Le projet Poséidon consistait à embarquer un radar altimétrique sur une plate-forme satellitaire. L’objectif premier était d’étudier la circulation des océans et sa variabilité, l’état de la mer et les marées océaniques. Ce projet est concrétisé en 1992 avec le lancement du satellite franco-américain Topex-Poséidon.
Le 10 août 1992, la fusée Ariane 4 est lancée depuis le centre spatial de Kourou (Guyane) afin de placer en orbite le satellite Topex-Poseidon, à l’initiative du CNES (Centre national d’études spatiales) et de la Nasa (National Aeronautics and Space Administration), qui souhaitaient développer une mission dédiée à l’étude des océans. Ce satellite est placé à 1336 kilomètres d’altitude, il a une orbite* particulière (de forme circulaire) et une inclinaison de 66 degrés sur l’équateur. Il effectuera des mesures et couvrira tout l’océan entre le 66e parallèle Nord et le 66e parallèle Sud.
Ce nom est la jonction des noms des deux projets développés aux Etats-Unis (TOPEX) et en France (Poseidon), qui forment alors une mission conjointe. Poseidon (nom du dieu de la mer dans la mythologie grecque) est le nom de l’altimètre* embarqué sur le satellite. « TOPEX » signifie TOPography Experiment for ocean circulation.
Ce satellite permettra de mesurer la hauteur des océans de façon très précise pour pouvoir étudier le niveau de la mer, la circulation océanique (courants…), les interactions avec l’atmosphère…
Grâce aux instruments embarqués sur Topex-Poseidon et à la combinaison de leurs résultats, on peut savoir à quelques centimètres près où se trouve le satellite lorsqu’il effectue ses mesures.
Ces instruments sont : un altimètre, un radiomètre tri-fréquence, trois systèmes d’orbitographie précise (un réflecteur laser qui donne une distance par rapport à des stations au sol, un récepteur GPS qui donne une distance par rapport à des satellites, un récepteur du système de positionnement DORIS qui donne la vitesse de rapprochement ou d’éloignement du satellite par rapport à des stations au sol). Le réseau DORIS est constitué d’environ 50 balises réparties sur toute la planète, qui peuvent par exemple permettre de calculer l’orbite d’un satellite.
L’orbite élevée et inclinée du satellite est définie en fonction de sa mission. Elle tient aussi compte de la zone à observer (c’est-à-dire 90% de la surface des océans), du rythme des marées, du survol de deux sites (un aux Etats-Unis, l’autre en Italie) utilisés pour paramétrer les instruments au début de la mission.
Après avoir effectué 127 tours en environ dix jours, le satellite repasse à proximité des mêmes points à un kilomètre près, décrivant un maillage régulier des traces au sol. Le même cycle recommence tous les dix jours.
Topex-Poseidon a fait progresser l’étude des océans, en permettant :
- de couvrir de façon globale et continue la topographie* de la surface des océans et ses variations ;
- les premières descriptions globales sur dix ans des variations des courants ;
- une plus grande précision des mesures de l’élévation du niveau des océans ;
- une meilleure compréhension du rôle des marées dans la circulation océanique* en eaux profondes ;
- le développement de modèles* globaux de marées océaniques très précis.
Exemples concrets d’applications de Topex-Poseidon :
- Topex-Poseidon a permis d’étudier les saisons océaniques, c’est-à-dire les variations de température des océans. Dans l’hémisphère Nord, l’océan reçoit davantage de chaleur en été, ce qui a pour effet de le dilater et deux mois après, quand la chaleur s’est diffusée dans les 1 000 premiers mètres d’eau, en automne, le niveau océanique maximal est atteint ; tandis que le niveau le plus bas est atteint au printemps, deux mois après le refroidissement de l’hiver. Le satellite a permis de découvrir la véritable amplitude de ces variations : jusqu’à 5 centimètres au-dessus du niveau moyen des océans alors qu’on l’estimait à l’époque de 1 ou 2 centimètres.
Pour la première fois aussi, Topex-Poseidon a permis de surveiller de façon globale et continue l’évolution du phénomène El Niño. Il s’agit d’un phénomène climatique très intense qui a lieu dans le Pacifique au large du Pérou. Les eaux habituellement froides (18-22 C°) sont en quelques mois remplacées par des eaux plus chaudes (25-29 C°), ce qui a des conséquences importantes sur la faune et la flore, le climat, les ressources… En 1997, le phénomène a été particulièrement important et dès le mois de mars Topex-Poseidon a observé les premières manifestations du phénomène : la propagation d’une « bosse » d’eau chaude, surélevée de 20 à 30 centimètres par rapport au reste de l’océan, qui a traversé le Pacifique d’ouest en est.
Le programme Topex-Poseidon ne devait durer que cinq ans, le satellite avait été conçu pour ce temps donné d’exploitation, mais en réalité son observation continue des océans a duré treize ans ! C’est la plus longue mission d’observation radar depuis une orbite terrestre !
Le 9 octobre 2006, un incident survenu sur une des roues à inertie du satellite lui fait perdre ses capacités de manœuvre sur orbite. Le satellite n’est plus opérationnel, il restera sur son orbite, sans danger pour la Terre.
C’est la mission Jason qui prend la suite, elle a été lancée en 2001.
Le satellite Jason évoluait depuis presque trois ans en tandem avec Topex-Poseidon, doublant ainsi les données collectées et permettant d’étudier des phénomènes à plus petite échelle.
Le successeur de Jason, Jason 2, a été lancé le 20 juin 2008 depuis la base Vandeberg en Californie.
Son orbite* lui permet de balayer 95% de la surface des mers libres. Jason 2 continue les observations du niveau des océans et de la circulation des courants océaniques initiées en 1992 par Topex-Poseidon et reprises par Jason 1 à partir de 2001.
Pour en savoir plus sur Jason 2 :
http://www.aviso.oceanobs.com/fr/missions/missions-actuelles/jason-2/index.html