Photos

• Cospas-Sarsat sur la photothèque du CNES

Liens externes

Pour aller plus loin, voici des liens vers des sites externes que vous pouvez consulter :

• Site du programme Cospas-Sarsat
• Site du Ministère de l’Europe et des Affaires Étrangères
• Site de la Direction Générale des Affaires Maritimes, de la Pêche et de l’Aquaculture (DGAMPA)
• Site de la Direction Générale de l’Aviation Civile (DGAC)

Programme Cospas-Sarsat (C/S)

La force du programme C/S est de couvrir l’ensemble du globe terrestre, ce qui est rendu possible par l’étendue de l’implantation de ses moyens sol : 

• 32 centres de contrôle mission sont déployés dans le monde, dont 6 dits nodaux, qui centralisent les activités de leur zone de service (Etats-Unis, Russie, France, Espagne, Japon et Australie)
• De nombreuses antennes, dites Local User Terminal (LUT) sont également déployées, permettant la réception des alertes en provenance des différents types de satellites :
  • 32 GEOLUTs, pour les charges utiles embarquées dans les satellites GEO
  • 57 LEOLUTs, pour les charges utiles embarquées dans les satellites LEO
  • 29 MEOLUTs, pour les charges utiles embarquées dans les satellites MEO, des constellations GNSS

Segment sol français C/S

Le segment sol C/S français est déployé à Toulouse, sur le site du CNES. Il est en particulier composé par : 

• Le FMCC, French Mission Control Center, opérationnel
• 4 antennes, dites LUT :
  • Une MEOLUT
  • Une GEOLUT
  • Deux LEOLUT
• Les moyens réseaux qui permettent la liaison avec plus d’une centaine de partenaires extérieurs

Les moyens sol français sont également dotés de moyens de validation et test, la France ayant entre autres la responsabilité de l’audit des MCC de sa zone de service ainsi que celui, croisé, des autres MCC nodaux : 

• 2 chaines de validation MCC
• 1 chaîne de validation MEOLUT
• Un simulateur de balises ainsi que des balises de tests, dont une montée sur un équipement, dénommé « bras tournant », permettant de simuler les mouvements lentement mobiles (représentatifs des mouvements sur plan d’eau)

Projet SAR Galileo

Depuis de nombreuses années, le CNES accompagne la Commission européenne et l’Agence pour le Programme Spatial de l’Union Européenne (EUSPA) dans la mise en place du système SAR Galileo et du lien retour Cospas-Sarsat (Return Link).

Depuis 2016, le CNES garantit la fourniture du service SAR Galileo pour le compte de la Commission européenne, via un contrat cadre spécifique.

Le Service SAR Galileo est la contribution européenne au Programme Cospas-Sarsat. Cette contribution est faite via la mise à disposition de satellites Galileo équipés de charges utiles SAR (Segment spatial) ainsi que d’un segment sol (SAR Galileo Ground Segment).

Le segment sol SAR Galileo est constitué de :

• 3 stations (MEOLUTs  4 paraboles), permettant de couvrir la zone Europe, situées en Espagne, en Norvège et à Chypre, et une station (MEOLUT à antenne active) située sur l’île de La Réunion permettant de couvrir la zone Océan Indien

• Un réseau de balises de références situées au Groenland, en Espagne, en Norvège, à Chypre, en France et au Portugal, permettant le monitoring des services Forward Link et Return Link
• Le RLSP (Return Link Service Provider) : permettant la génération et l’envoi, via le message de navigation Galileo L1, d’un message appelé RLM (Return Link Message) qui informe l’utilisateur de la correcte réception au sol du message de détresse
• Le SAR Galileo Service Center, localisé dans les locaux du CNES à Toulouse, où les moyens de coordination et supervision sont installés

Dans ce cadre, l’équipe du CNES assure le maintien en conditions opérationnelles du segment sol SAR Galileo, la coordination des opérations et de la maintenance, en lien avec les sites d’accueil, ainsi que le suivi des performances du système complet (Bord et Sol).

D’un point de vue programmatique, le CNES, fort de son rôle et son expertise au sein de la communauté Cospas-Sarsat accompagne la Commission européenne dans la définition des standards et des concepts opérationnels nécessaires pour garantir l’interopérabilité avec le système Cospas-Sarsat existant et l’adoption des nouvelles fonctionnalités rendues possibles par le SAR Galileo.

La forte implication du CNES est à souligner dans le développement, pour la Commission européenne, du lien retour SAR (RLSP).

Le CNES était en charge de la définition technique et opérationnelle du système, du suivi du développement et de la validation du système avec de fortes exigences de sécurité.

À ce titre, le CNES a joué un rôle clé dans l’accréditation « Sécurité physique et Système d’Information » du système nécessaire à sa connexion au segment sol de mission Galileo.

En tant qu’opérateur et hébergeur du service SAR Galileo, le CNES a par ailleurs accompagné la Commission Européenne et l’Agence pour le Programme Spatial de l’Union Européenne (EUSPA) à la préparation de la mise en service du lien retour, participant notamment aux activités de validation et démonstration vis-à-vis de la communauté internationale Cospas-Sarsat. Enfin, dans son rôle de représentant français auprès de l’organisation Cospas-Sarsat, le CNES a également activement contribué à son adoption officielle.

Le CNES est maintenant en charge de l’exploitation de ce lien retour (maintien en conditions opérationnelles et de sécurité, collecte des indicateurs de performance). Il doit en assurer une disponibilité à plus de 99,5% au profit de la Commission européenne et de la communauté internationale des utilisateurs du SAR.

