Contexte

La mission du satellite Biomass est de cartographier la biomasse des forêts depuis l'espace.

La biomasse forestière, définie comme le poids de matière végétale sèche par unité de surface, est un élément clé du cycle du carbone. Elle contient 50% de carbone. L'essentiel de la biomasse aérienne se situe dans les forêts, et une majeure partie de ces dernières est sous les tropiques. La biomasse forestière est mal connue, et donc une source majeure d'incertitude dans l'estimation de flux de carbone.

Pourquoi mesurer la biomasse à l'échelle du globe ?

L'augmentation des gaz à effet de serre contribue au réchauffement du climat. Cependant la biosphère agit comme un puits, c'est à dire qu'elle absorbe le CO₂ de l'atmosphère et ralentit le réchauffement. La distribution spatiale et l'ampleur même de ce puits, sont toutefois inconnues. Pour comprendre, atténuer et s'adapter au changement climatique, il faut réduire les incertitudes dans la connaissance du cycle global du carbone.

Les enjeux sont donc de :

• réduire les incertitudes sur les estimations de stocks et des flux de carbone terrestre,
• définir une référence objective dans l'application des traités internationaux de lutte contre la déforestation (REDD+),
• contraindre les modèles numériques de surface et du climat,
• améliorer le suivi et la gestion des ressources de la planète.

Déroulé du projet

La composante spatiale comprend un seul satellite emportant un radar à Synthèse d'Ouverture (SAR – Synthetic Aperture Radar) en bande P (435 MHz) fonctionnant sur une orbite figée quasi-polaire héliosynchrone quasi-circulaire à une altitude entre 637 et 666 km, en fonction des différentes phases de la mission. L'orbite est conçue pour permettre des acquisitions tomographiques et interférométriques avec des passages répétés tout au long de la mission et pour minimiser l'impact des perturbations ionosphériques.

Le lanceur qui a mis le satellite Biomass sur son orbite est un lanceur Vega-C. Le vol VV26 a eu lieu le 29 avril 2025, et a permis de positionner Biomass sur son orbite nominale.

La mission est conçue pour exploiter des acquisitions faites à l'aube et au crépuscule, c'est-à-dire à 6h00/18h00 en temps local (à l'équateur), pour minimiser l'influence défavorable de l'ionosphère sur le signal radar. Les données du SAR seront reçues par la station sol de Kiruna via un lien en bande X. Les données auxiliaires sont nécessaires pour quantifier les caractéristiques du chemin de propagation du signal radar et sont utilisées dans le système final d'étalonnage et le traitement des données du SAR.

Le satellite Biomass est conçu pour une durée de vie de 5 ans après la phase de validation en orbite. Durant sa mission, Biomass fonctionnera en deux phases successives :

• Une phase tomographique (Tomo-SAR) d’une durée de 18 mois. Durant cette période, chaque point du globe sera imagé 7 fois, avec un espace de 3 jours entre chaque image radar. La couverture globale de la Terre sera effective après 18 mois de mesure. Cette phase tomographique permettra d’avoir une vision 3D de la répartition de la biomasse.
• Une phase Interférométrique (Pol-In-SAR) où le satellite imagera la Terre en 7 mois, avec pour chaque point du globe, 3 images espacées de 3 jours. Cette phase, moins riche que les acquisitions tomographiques, permettra de suivre les évolutions dans le temps de la biomasse.

Organisation

Plusieurs centres de recherche et d’industries en Europe ont contribué à la conception et au développement de la mission au côté de l'ESA :

• en France, le CESBIO et le laboratoire Évolution et Diversité Biologique à Toulouse ;
• au Royaume-Uni, les Universités de Sheffield et d'Edinburgh ;
• en Allemagne, le Deutschen zentrums für luft- und raumfahrt ;
• en Italie, le Politecnico di Milano ;
• en Suède, le Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI, Swedish defence research zgency) ;
• au Danemark, la Technical university of Denmark ;
• aux USA, le California institute of technology et la University of Virginia.

En France, de nombreuses équipes ont reçu un fort soutien du CNES dans le cadre du programme TOSCA (Terre, océanographie, surface continentale et atmosphère) pour contribuer au projet. Outre le Centre d'études spatiales de la biosphère CESBIO (CNRS / Université Toulouse/ IRD / CNES / INRAE), les laboratoires qui ont été impliqués dans ce projet sont les suivants :

• Évolution et diversité biologique (EDB, CNRS / Université de Toulouse/ École nationale de formation agronomique)
• ONERA (Toulouse, Salon de Provence et Palaiseau)
• Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / UVSQ)
• Université de Bordeaux 1, Observatoire aquitain des sciences de l'Univers
• Institut d'électronique et de télécommunications de Rennes (IETR, Université de Rennes 1 / CNRS / INSA Rennes / Supelec / Université de Nantes)
• Botanique et bioinformatique de l'architecture des plantes (AMAP, CIRAD / IRD / CNRS / INRA / Université Montpellier 2)
• Électronique, systèmes de communication et microsystèmes (ESYCOM, Université Marne-la-Vallée)
• Territoires, environnement, télédétection et information spatiale (TETIS, IRSTEA / CIRAD / Agroparistech)
• ESPACE-DEV (IRD, Université Montpellier 2 / Université des Antilles et de la Guyane / Université de la Réunion)
• ECOFOG (Ecologie des Forêts de Guyane)
• Institut Fresnel Marseille (Aix Marseille / CNRS / École centrale Marseille)
• Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE, INRA)