5 août 2021
Vue du satellite Trishna en infographie
Airbus
TRISHNA (Thermal infrared imaging satellite for high-resolution natural resource assessment) est une mission spatiale à haute résolution spatio-temporelle dans l’Infrarouge thermique menée en collaboration entre les agences spatiales française (CNES) et indienne (ISRO). Le lancement est prévu en 2025.
De nombreuses équipes de recherche participent à cette mission, dont le Cerema (Equipe Bâtiment Performant dans son environnement) sur le volet urbain portant sur la mesure et modélisation de l’îlot de chaleur urbain (ICU).

Jusqu’à présent, les missions satellitaires ne permettaient pas de modéliser finement les données urbaines. Trishna va permettre une résolution spatiale et temporelle plus fine : il va permettre de recueillir des données comme l‘émissivité des surfaces ainsi que l’albédo, qui, croisées avec l’infrarouge thermiques, vont permettre de déterminer les températures de surface et d’air et donc d’identifier les phénomènes d’îlot de chaleur urbain.

Dans le cadre du projet TRISHNA, le Cerema apporte ses compétences sur la microclimatologie urbaine (à l’échelle d’une ville voire d’un quartier).

 

Une mission scientifique internationale

TRISHNA sera positionné sur une orbite polaire à l’altitude 761km, procurant ainsi une revisite de 3 passages sur 8 jours avec une couverture globale. Il permettra d’acquérir des données thermiques en milieu de journée, mais aussi en milieu de nuit. L’instrument proposera 4 canaux thermiques et 7 canaux optiques avec une résolution spatiale identique, voisine de 60 m au nadir et de 90 m en bord de champ.

 

Modelisations Trishna

 

La température est un indicateur du bilan d’énergie des surfaces terrestres de toutes sortes : parcelles agricoles, prairies et forêts, milieux urbains ou encore sur la neige et sur la glace. Ce bilan fournit de nombreuses informations telles que le stress hydrique des végétaux et leur évapotranspiration, un paramètre de l’îlot de chaleur urbain, etc.

Le groupe de mission scientifique (ou Science Team) TRISHNA est structuré en 8 groupes thématiques franco-indiens : Stress des écosystèmes, Littoral-Côtier et Eaux Continentales, Urbain (où le Cerema intervient plus spécifiquement), Cryosphère, Atmosphère, Terre Solide, Cal/Val, Elaboration de Produits.

 

Permettre une simulation microclimatique du quartier 

L‘objectif de la collaboration entre l’ONERA (centre français de recherche sur l'aérospatiale) et le groupe de recherche du Cerema "bâtiment performant dans son environnement" (BPE) dans le cadre de TRISHNA, est de mettre en place une méthodologie permettant l’assimilation de données satellitaires thermiques urbaines en entrée des outils de simulation microclimatique à l’échelle du quartier. Il s’agit de relier des mesures de température de surface acquises par TRISHNA à l’échelle de 57 m, à des températures de l’air et des indices de confort thermique à l’échelle de l’îlot en s’appuyant sur des simulations du modèle Solene-microclimat.

Afin de préparer la mission TRISHNA avant l’arrivée des images acquises à partir de 2025, une campagne aéroportée dans l’infrarouge thermique réalisée sur Nantes (ANR VEGDUD 2010) est utilisée pour mettre au point notre démarche. Un autre campagne, CAMCATT lancée en juin 2021, servira aussi à consolider notre méthodologie. Enfin, en 2025 la méthodologie sera déployée sur les acquisitions du satellite TRISHNA.

Cette méthodologie , permettra de faire des modélisations en 3D et d’évaluer l’effet de reminéralisation d’un espace, l’impact que cela peut avoir surl’ilot de chaleur ou le confort.

Une chaîne de traitement TRISHNA dédiée doit être mise en oeuvre pour traiter la problématique urbaine. Les propositions de ce volet ont pour objectif commun de préparer cet effort. Plusieurs étapes sont nécessaires pour estimer la température de l’air qui est une grandeur essentielle pour appréhender les îlots de chaleur urbain (UHI for Urban Heat Island en anglais) et les produits associés tels que les indices de confort urbain (Thermal Comfort Indices en anglais) liés à la santé des habitants. Au préalable, une connaissance de la morphologie urbaine à une échelle meilleure que 60 m est nécessaire (type de structure 3D, importance du bâti, de la végétation…) pour estimer la LST, le lien avec la température de l’air ou le comportement directionnel de la température.

L’objectif in fine est de co-construire les chaînes de traitement TRISHNA avec l’Inde, d’en dimensionner les postes d’erreur et de les valider, puis de promouvoir l’utilisation et la diffusion des données à une large communauté.