Améliorations des performances

Même si les performances du service SAR Galileo sont excellentes, avec une disponibilité annuelle proche de 100%, le CNES accompagne la Commission Européenne dans sa volonté de disposer d’un système encore plus robuste. Dans cette optique, le Galileo GNSS Service Center à Madrid va accueillir le SAR Galileo Service Center (SGSC) redondant (c'est à dire le centre secours, qui prend la main en cas de problème majeur), incluant le service RLSP, qui sera opéré sous la responsabilité du CNES. De la même manière, le SGSC au CNES accueille le centre GSC redondant.

Enfin, grâce aux possibilités offertes par la mise en place de ce lien retour, de nouveaux services aidant la recherche et le sauvetage sont en préparation. En particulier, un nouveau service « Two-Way-Communications » (TWC) est discuté au sein du programme Cospas-Sarsat. Il permettra bientôt aux personnes en détresse d’échanger, grâce aux balises compatibles du service, des informations détaillées avec les services de secours par le biais d’un système de questions/réponses prédéfinies.

Au-delà de la Recherche et du Sauvetage, le CNES accompagne également la Commission Européenne et EUSPA dans la mise en place d’un nouveau service d’alertes aux populations qui sera diffusé grâce à la constellation Galileo.

Le service Emergency Warning Satellite Service (EWSS) permettra aux autorités de protection civile des états membres de l’Union Européenne de disposer d’un accès à la constellation afin de programmer, en cas de catastrophe, la distribution d’une alerte dans une zone définie, qui sera réceptionnée sur des supports compatibles (téléphones portables, panneaux d’affichage par exemple). Ce service sera opéré par les équipes du Sar Galileo Service Center au CNES.

Liens vidéo

• SAR Galileo
• GALILEO Search And Rescue Service (SAR)

Trois types de systèmes satellitaires œuvrent pour le programme Cospas-Sarsat.

Satellites LEO (Low Earth Orbit)

Les satellites en orbite terrestre basse altitude (dits LEO pour Low Earth Orbit), à savoir entre 800 et 1 000 km, sont à la base du programme et ont été lancés les premiers à partir de 1982, permettant dès cette année-là de sauver des vies. Ils forment le système LEOSAR. Les instruments embarqués (SAR Processor : SARP) calculent et enregistrent la position des balises de détresse en utilisant les techniques de traitement Doppler dont la performance dépend de la qualité d’une horloge bord ultra stable et d’une balise de datation située à Toulouse. Les données calculées sont immédiatement transmises et répétées en boucle de manière continue vers les stations de réception sol (LEOLUTs).

La période de révolution d’un satellites LEO autour du globe est d’environ 100 minutes : du fait de son altitude faible, un seul satellite LEO ne peut couvrir l’ensemble de la surface terrestre en un tour. Il se décale donc d’une révolution à la suivante et parcourt ainsi un cycle régulier permettant d’assurer une couverture mondiale. Plus il y a de satellites LEOSAR en orbite, plus rapidement une alerte sera transmise au sol. Le système est conçu de telle sorte que 4 satellites LEOSAR judicieusement répartis permettent d’assurer les performances de la mission.

Depuis le début du programme, la France via le CNES, le Canada ainsi que la Russie ont fourni les différents instruments SARP qui ont été embarqués en tant que passagers sur divers satellites d’observation scientifiques ou de météorologie russes, américains (NOAA) ou européen (EUMETSAT).  Sur les 4 satellites LEO encore opérationnels, les 3 américains devraient voir leur service arrêté en 2025.

Satellites MEO (Medium Earth Orbit)

Depuis le début des années 2000, et avec la généralisation des constellations de satellites de navigation GNSS (Global Navigation Satellite System) dont le plus connu est le GPS, le programme Cospas-Sarsat développe le système MEOSAR, basé sur des satellites orbitant à une altitude intermédiaire aux environ de 20 000 km (MEO pour Medium Earth Orbit) couplés à des stations sol adaptées (MEOLUTs).

Le principe a d’abord été validé à l’aide de la constellation GPS, puis très rapidement l’Europe a contribué au programme via sa composante SAR Galileo. La Russie (via GLONASS) et depuis peu la Chine (via BEIDOU) sont aussi des contributeurs en devenir.

Ce système, qui va remplacer le système LEOSAR une fois l’ensemble du segment sol mondial (MEOLUTs et MCCs) mis à niveau, apporte un niveau de fiabilité et de performances remarquable : détection instantanée d’une détresse, redondance accrue des points de collecte, meilleure précision de localisation.

Contrairement au LEOSAR où la position est calculée à bord, c’est la MEOLUT qui assure la performance de localisation à partir du signal répété à bord. La mesure Doppler reste le principe de base : la MEOLUT doit collecter à un instant donné les signaux émis par un maximum de satellites en visibilité et dont elle connaît la position via leurs éphémérides. Pour cela, elle doit de manière simultanée « pointer » autant de satellites que possible et au minimum 4, de préférence 6 pour une meilleure performance. Pour cela, il peut donc être nécessaire de mettre en œuvre jusqu’à 6 paraboles qui suivent chacune un satellite.

Une autre technologie existe, qui a été développée par les équipes du CNES en coopération avec Thales Alenia Space : il s’agit d’une antenne « active », constituée d’une série d’antennes élémentaires fixes et d’une chaine de traitement qui reconstitue de manière numérique l’équivalent de dizaines de paraboles. Cette MEOLUT dans sa version industrielle est opérationnelle depuis fin 2018 sur le site du CNES à Toulouse. Depuis, elle a également été déployée sur l’île de la Réunion et sur d’autre sites dans le monde. Plus compacte, elle est simple à maintenir et permet de détecter des balises situées dans un rayon d’au moins 3000 km autour d’elle.

