinaire s’appuie énormément sur les mesures satellitaires. « Les satellites ont aboli les frontières » retrace Richard Biancale. A plus de 250 km d’altitude, ils observent globalement les formes de la Terre et leur évolution. Notre connaissance concernant l’intérieur de notre planète et son évolution est ainsi enrichie. « Nous observons les variations liées au cycle global de l’eau, depuis la fonte des calottes glacières jusqu’à la variation du niveau des eaux continentales » détaille Isabelle Panet. « L’altitude de la surface des océans par rapport au géoïde nous renseigne aussi sur les courants et les transports de chaleur. »
Les applications de ces mesures sont nombreuses. Le géoïde qui, comme un niveau à bulle représente localement l’horizontale, définit dans quel sens coule l’eau. Savoir se référencer par rapport à ce niveau 0 est essentiel pour les travaux d’aménagement du territoire par exemple pour la construction de voies de transports. D’autre part, comprendre comment les activités humaines peuvent causer des déformations du sol (soulèvements ou affaissements) est important, notamment lorsqu’elles se produisent en zones urbanisées ou à proximité. Les mesures géodésiques permettent ainsi de déceler les effets du pompage d’eau dans le sol ou de l’extraction d’hydrocarbures. « Nous mesurons même le mouvement du sol lors des marées. » La plage peut parfois s’enfoncer de quelques centimètres sous le poids de l’eau (5 cm à Brest).
La compréhension du cycle sismique est aussi précieuse. Bien qu’il soit aujourd’hui impossible de prédire les séismes, nous les comprenons de mieux en mieux. La géodésie est une science exacte. Ses enjeux sont nombreux. Ils évoluent au gré des avancées de nos connaissances, et des technologies de mesure.
Alors que les satellites ne pouvaient distinguer les marées il y a 30 ans, nous pouvons aujourd’hui détecter l’impact de la pression atmosphérique sur la croûte terrestre, cette surface vivante sur laquelle nous habitons. Cette science millénaire a pris toute son ampleur avec l’envol des satellites, notamment GRACE et GOCE lesquels ont récemment permis d’obtenir une carte 3D très précise du géoïde et de détecter des mouvements du noyau liquide de la Terre. Rejoignez le CNES mardi 15 janvier, pour le premier Mardi de l’Espace 2013, au café du Pont Neuf à 19h30, pour découvrir comment les trajectoires des satellites nous dévoilent notre planète.
Pour en savoir plus :
[vidéo] Mission GOCE : la Terre dévoile ses formes http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/7547-mission-goce-la-terre-devoile-ses-formes.php
Page de la mission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/10569-st-grace.php
Page de la mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/9258-st-goce.php
Signature des mouvements du noyau liquide de la Terre dans les données gravimétriques et magnétiques http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/10572-st-signature-des-mouvements-du-noyau-liquide-de-la-terre-dans-les-donnees-gravimetriques-et-magnetiques.php
Les premières cartes mondiales d'anomalies gravimétriques http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/10238-st-2012-premieres-cartes-mondiales-d-anomalies-gravimetriques.php
[vidéos] Les satellites au service de l'eau de la planète http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/10098-gp-a-l-eau-l-espace-.php
Nos précédents articles sur l’altimétrie :
« Les océans sous l’œil des satellites » http://www.mysciencework.com/fr/MyScienceNews/8513/les-ocans-sous-l-oeil-des-satellites - .UObq24nm7vM
Un #CNESTweetup sous l’œil des satellites http://www.mysciencework.com/fr/MyScienceNews/8877/un-cnestweetup-sous-l-oeil-des-satellites#.UObq4Inm7vM
