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 (on voit "à travers les nuages").

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" ou d'eau, c'est à dire la hauteur de l'eau par rapport à une référence (mathématique, comme l'ellipsoïde de référence, ou plus physique, comme le géoïde ou moyenne sur plusieurs années des hauteurs de mer). On obtient ainsi la hauteur totale de l'eau, ou ses écarts par rapport à la moyenne, ou sur océans, 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, car ces phénomènes ont tendance à renvoyer l'onde soit plus étalée dans le temps (les vagues, car la réflexion se fait d'abord sur la crête, ensuite sur la pente et enfin sur le creux de la vague), soit ailleurs que sur l'antenne (le vent, et en partie aussi les vagues). 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.

Instruments actuellement en fonctionnement

  • Siral sur Cryosat-2 (Esa)
  • AltiKa sur Saral (Cnes/Isro)
  • Poseidon-3 sur Jason-3 (Cnes/Nasa/Noaa/Eumetsat)
  • Sral sur Sentinel-3A & B (EU/Esa)
  • HY-2B & C (CNSA)
  • Poseidon-4 sur Sentinel-6 Michael Freilich (Esa/Eumetsat/EU/Nasa/Noaa)

Plus sur les satellites altimétriques :