Satellites GEO (Geostationary Earth Orbit)

Les satellites géostationnaires (GEO) qui orbitent à 36 000 km d’altitude couvrent une surface plus importante et viennent en complément du système LEOSAR. Cependant leur position fixe par rapport à un point au sol ne leur permet pas d’utiliser l'effet Doppler pour le calcul de position. Ce sont de simples répéteurs : ils sont donc utiles, couplés à une mesure LEO, pour confirmer un code balise et éventuellement une position si la balise de détresse est équipée d’un récepteur GNSS et qu’elle transmet sa position dans le message émis.
Les différents répéteurs GEO forment le système GEOSAR. Ils sont embarqués en tant que passagers de satellites à grande durée de vie destinées en général à la météorologie. Ils sont opérés par la NOAA (USA), par l’ISRO (Inde), par la Russie ou par l’Europe via EUMETSAT (satellites MSG (METOSAT Second Generation) et bientôt MTG (METOSAT Third Generation)).

Le CNES assure ponctuellement un support à EUMETSAT pour la validation en vol des nouveaux répéteurs GEOSAR ou pour des expertises en cas d’anomalie.

Contexte

Le programme Cospas-Sarsat a été initié en pleine Guerre Froide, dès le début des années 1970. Pouvoir porter secours de manière efficace, n’importe où sur le globe, nécessitait la mise en place d’une organisation internationale tout en laissant la responsabilité aux administrations. C’est pourquoi quatre états ont décidé de coopérer malgré une situation politique conflictuelle : les États-Unis, l’URSS (représentée par la Russie aujourd’hui), le Canada et la France.

Jusqu’aux années 1970, les systèmes de sauvetage maritime et aéronautique utilisaient des fréquences radio VHF dont la portée était limitée. La volonté d’étendre la couverture du système à l’ensemble du globe a conduit au développement, dans les années 1970, d’un système de secours mondial par satellite : Cospas-Sarsat . En 1972, une premiere réglementation états-unienne a rendu obligatoire l’utilisation de balises de détresse. Puis en 1975, a été déployé un système de balises pour les avions en même temps que pour les bateaux de plaisance, plus de 25 0 000 au total.

Principe général

L’un des principes fondamentaux garantis par le programme Cospas-Sarsat consiste en la gratuité et la non-discrimination en cas d’utilisation des balises de détresse 406 MHz.

Les balises de détresses Cospas-Sarsat sont activables dans le monde entier, le programme y rendant le même niveau de service. Le service rendu par Cospas-Sarsat est à distinguer de la conduite des opérations de recherches et de sauvetage par le centre compétent, qui demeure de la responsabilité de l’Etat concerné.

Les balises de détresse sont conçues pour un emport à bord des navires (balises EPIRB), des aéronefs (ELT) ou pour un usage terrestre et/ou un usage multiple (plusieurs supports).

Le système MEOSAR

Avec le système MEOSAR de satellites en orbite moyenne, entré en opérations à la fin 2016, le temps nécessaire à la localisation d’une balise a fortement diminué et les positions plus précises. Aujourd’hui, seule une minorité d’opérations de sauvetage sont réalisées sans le concours du MEOSAR.

De nouvelles fonctionnalités apparaissent aussi sur les balises Cospas-Sarsat :

• 2020 : grâce au programme SAR Galileo, une fonction dite de lien retour est disponible depuis janvier 2020. Elle permet d’indiquer par un accusé réception à la personne en détresse que le signal a bien été reçu par un centre de mission.
• 2023 : une balise aéronautique spécifique, appelée ELT(DT) (« Distress Tracking ») est embarquée à bord des avions depuis 2023 : son apport majeur est l’émission d’une alerte en amont du crash, permettant de reconstituer la trajectoire. La recherche et le sauvetage sont alors beaucoup plus aisés.
• une nouvelle génération de balises, dites de deuxième génération, est en cours de développement et permettra une localisation encore plus précise.

Déroulé du projet

En 1976, la technique de détection par effet Doppler a commencé à être utilisée (sur une fréquence de 121,5 MHz) par le Canada, les États-Unis et la France : le projet SARSAT. En même temps, la Russie expérimentait l’équivalent pour ses navires : le projet Cospas.

La date officielle de 1988 est connue comme celle de la signature du programme, mais une entente fut signée dès le 23 novembre 1979par quatre institutions basées au Canada, aux États-Unis, en France et en Union soviétique (MDC, le CNES, la NASA et MORFLOT).

Ainsi, les premières vies humaines furent sauvées dès le 10 septembre 1982 grâce au 1er satellite LEO (LEOSAR Cospas-1), lancé la même année (30 juin).

Le 24 mars 1983 a eu lieu le lancement du premier satellite LEOSAR Sarsat-1.

L’organisation devient pleinement opérationnelle en 1985.

Organisation

Le programme Cospas-Sarsat regroupe aujourd’hui 45 États (et organisations) et assure une couverture mondiale. Il est composé de :

• 4 membres fondateurs - les États-Unis, la Russie, le Canada et la France - pourvoyeurs des segments spatiaux, même si désormais ils ne sont pas les seuls à fournir des satellites pour le programme Cospas-Sarsat,
• 32 états fournisseurs de segments sol (antennes et centres de réception associés)
• 13 états utilisateurs
• 2 organisations opératrices de segment sol (Taïwan et Hong Kong)
• 3 contributeurs au segment spatial (Commission européenne, Eumetsat, Inde)

Le programme Cospas-Sarsat travaille en outre en collaboration avec trois organisations internationales : l’Organisation Maritime Internationale (OMI), l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) et l’Organisation Internationale des Télécommunications (UIT).

