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Sentinel EO-Based Emission and Deposition Service

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Exploiter Copernicus pour l’évaluation des émissions de polluants atmosphériques

Des outils avancés de suivi des émissions de polluants, développés par le projet SEEDS financé par l’UE, améliorent le service Copernicus de surveillance de l’atmosphère. Les données satellitaires, la modélisation inverse et l’apprentissage automatique fournissent des informations précises qui soutiennent une nouvelle méthode de surveillance et d’évaluation des émissions qui affectent la qualité de l’air.

Les sources de pollution atmosphérique sont traditionnellement estimées à l’aide de données statistiques et de mesures et modèles au sol, mais ces données ont été difficiles à évaluer et à valider de manière indépendante. Le projet SEEDS entendait changer cela, en faisant appel aux capacités avancées de l’instrument TROPOMI à bord du satellite Sentinel-5P, pour proposer de nouveaux ensembles de données relatives aux émissions basées sur les satellites, affiner les prévisions de la qualité de l’air et fournir une preuve de concept. Leonor Tarrason, coordinatrice du projet SEEDS et directrice de recherche pour les solutions environnementales à l’institut norvégien de recherche sur l’air (NILU), explique: «Avec des données précises, les politiques conçues pour protéger la santé publique et les écosystèmes, que ce soit contre les oxydes d’azote responsables du smog ou d’autres polluants nocifs, peuvent être mieux ciblées et appliquées».

Des solutions satellitaires pionnières

Les ambitieux objectifs du projet portaient notamment sur l’amélioration des données relatives aux émissions ou encore l’établissement d’un lien entre la pollution atmosphérique et les incidences écologiques. Par le biais d’une modélisation avancée et de l’apprentissage automatique, SEEDS a entrepris d’utiliser les satellites Sentinel de Copernicus pour fournir de nouvelles estimations de pointe sur les polluants tels que les oxydes d’azote, l’ammoniac et l’ozone, et les comparer aux données actuelles relatives aux émissions fournies par le service Copernicus de surveillance de l’atmosphère (CAMS). L’équipe s’est également attachée à identifier les domaines clés dans le cadre desquels la technologie satellitaire pourrait améliorer les méthodes actuelles ou en proposer de nouvelles pour relever les défis scientifiques et répondre aux besoins politiques. Il s’agit notamment de la mesure de l’évolution temporelle des émissions d’origine humaine, l’estimation des émissions naturelles et le couplage de la qualité de l’air et de la modélisation de la surface terrestre pour comprendre comment les sécheresses, les vagues de chaleur et la végétation affectent le dépôt de polluants et le rendement agricole. SEEDS a jeté les bases des développements futurs de Copernicus, en définissant la manière dont les données horaires des prochains satellites Copernicus, tels que Sentinel-4, seront utilisées pour affiner la surveillance de la pollution atmosphérique.

Des approches novatrices des données sur les émissions

SEEDS a développé divers nouveaux ensembles de données, notamment des estimations par satellite des taux de dioxyde d’azote et d’ammoniac, ainsi que des composés organiques volatils biogéniques (COVB) émis par des sources naturelles telles que les forêts. En combinant des modèles de surface terrestre avec des données atmosphériques, le projet a nuancé la compréhension de l’interaction de la pollution avec les écosystèmes. Un autre de leurs objectifs essentiels consistait à soutenir les parties prenantes dans tous les secteurs, des responsables agricoles aux urbanistes. SEEDS a travaillé en étroite collaboration avec des acteurs clés des secteurs économique, industriel et agricole afin de garantir l’application efficace et une large adoption de ses innovations. Tous les secteurs n’ont pas affiché le même enthousiasme. L’implication des grands pollueurs a été compliquée, car ceux-ci étaient réticents à participer à des évaluations indépendantes de leurs émissions. «Nous avons constaté qu’il ne suffisait pas de présenter le projet comme un outil qui permet d’élaborer de meilleures politiques, mais qu’il fallait également montrer en quoi il pouvait apporter une valeur ajoutée aux industries elles-mêmes», explique Leonor Tarrason. Malgré ces difficultés, SEEDS a atteint ses objectifs d’améliorer les données sur les émissions et de créer de nouveaux outils de surveillance des dépôts. Le projet a généré 18 ensembles de données distincts, désormais disponibles pour les chercheurs et les décideurs politiques sur un portail de données interactif. Des experts en émissions utilisent actuellement les données du projet dans toute l’Europe, tant au sein du CAMS que de l’équipe spéciale sur les inventaires et les projections des émissions.

SEEDS pour l’avenir

L’une des principales conclusions du projet est l’importance des données d’émission en temps réel et la manière dont les données satellitaires peuvent fournir des informations indépendantes de qualité sur l’évolution dans le temps des sources de pollution atmosphérique. Bien que le projet ait, dans un premier temps, concentré ses efforts sur l’analyse des données passées, l’équipe a réalisé que les données d’émissions en temps réel pouvaient avoir un impact plus immédiat sur l’amélioration des prévisions de la qualité de l’air. Cette capacité s’améliorera encore avec la mise en service de futurs satellites tels que Sentinel-4. SEEDS a également mis en évidence la nécessité d’une meilleure coopération entre les chercheurs et des secteurs telles que l’agriculture. Si les experts en émissions et les autorités environnementales ont rapidement perçu les avantages des données satellitaires pour améliorer les estimations d’émissions, les grands acteurs industriels et agricoles ont été plus difficiles à convaincre. À l’avenir, les projets tels que SEEDS devront s’attacher à améliorer l’accessibilité des données satellitaires et à démontrer leur valeur à des groupes de parties prenantes plus larges.

Mots‑clés

SEEDS, Copernicus, CAMS, qualité de l’air, données sur les émissions, pollution de l’air, politique, azote, ozone, polluants, Sentinel

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