Des experts suisses et internationaux utilisent des satellites ainsi que l’intelligence artificielle pour obtenir des perspectives plus précises sur les émissions de gaz à effet de serre. Leur espoir est que des données plus exactes permettent aux gouvernements d’agir plus rapidement et efficacement pour réduire leurs émissions.

Dans le cadre de l’Accord de Paris sur le climat, les États doivent régulièrement fournir des estimations concernant leurs émissions ou séquestrations de gaz à effet de serre. Ce processus de reporting est en revanche complexe et entouré d’incertitudes.

Gerrit Kuhlmann a proposé une méthode pour rendre ces estimations plus efficaces et plus précises. Chercheur à l’Empa, l’institut de recherche de l’ETH dédié au développement des matériaux et des technologies, il a pour objectif, avec son équipe, de fournir aux décideurs des cartes détaillées, presque en temps réel, des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane et le dioxyde d’azote (NO₂), grâce à des observations satellitaires et à des avancées en intelligence artificielle.

Ce projet est possible grâce au programme Copernicus européen, impliquant l’Empa, qui est équipé de technologies pour mesurer les gaz à effet de serre depuis l’espace.

Ces dernières années, le nombre de satellites d’observation de la Terre et leur efficacité ont considérablement augmenté, représentant désormais près de 20 % de l’ensemble des satellites en orbite. Des entreprises comme SpaceX, Blue Origin, Planet Labs et Maxar Technologies se livrent ainsi à une compétition intense.

Cela génère de grandes quantités de données satellitaires complexes qui doivent être analysées. Actuellement, plusieurs plateformes mondiales sont en cours de développement pour surveiller le changement climatique grâce aux observations de la Terre. Des instruments américains et japonais surveillent depuis plusieurs années avec succès les émissions de méthane, fournissant des images de fuites dans des installations pétrolières et gazières, ainsi que dans des mines de charbon et des décharges.

Cependant, il était jusqu’ici impossible de déterminer quelles émissions étaient d’origine humaine. Cela est sur le point de changer avec la « Mission de suivi CO₂ de Copernicus » (CO2M). Le premier de deux satellites CO2M, équipé des instruments les plus récents, est prévu pour lancement en 2026.

Mesures de la densité des feuilles

L’équipe de recherche de l’Empa a fourni à l’Agence Spatiale Européenne (ESA) diverses recommandations pour l’équipement des satellites CO2M, incluant l’idée d’un instrument combiné mesurant à la fois le CO₂ et le NO₂, tous deux issus de la combustion de combustibles fossiles.

« Si nous observons des niveaux élevés de NO₂ et de CO₂, nous savons qu’ils proviennent d’émissions anthropiques, essentiellement de la combustion de combustibles fossiles », explique Kuhlmann. Le NO₂ n’est pas produit lors de la respiration naturelle de la biosphère.

Les satellites fourniront également des données cruciales sur la verdure et la densité de la végétation terrestre, comme le nombre de feuilles des arbres. « Cela nous indique combien de CO₂ ils absorbent réellement de l’atmosphère », précise Kuhlmann.

Des scientifiques suisses ont contribué au développement du CO2M dans le cadre des programmes de recherche et développement Horizon 2020 et Horizon Europe. Bien que la Suisse ne soit pas membre de l’UE, elle est partie prenante de l’ESA.