La gestion des orientations majeures du programme incombe aux membres fondateurs via le Conseil Cospas-Sarsat, qui se réunit une à deux fois par an. Les discussions techniques ont lieu entre tous les participants au travers de divers forums dont le Comité Conjoint annuel qui dure une dizaine de jours sous formes de multiples sessions de travail.

Liens externes

Pour aller plus loin, voici des liens vers des sites externes que vous pouvez consulter :

Sites Copernicus :

• Site Copernicus
• Site Copernicus de l'ESA
• Site Copernicus sur le site de la Commission européenne

Sites des satellites Copernicus :

• Site Sentinel de l'ESA

Sites des services Copernicus :

• Site du service de surveillance des terres
• Site du service de surveillance du milieu marin
• Site du service de surveillance du milieu atmosphérique
• Site du service d'intervention d'urgence
• Site de l'EFAS (European Flood Awareness System)
• Site du service de surveillance maritime
• Site du service d'action externe de l'Union Européenne

Site de la plateforme GEODES : 

• Geodes

Site d’EUMETSAT :

• Eumetsat

Les missions Sentinels : 6 familles de satellites

Le programme comporte une composante spatiale composée de 6 familles de satellites (les Sentinels) destinées à fournir les observations nécessaires au déploiement des services pour la surveillance opérationnelle de la qualité de l'air, des océans, de l'occupation des sols et la gestion des territoires, ou encore le suivi des situations d'urgence ou du changement climatique. Ces observations sont complétées par des missions spatiales contributrices gérées par des entités tierces (états membres, missions commerciales).

Les Sentinels 1 à 6 emportent des instruments en imagerie radar, imagerie optique, altimétrie, océanographie, et composition chimique de l’atmosphère. Parmi les neuf satellites de Copernicus déjà lancés, huit sont opérationnels. Trois autres lancements sont prévus en 2025 (Sentinel 4 sur MTS1, Sentinel 5 et Sentinel 6B).

Pour les Sentinels 1, 2 et 3, les unités C et D commencent à être déployées pour remplacer les unités A et B assurant ainsi une continuité des données.

Cependant, la composante spatiale de Copernicus est amenée à évoluer pour tenir compte de l’évolution des besoins utilisateurs qui reposent avant tout sur la continuité améliorée des données qui sera assurée avec les Sentinelles de nouvelle génération. Afin de répondre aux politiques publiques et aux besoins exprimés et non satisfaits des utilisateurs de Copernicus, six nouvelles familles de Sentinels (Sentinels Expansion) sont en cours de développement pour étendre les capacités actuelles de la composante spatiale de Copernicus dans le but de suivre au niveau global les émissions de CO2 anthropique, assurer la surveillance des calottes polaires et des glaces de mer pour la sécurité en mer, suivre la température du sol, les matières premières, la qualité de l’eau, les zones côtières et la biodiversité.

Ces nouvelles missions Sentinels Expansion, qui seront lancées entre 2027 et 2035, sont les suivantes :

• CO2M, mission de surveillance des émissions de CO2 d’origine anthropique
• LSTM, mission de surveillance de la température à la surface du sol
• CRISTAL, mission de topographie des glaces et neiges polaires
• CIMR, mission de radiomètre imageur hyperfréquences
• CHIME, mission d’imagerie hyperspectrale
• ROSE-L, mission d’observation SAR en bande L.

Ces missions spécifiques sont complétées par des missions de données contributrices qui fournissent des données provenant d’autres missions spatiales publiques (Météosat par exemple), de satellites commerciaux (Pleaides) et de constellations commerciales européennes du Newspace. Ces missions contributrices visent à répondre à des besoins plus ciblés en améliorant la revisite, la résolution ou encore la réactivité d’obtention de la donnée.

Les lancements du programme Sentinel

Le premier satellite du programme Sentinel, Sentinel-1A, a été lancé par Soyouz le 3 avril 2014 depuis la base de lancement du Centre Spatial Guyanais à Kourou. Au total, 10 satellites Sentinel ont atteint l’orbite terrestre, dont neuf sont opérationnels :

• Mission Sentinel-1 : 1A (lancé le 3 avril 2014), 1B (25 avril 2016, désorbité) et 1C (5 décembre 2024)
• Mission Sentinel-2 : 2A (23 juin 2015), 2B (7 mars 2017) et 2C (5 septembre 2024)
• Mission Sentinel-3 : 3A (16 février 2016), 3B (25 avril 2018)
• Mission Sentinel-5 : 5P precurseur (13 octobre 2017)
• Mission Sentinel-6 : 6A (21 novembre 2020)

En outre, la mission Sentinel-4A a été lancée sur MTG-S1 le 1^er juillet 2025.

