LANCEMENT D’UN NOUVEAU PRODUIT SATELLITE WAVE

Le¹⁸ juillet 2017, le Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS) a publié le premier produit mondial de vagues en temps réel basé sur des données satellitaires. Elle intervient après le lancement en avril dernier (2017) du produit wave basé sur des modèles, et fait partie d’une série de versions répertoriées dans la feuille de route du produit WAVE (voir figure ci-dessous). Ce nouveau produit issu des données altimétriques satellitaires contient la hauteur significative des vagues (SWH) des données altimétriques des satellites Jason-3 et Sentinel-3A, fournie dans les 3 heures suivant l’acquisition des données. Ce nouveau produit d’onde satellite est disponible dans le catalogue CMEMS (voir ici). Ce nouveau produit global de vagues basé sur des données altimétriques satellitaires est produit pour le CMEMS par leur Centre d’Assemblage Thématique sur le Niveau de la Mer(SL TAC), sous contrat avec Mercator Ocean (MO). Ce SL TAC est dirigé par la société privée CLS  en collaboration avec l’ IFREMER (tous deux situés en France).

Dr. Romain Husson, responsable des produits houlomoteurs chez CLS, nous en dit plus sur ce nouveau produit construit pour CMEMS.

MO : Quelles sont les nouvelles connaissances apportées par ce nouveau produit global d’ondes satellitaires ?

Husson: C’est la première fois que le Copernicus Marine Service (CMEMS) offre un produit de vagues basé sur des données satellitaires. Auparavant, le portefeuille CMEMS n’avait recueilli que des données sur les produits de la houle à partir de modèles. Le portefeuille de vagues s’est désormais élargi (depuis juillet 2017) avec l’ajout de ce produit de vagues basé sur des données satellitaires. En océanographie physique, la hauteur significative des vagues (SWH) est définie traditionnellement comme la hauteur moyenne des vagues (du creux à la crête) du tiers le plus élevé des vagues. Cette définition mathématique de la hauteur des vagues océaniques est destinée à exprimer la hauteur qui serait estimée par un observateur qualifié, capturant les vagues les plus significatives au-dessus de la surface de l’eau.Les mesures de vagues par satellite proviennent de deux techniques principales, l’altimétrie et le radar à synthèse d’ouverture (SAR). L’altimétrie permet de déterminer le SWH, tandis que le SAR permet d’obtenir des informations directionnelles et spectrales. Ce nouveau produit (publié à l’été 2017) est basé uniquement sur des données altimétriques satellitaires et inclut des produits de vagues déduits des altimètres Jason-3 et Sentinel-3A, lancés respectivement en janvier et février 2016. Ce nouveau produit fournit un SWH haute résolution filtré et inter-calibré le long de la trajectoire (une mesure tous les 7 km, ou toutes les secondes). Ces mesures fournissent une couverture globale des océans, en suivant les traces au sol des satellites avec une résolution de 7 km. Ces produits de vagues par satellite  fournissent les mesures réelles des vagues, sur l’ensemble de la Terre, de manière régulière et homogène sur plusieurs années. Ils offrent souvent une meilleure description des événements extrêmes, que les modèles numériques ont tendance à sous-estimer. Les données sur les vagues in situ, généralement fournies par des bouées, sont également très utiles, mais dans de nombreuses zones d’eau libre, il n’y a pas de telles bouées disponibles. Ce nouveau produit satellitaire sur les vagues (comme le montre la figure 1) est disponible dans le catalogue CMEMS (voir ici).

Ce nouveau produit de vagues satellitaires est également assimilé dans les modèles numériques de vagues globales en temps réel de CMEMS (voir ici). La valeur ajoutée des produits modélisés est qu’ils peuvent fournir une couverture globale des CES avec une capacité de prévision de quelques jours. Les mesures, qu’elles proviennent de satellites ou de technologies in situ, contribuent à l’amélioration de la précision des prévisions grâce à l’assimilation en temps réel. Ce nouveau produit satellitaire contribue donc à l’amélioration de la précision des prévisions dans les produits numériques globaux de vagues du catalogue CMEMS. Mon collègue Lotfi Aouf de Météo France gère le modèle global de vagues océaniques pour le CMEMS. Il utilise notre nouveau produit satellite pour l’assimilation des données dans son modèle global de vagues. Par exemple, l’incrément d’analyse de SWH après 1 jour d’assimilation des données de vagues de Sentinel-3A dans le modèle global de vagues océaniques est fourni dans la figure 2. L’impact maximal peut atteindre plus de 1,5 mètre (voir figure 2). Un fort impact est indiqué dans le nord-ouest de l’océan Pacifique lié à la saison des typhons et dans le golfe du Mexique après le passage de l’ouragan Harvey.

MO : Quelles sont les applications intéressantes de ce produit ?

Husson: Les hautes vagues sont dangereuses, et ce ne sont pas seulement les conditions de vagues extrêmes qui peuvent menacer les opérations délicates en mer. Les informations sur les vagues sont cruciales pour toutes les personnes en mer qui ont besoin de connaître  les conditions de mer passées, présentes et futures. Pour les opérations des plateformes offshore de pétrole & gaz, les données historiques et les prévisions de la hauteur des vagues sont vitales pour la sécurité du personnel, de l’équipement et de l’environnement. De même, les opérations d’énergie marine renouvelable et les études de sites ont besoin d’informations sur les vagues. Ces prévisions permettent également d’améliorer l’itinéraire des navires. Les différentes sources, satellite, insitu et modèles, fournissent des produits d’ondes complémentaires pour de telles applications.

MO : Que se passera-t-il ensuite ?

Husson: En décembre prochain (2017), les produits altimétriques satellitaires seront étendus aux missions altimétriques restantes (i.e. Jason-2, Saral), ce qui améliorera la couverture globale des produits altimétriques. Un nouveau produit global et maillé (niveau 4) sera également fourni, contenant la moyenne journalière du SWH. En outre, nous fournirons également des produits de vagues dérivés de l’instrument SAR (radar à synthèse d’ouverture) Sentinel 1-A  et 1-B  . En ce qui concerne l’altimétrie, le SAR a la capacité unique de mesurer la période et la direction des vagues en plus du SWH et est particulièrement bien adapté aux longues vagues (parfois appelées houles). Ce produit permettra au CMEMS d’effectuer des descriptions plus détaillées des conditions de vagues, telles que les conditions de mer croisée (vagues venant de directions différentes et obliques), qui sont particulièrement dangereuses dans les situations de navigation. Ce nouveau produit fournira quotidiennement des informations sur la houle océanique sur des grilles irrégulières (niveau 3) et régulières (niveau 4).