Les altimètres


 

Qu'est-ce qu'ils mesurent ?

Principe de la mesure


Principe de la mesure altimétrique. (Credits Cnes/D. Ducros)

Les altimètres sont des radars, c'est à dire des instruments "actifs" (qui envoient un signal, et ne se "contentent" pas de recevoir). Les altimètres envoient une onde vers le sol et mesurent le signal qu'ils reçoivent en retour après réflection sur la surface. Les altimètres émettent exactement à la verticale du lieu où ils se trouvent (on dit aussi "au nadir"). Ils utilisent des fréquences 13.6 GHz le plus souvent, mais aussi 5.3 GHz, 3.2 GHz, ou 35 GHz. Ce sont des fréquences qui traversent bien l'atmosphère, et qui ne sont pas ou peu perturbées par la vapeur d'eau dans l'atmosphère, etc.

Parmi les informations mesurées, la principale est le temps mis par l'onde à faire l'aller-retour, qui permet de déduire la distance entre le satellite et la surface (connaissant la vitesse de l'onde, qui est celle de la lumière). Couplée à la localisation précise du satellite, cette mesure donne la "hauteur de mer", c'est à dire la hauteur de l'eau par rapport à une référence (ellipsoïde de référence, ou géoïde ou moyenne sur plusieurs années des hauteurs de mer). On obtient ainsi la hauteur totale de la mer, ou les écarts de la hauteur de mer par rapport à la moyenne, ou une hauteur correspondant aux courants et à tout ce qui "bouge" dans l'océan.
De plus, la forme du signal reçu en retour par le satellite, et sa puissance, permettent de déduire respectivement la hauteur des vagues et la vitesse du vent. Les glaces de mer peuvent également partiellement être repérées par les altimètres actuels (plus efficacement en combinant leurs mesures avec celle d'un radiomètre) ; le satellite altimétrique Cryosat (Esa) est, lui, dédié à ce type de mesure.



Carte des écarts de la hauteur de mer par rapport à la moyenne (en haut) et carte de la topographie océanique due aux éléments en mouvement (en bas). La carte du haut montre ce qui varie dans l'océan, celle du bas aussi, mais avec également des éléments plus stables (bien qu'en mouvement) comme les grands courants (Crédits Aviso)

Instruments actuellement en fonctionnement

  • Poseidon-3 sur Jason-2 (Cnes/Nasa/Noaa/Eumetsat)
  • Siral sur Cryosat-2 (Esa)
  • AltiKa sur Saral (Cnes/Isro)
  • HY-2 (CNSA)
  • Poseidon-3 sur Jason-3 (Cnes/Nasa/Noaa/Eumetsat)
  • Sral sur Sentinel-3 (EU/Esa)

Plus sur les satellites altimétriques :