D’autres lancements de Sentinels sont prévus dans les années à venir, soit comme satellites dédiés, soit comme charges utiles embarquées sur des satellites d’EUMETSAT :

• Sentinel-5A (août 2025)
• Sentinel-1D (octobre 2025)
• Sentinel-6B (novembre 2025)
• Sentinel-3C (2026)
• CO2M-A (2027)
• Sentinel-2D (2028)
• Sentinel-3D (2028)
• CO2M-B (2028)
• CRISTAL-A (2028)
• CO2M-C (2029)
• CHIME-A (2029)
• ROSE-L-A (2029)
• CIMR-A (2029)
• Sentinel-6C (2030)
• LSTM-A (2030)
• Sentinel-5B (2032)
• LSTM-B (2032)
• CHIME-B (2032)
• ROSE-L-B (2032)
• Sentinel-4B (2034)
• CRISTAL-B (2034)
• CIMR-B (2035)
• Sentinel-5C (2039)

Participation du CNES au développement des satellites scientifiques de l’ESA

Parmi les satellites scientifiques de l’ESA qui ne sont pas directement opérés dans le cadre du programme Copernicus mais dont les données sont utilisées ou rendues accessibles par les services du programme, certains ont été développés en partenariat avec le CNES : 

• GOCE (17 mars 2009), champ de gravité terrestre
• SMOS (2 novembre 2009), salinité des océans et humidité des sols
• Cryosat-2 (8 avril 2010), évolution des glaces polaires
• Swarm (22 novembre 2013), champ magnétique terrestre
• Aeolus (23 août 2018), dynamique des vents
• EarthCARE (28 mai 2024), atmosphère, couches nuageuses
• Biomass (29 avril 2025), biomasse des forêts
• FLEX (2026), suivi de la végétation

Les satellites opérés par EUMETSAT participant indirectement au programme Copernicus

Parmi les satellites opérés par EUMETSAT, dont le programme Copernicus utilise les données, les satellites de la gamme MTG-S et MetOp-SG embarquent les missions Sentinel-4 et Sentinel-5.

Le service de surveillance du milieu atmosphérique

Il fournit des informations sur la qualité de l'air à l'échelle européenne et sur la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire. Il fournit, en particulier, des informations destinées aux systèmes de surveillance de la qualité de l'air exploités de l'échelle locale à l'échelle nationale, et contribue à la surveillance des variables climatiques tenant à la composition de l'atmosphère, y compris, lorsque cela est possible, l'interaction avec les couvertures forestières.

Le service pré-opérationnel MACC2 (et bientôt MACC3), coordonné par le Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (CEPMMT), produit tous les jours des analyses et des prévisions globales jusqu'à 5 jours de la composition de l'atmosphère, en constituants gazeux et en aérosols, de même que le calcul de différents flux. Ces informations sont produites à l'aide d'observations satellitaires et in-situ, d'une estimation des émissions et de modèles de prévision météorologique et de chimie atmosphérique. Des ré-analyses sont également effectuées. Par ailleurs, un volet régional du service exploite de façon optimum sur le continent européen les résultats d'un ensemble de modèles de qualité de l'air.

Pour en savoir plus : Copernicus Atmosphere Monitoring Service

Le service de surveillance du milieu marin

Il fournit des informations sur l'état et la dynamique des éléments physiques des écosystèmes océaniques et marins, qu'il s'agisse des océans à l'échelle planétaire ou des zones maritimes régionales européennes, avec différentes utilisations :

• Appui de la sécurité maritime
• Surveillance des flux de déchets
• Surveillance de l'environnement marin, des régions côtières et polaires et des ressources marines
• Prévisions météorologiques et surveillance du climat

À l'aide d'observations satellitaires et in-situ et du modèle numérique d'océan NEMO, le service pré-opérationnel MyOcean2, coordonné par Mercator-Océan, produit des informations selon les modalités suivantes : 

• Fréquence de production : hebdomadaire ou journalière
• Zones couvertes :
  • Océan global (résolution : 1/12ème de degré)
  • Mers européennes (résolution : quelques km à 1/9ème de degré)
• Informations fournies :
  • Analyses et prévisions de l’état physique de l’océan dans les trois dimensions : température, salinité, courants
  • Analyses et prévisions en surface : température, hauteur de la mer, couverture en glace
  • Analyses bio-géochimiques en surface : couleur de l’eau, concentration en chlorophylle

Pour en savoir plus : Copernicus Marine Service

Le service de surveillance des terres

Il fournit des informations sur l'utilisation et l'occupation des sols, la cryosphère, le changement climatique et les variables biogéophysiques, y compris leur dynamique, à l'appui de la surveillance environnementale de la biodiversité, des sols, des eaux intérieures et côtières, des forêts et de la végétation, et des ressources naturelles, de l'échelon planétaire à l'échelon local, ainsi que de la mise en œuvre des politiques en matière d'environnement, d'agriculture, de développement, d'énergie, de planification urbanistique, d'infrastructures et de transports.

Ce service est constitué de trois composantes :

• La composante pan-européenne comprenant la classification Corine Land-Cover (environ tous les 6 ans) et 5 couches haute résolution (20 m) sur toute l'Europe (environ tous les 3 ans)
• La composante locale (environ tous les 3 ans) comprenant un Atlas urbain sur plus de 600 zones urbaines et une surveillance des berges de rivières
• La composante globale restituant régulièrement, tous les 10 jours, des variables bio-géophysiques sur toutes les terres émergées du globe

Le service est coordonné par l'Agence Européenne de l'Environnement pour les composantes pan-européenne et locale, et par le Centre Commun de Recherches pour la composante globale.

Pour en savoir plus : Copernicus Land Monitoring Service

Le service de surveillance du changement climatique

Il fournit des informations visant à renforcer la base de connaissances à l'appui des politiques d'adaptation et d'atténuation. Il contribue en particulier à la mise à disposition des variables climatiques essentielles, aux analyses du climat, aux projections et aux indicateurs à des échelles temporelles et spatiales pertinentes pour les stratégies d'adaptation et d'atténuation destinées aux divers domaines sectoriels et sociétaux de l'Union pouvant en bénéficier.

Plusieurs projets préparatoires sont financés par le 7ème PCRD (Programme Cadre de Recherche et de Développement de la Commission européenne). Ils concernent des ré-analyses globales du 20ème siècle, un ensemble de ré-analyses régionales, le suivi et les exigences de qualité pour des variables climatiques essentielles (ECVs) multi-décadaires, l'accès aux données climatiques observées et prévues et à une boîte à outils d'indicateurs, et des produits concernant la problématique de l'attribution des changements climatiques (étude de leurs causes). Le service sera à terme coordonné par le Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (CEPMMT).

Pour en savoir plus : Copernicus Change Service

Le service d’intervention d’urgence

Il fournit des informations pour les interventions d'urgence visant à faire face à différents types de catastrophes, y compris les risques météorologiques, les risques géophysiques, les catastrophes provoquées par l'homme de façon délibérée ou accidentelle et les autres catastrophes humanitaires, et soutient les activités de prévention, de préparation, de réaction et de rétablissement.

Le service est coordonné par le Centre Commun de Recherches. La première priorité est de fournir pendant les crises une cartographie rapide des aléas et des dégâts, s'appuyant sur l'imagerie satellitaire lors de catastrophes naturelles (inondations, tempêtes et cyclones, tsunamis, séismes, éruptions volcaniques, incendies de forêts, éboulements et glissements de terrains...) ou industrielles, à la demande d'utilisateurs autorisés impliqués dans la coordination des secours (autorités de sécurité civile, DG ECHO, ONG...). Il peut également fournir, hors crise et à la demande, d'autres produits de cartographie avec des délais plus longs (prévention ou gestion post-crise).

Parallèlement, un système de prévision de risques d'inondations à moyenne échéance EFAS (European Flood Awareness System) a été intégré au service d'aide à la gestion des urgences. Il est basé sur des prévisions de précipitations couplées avec un modèle hydrologique. Ses bulletins de prévision sont destinés aux services hydrologiques nationaux responsables des alertes.

Pour en savoir plus : Copernicus Emergency Management

Les services de sécurité

Ils fournissent des informations pour aider à relever les défis auxquels l'Europe est confrontée dans le domaine de la sécurité civile, améliorant ainsi les capacités de prévention des crises ainsi que de préparation et de réaction à ces crises, en particulier pour la surveillance des frontières et la surveillance maritime, mais aussi pour appuyer l'action extérieure de l'Union, sans préjudice des accords de coopération qui peuvent être conclus entre la Commission et divers organes de la politique étrangère et de sécurité commune, en particulier le Centre satellitaire de l'Union européenne.

Le service est coordonné par l'Agence Européenne de Surveillance Maritime (EMSA) pour la composante surveillance maritime, par FRONTEX pour la composante de surveillance des frontières et par le Centre Satellitaire de l'Union Européenne (EUSC) pour la composante d'assistance aux actions extérieures et de l'Union Européenne (SESA).

Pour en savoir plus : 

• Surveillance maritime
• Surveillance des frontières
• Assistance aux actions extérieures de l’UE

La plateforme GEODES

Avec sa flotte unique au monde de 6 familles de Sentinels, satellites dédiés ou charges utiles embarquées sur des satellites d’EUMETSAT, Copernicus va générer un flux massif de données de très grande qualité avec une couverture temporelle et spatiale inégalée. Afin de répondre aux besoins nationaux, le CNES a ouvert un accès libre et gratuit à ces données grâce à sa Plateforme GEODES, le portail d’information et d’accès aux données spatiales « Observation de la Terre » du CNES.

Cette plateforme remplace la plate-forme PEPS (Plateforme d’Exploitation des Produits Sentinels) qui permettait de rechercher, sélectionner et télécharger les données issues du radar SAR de Sentinel-1, avec un faible délai de mise à disposition et les données haute résolution de l'imageur optique de Sentinel-2. Elle permet également d’accéder aux données et produits issus d’autres satellites tels que SPOT, Venus, Landsat, et bientôt SWOT, CO3D et Trishna.

Pour opérer l’une des infrastructures spatiales les plus complexes au monde, l'ESA a développé un segment sol dédié aux missions Sentinel qui a migré sur le Cloud à partir de 2019 pour préparer l’arrivée de nouvelles missions et pour répondre à des besoins en croissance constante des utilisateurs. Les fonctions du segment sol couvrent les activités nécessaires à la définition et la mise en œuvre de l’acquisition des données, le suivi de la performance du système et des instruments, et l’archivage des données essentielles aux retraitements futurs et à la génération de nouveaux produits.

L’architecture globale du segment sol est présenté ci-après.

Ce segment sol dédié comprend :

• La planification des missions (Sentinel-1, Sentinel-2 et Sentinel-5P), y compris le système d’allocation des ressources (SRA) pour éviter les interférences entre les missions au moment des liaisons descendantes.
• Le Service des Opérations en Vol (FOS) pour les commandes et le contrôle des satellites, opéré depuis l’ESOC et EUMETSAT (Sentinel-3) à Darmstadt.
• L’acquisition des données avec les services en bande X et en bande Ka (en prévision des futures missions Expansion) et le service EDRS (European Data Relay System) mis en œuvre pour les Sentinel-1 et -2,
• Le contrôle qualité en routine de la production systématique et des retraitements.
• La production systématique des produits prédéfinis par les services et les utilisateurs et avec des délais spécifiés pour chaque produit.
• Le retraitement des produits (typiquement des niveaux 1 et 2) à partir des archives de niveau 0,
• La collecte des données auxiliaires, qu’elles proviennent des mises à jour d’étalonnage des instruments ou d’entités externes.
• Les Clusters de Performance des Missions (MPC) visant à contrôler les performances des instruments avec les activités de validation et d’étalonnage.
• La Détermination Précise des Orbites (POD).
• La préservation et l’archive long terme des données.
• L’accès aux données et aux produits générés par l’intermédiaire de services dans le cloud (Copernicus Data Space Ecosystem).
• Le Système de Référence visant à maintenir des solutions open-source, opérer un service capable de fournir toutes les briques de préparation à l’arrivée de nouveaux utilisateurs ou de nouvelles missions et à apporter une solution de soutien aux activités de production en cas de tension sur les flux.
• Le Service d’Information sur le Web capable de fournir toutes les informations à jour sur les Sentinels de Copernicus (Sentinel on-line, SentiWiki).
• Le service de coordination avec le suivi des performances de bout en bout du système et la coordination des services.

Le volume généré par le segment sol de l'ESA atteint aujourd’hui 17 To/jour.

Un réseau d’accès aux données distribué entre les principaux acteurs de Copernicus et propre à chaque famille d'utilisateurs

Le diagramme suivant présente les principales interfaces permettant aux utilisateurs d’accéder aux données et produits de Copernicus générés par le segment sol des Sentinels et par les services Copernicus.

Ce réseau de distribution comprend les portails d’accès suivants :

• Copernicus Data Space Ecosystem (CDSE) pour les produits de référence des Sentinels 1, 2, 3 (land) et 5P, et les données des missions contributrices.
• WEkEO pour les produits de référence des Sentinels 1, 2, 3 (océan), 5p et 6, les produits de certains services Copernicus et les données de missions tierces comme les missions météorologiques opérées par EUMETSAT.
• Les portails d’accès aux produits générés par les services Copernicus : suivi de l’atmosphère CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service), suivi de l’environnement marin CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service), suivi des terres émergées CLMS (Copernicus Land Monitoring Service), le suivi du changement climatique C3S (Copernicus Climate Change Service), la gestion des urgences CEMS (Copernicus Emergency Service) et les Services sur la Sécurité.

Les portails du programme Copernicus offrent une source fiable, bien documentée et digne de confiance de données de haute qualité sous forme de produits de référence.

D’autres portails d’accès sont mis en œuvre en dehors de Copernicus.

Ces portails opérés par des entités tierces comprennent :

• Les portails des segments sols collaboratifs européens qui sont des sites miroirs mis en œuvre par des entités nationales : une vingtaine de pays (Allemagne, Italie, Royaume Uni, Grèce, Finlande...) se sont déjà engagés dans cette démarche. La France développe son propre site miroir : PEPS (Plateforme d'Exploitation des Produits Sentinel), remplacé aujourd’hui par GEODES (portail d’information et d’accès aux donnée spatiales « Observation de la Terre » du CNES).
• Les portails des segments sols collaboratifs internationaux qui servent aux utilisateurs de leurs régions respectives.
• les portails gérés par des opérateurs commerciaux qui, outre les produits de référence de Copernicus, offrent un accès à des services payants (produits à valeur ajoutée, autres données commerciales, services cloud, boites à outils…).
• des portails opérés par des agences spatiales comme EUMETSAT et la NASA.

Le CNES, via GEODES (anciennement PEPS), est le point de contact national de l'ESA pour l'ensemble des initiatives collaboratives en France. À ce titre, il a accès au hub de l'ESA.

Concrètement, un utilisateur européen a plusieurs possibilités pour avoir accès aux produits de référence des Sentinels : auprès du CDSE de l'ESA, de WEkEO d’EUMETSAT ou du segment sol collaboratif local. Une autre voie - limitée - est possible : via une station de réception locale (uniquement pour les données Sentinel-1 acquises dans le champ de visibilité de la station).

EUMETSAT a la responsabilité des opérations de Sentinel-3 topo sur les océans et Sentinel-6 et prévoit de contribuer au développement des missions expansion CO2 M et CIMR.

Contexte

Copernicus, programme piloté par la Commission Européenne et développée en partenariat avec les États membres, l’ESA et Eumetsat, est un programme de surveillance dans les domaines de l’environnement et de la sécurité, basé sur la recherche et sur des observations, principalement satellitaires mais aussi in-situ (sol, bouées, avions, etc). Copernicus a démarré officiellement le 1er janvier 2014. Il a pris la suite du programme GMES (Global Monitoring for Environment and Security) développé entre 1998 et 2013.

Les deux socles du programme sont :

• Son pilotage par la demande avec des besoins exprimés par les autorités publiques au niveau européen, national et local. De ce fait, chaque euro dépensé sert aux autorités publiques sur une base opérationnelle pour la gestion des urgences, la prévision de la qualité de l’air, l’océan et le climat.
• La mise à disposition des données et informations produites de façon ouverte, libre et gratuite. Leur qualité en ont fait une référence mondiale. 

Copernicus est ainsi devenu une vitrine de l’expertise européenne en matière d’observation de la Terre.
 

Les six services opérationnels de Copernicus sont les suivants :

• Terre : surveillance des sols, ressources naturelles, gestion des territoires (délégataires : EEA – Agence Européenne de l’Environnement et le Centre Commun de Recherche).
• Mer : océanographie, courants, glaces, production biologique primaire (délégataire : Mercator Ocean International).
• Atmosphère : qualité de l’air, composition chimique, aérosols, gaz à effet de serre (délégataire : Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme).
• Gestion des Urgences : alertes précoces, cartographie rapide des dégâts lors des catastrophes, prévention (délégataire : Centre Commun de Recherche).
• Changement Climatique : informations sur le climat passé, présent et futur pour les politiques d’adaptation (délégataire : Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme).
• Sécurité : surveillance maritime (délégataire : EMSA – Agence Européenne de Sécurité Maritime), surveillance des frontières (délégataire : Frontex), soutien à l’action extérieure de l’Union européenne (délégataire : Centre Satellitaire Satcen).

Copernicus contribue à répondre aux enjeux sociétaux et aide les décideurs politiques à préparer les politiques nationales, européennes et internationales relatives à l’environnement, soutenir leur mise en œuvre et leur évaluation. Copernicus soutient aussi la croissance économique européenne en permettant aux entreprises d’explorer de nouvelles opportunités de développement via des applications aval.

Les services d’informations du programme Copernicus sont accessibles gratuitement et librement à ses utilisateurs. Les applications possibles des données fournies par le programme Copernicus sont vastes et touchent à des domaines variés :

• Agriculture
• Economie de la mer
• Changement climatique et l’environnement
• Développement et la coopération
• Energie et les ressources naturelles
• Gestion des forêts
• Santé
• Assurances et la gestion des catastrophes
• Sécurité et la défense
• Tourisme
• Transports
• Urbanisme

Déroulé du programme

Le programme Copernicus s’est construit en capitalisant sur les projets européens de satellites d’observation de la Terre. Avec le manifeste de Baveno en 1998, les institutions européennes et les agences spatiales lancent l’initiative GMES (Global Monitoring for Environnent and Security), dans l’objectif de doter l’Union Européenne d’une capacité opérationnelle d’observation et de surveillance du climat et de l’évolution de l’environnement sous l’action naturelle et humaine, répondant au double enjeu climatique et sécuritaire. En 2001, le projet est acté par les chefs d’États et de gouvernement avec la signature d’un plan d’actions entre la Commission européenne et l’ESA.

En septembre 2008, les premiers services pilotés par la Commission européenne passent au stade pré-opérationnels. En 2009, un accord est signé entre l’Agence Spatiale Européenne et EUMETSAT, qui entre donc officiellement dans le programme GMES. Les opérations initiales de GMES sont ensuite adoptées par l’Union Européenne en 2011. Quelques années plus tard, en 2014, le programme change de nom et devient Copernicus avec un nouveau règlement européen doté d’un budget approprié pour opérer la composante spatiale et les services.

Organisation

La Commission a la responsabilité globale de Copernicus et de la coordination de ses différentes composantes. Elle supervise la mise en œuvre de Copernicus, notamment la définition des priorités, la participation des utilisateurs, les opérations des services et de la composante spatiale, les coûts, le calendrier, les résultats et la passation de marchés.

La Commission gère également les relations avec les entités délégataires pour la gestion des composantes du programme, et avec les pays tiers et les organisations internationales, assurant la coordination de Copernicus avec les activités menées à l'échelle nationale, européenne et internationale.

La Commission européenne a signé des accords de contribution avec des structures pan-européennes expertes dans le domaine de l’observation de la Terre et des sciences de la Terre pour développer et opérer ces services (neuf entités sont concernées). Ces accords de contribution sont valables pour la durée du cadre financier pluriannuel (CFP) (2021-2028). Ces structures sous-traitent ensuite la réalisation de lots à différents opérateurs.

Pour la mise en œuvre de la composante spatiale, qui est cofinancé par l’Union Européenne et l’ESA, la Commission a conclu deux conventions de délégation :

• Avec l'ESA à qui est confiée la définition de l'architecture globale et la coordination technique de la composante spatiale de Copernicus et de son évolution, basée sur l'analyse des besoins des utilisateurs coordonnée par la Commission ; la délégation inclut également l’accès aux données contributrices.
• Avec EUMETSAT qui a la charge d'opérer des missions dédiées (Sentinel-3 pour les océans, Sentinel-4, 5 et Sentinel-6).

La composante in situ est coordonnée par l'Agence Européenne de l'Environnement, avec des contributions des États Membres.

Concernant les États membres, la gouvernance est assurée par une instance et deux groupes de travail : le Comité de Programme Spatial en configuration Copernicus, le Forum Utilisateurs qui représente les utilisateurs et le groupe sécurité.
 

Les services sont gérés :

• En mode direct par sous-délégation croisée avec le Centre Commun de Recherche pour le service surveillance des terres à l'échelle globale et le service de gestion des urgences.
• En mode indirect par convention de délégation avec l'Agence Européenne de l'Environnement pour la surveillance des terres, le Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme pour les services de surveillance de l'atmosphère et concernant le changement climatique, Mercator Océan International pour le service de surveillance du milieu marin, l'Agence européenne pour la gestion de la coopération opérationnelle aux frontières extérieures des États membres de l'UE (FRONTEX) pour le service de contrôle des frontières et l'agence européenne pour la sécurité maritime (EMSA) pour le service de surveillance maritime.

Sites web

Sciences de l'Univers :

• CDPP : Centre de Données pour la Physique des Plasmas
• CDS : Centre de Données de Strasbourg
• MEDOC : Multi Experiment Data & Operation Center
   

Etude et observation de la Terre :

• Data Terra : infrastructure de recherche
• FormaTerre : Forme et Mouvement de la Terre
• PNDB : Pôle National de Données de Biodiversité
• ODATIS : Observation des Données d'Appui à la Recherche en Science de l'Information et des Technologies)
• THEIA : surfaces continentales
• DINAMIS : Dispositif Institutionnel National d'Accès Mutualisé en Imagerie Satellitaire)
• GEODES : portail d'accès aux données spatiales Observation de la Terre